Новости науки

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале «Astrophysical Journal Letters», предполагается, что 48 галактик образуют необычную группу, которая заполнена темной материей и практически не содержит в себе звезд, и это позволяет предположить, что эти галактики могут быть так называемыми «разрушенными» галактиками.

Исследуемая группа галактик является частью скопления Комы, которая располагается на расстоянии 300 млн световых лет от Земли и вмещает в себя тысячи галактик на пространстве диаметром около 20 млн световых лет.

Для изучения этой группы галактик Питер ван Доккум и его коллеги из Йельского университета использовали автоматизированный телескоп «Dragonfly Telephoto Array» (DTA) в штате Нью-Мексико, США. Этот телескоп снабжен восемью телеобъективами со специальным покрытием, что позволило исследователям найти чрезвычайно тусклые объекты.

Доккум сообщил, что они обнаружили эти маленькие тусклые пятна с телескопа DTA.

Автор исследования утверждает, что эти едва заметные сгустки выглядят подобно карликовым шаровидным галактикам вокруг нашей галактики. Однако, принимая во внимание, что они находятся на большом расстоянии от нас, то они должно быть действительно громадные, добавил он.

Исследователи считают, что всего лишь несколько звезд составляют основную массу галактик, следовательно, они должны вмещать громадные количества темной материи. Фактически, эти 48 галактик должны содержать около 98 % темной материи и только два процента «обычной» материи, которую мы можем увидеть. Доля темной материи во Вселенной оценивается в пределах 83 %.

Изначально, астрономы предполагали, что эти галактики находятся намного ближе, чем скопление Комы. В связи с чем, они провели исследования для проверки данной гипотезы. Свои выводы они основывают на том факте, что Хаббл не смог получить четкое изображение этих звезд, следовательно, эти источники излучения находятся на очень большом расстоянии.

На сегодня, Доккум и его коллеги получили точные доказательства, т.е. они установили точное расстояние до одной из галактик, наблюдая за ней в течение двух часов, для этого они использовали обсерваторию Кека, находящуюся на Гавайях. Пользуясь соотношением Эдвина Хаббла (чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется) астрономы определили скорость этого маленького пушистого сгустка которая составляет 25,3 млн км/ч и, таким образом, рассчитали расстояние до нее которое составило 300 млн световых лет.

Следовательно, астрономы считают, что эти галактики должны находиться в скоплении Комы и быть очень массивными.

Но команда астрономов не знает, почему эти галактики содержат так много темной материи и так мало звезд.

Источник

Автоматическая научная станция НАСА Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) завершила первый из пяти маневров по сближению с Красной планетой с целью проведения измерений вблизи нижнего края марсианской верхней атмосферы.

«При сборе научных данных в обычном режиме мы производим измерения в диапазоне высот от 150 до 6200 километров над поверхностью планеты, — сказал Брюс Яковски, руководитель коллектива ученых миссии MAVEN из Лаборатории физики атмосферы и космоса Колорадского университета, Боулдер, США. — А в режиме «глубокого погружения» мы опускаем перицентр орбиты нашего КА до высоты 125 километров над поверхностью планеты, и это дает нам возможность произвести замеры в нижних точках верхней атмосферы Марса, недостающих для создания полной картины свойств верхней атмосферы Красной планеты».

На первый взгляд может показаться, что разница в 25 километров по высоте не столь значительна, однако она позволила КА MAVEN спуститься до нижних слоев верхней атмосферы Красной планеты, где плотность газов более чем в десять раз превышает их плотность на высоте 150 километров.

Первая кампания по «глубокому погружению» проходила с 10 по 18 февраля. В первые три дня кампании ученые снижали перицентр орбиты марсианского зонда. Каждая из пяти кампаний длится по пять дней, что позволяет космическому аппарату производить наблюдения в течение примерно 20 орбитальных периодов. Так как планета, находящаяся в это время под космическим аппаратом, вращается вокруг своей оси, то измерения на каждом из двадцати витков производятся на различных долготах, что позволяет в целом охватить измерениями все долготы Красной планеты.

Одной из основных целей миссии MAVEN является выяснение механизмов потери газов марсианской атмосферой в космическое пространство, а также оценка влияния этого процесса на климат планеты на протяжении её истории.

Источник

История воды, находящейся на нашей планете, уходит корнями в глубокое прошлое Солнечной системы, в ту эпоху, когда первичное газопылевое облако дало начало Солнцу и, затем, планетам. Используя телескопические наблюдения и применяя компьютерное моделирование для изучения «звездных колыбелей», исследователи смогли лучше понять космические химические процессы, влияющие на распределение воды в звездных системах нашей Вселенной.

Основная часть молекул воды, имеющейся во Вселенной, имеет привычную для нас химическую формулу H2O, в которой на два атома водорода приходится один атом кислорода. Однако небольшая доля молекул воды имеет формулу HDO, и такая вода называется «тяжелой», или «дейтерированной» водой. Отношение HDO/H2O представляет собой важную характеристику звездообразовательных областей, дающую возможность проследить историю воды в этих системах.

В новом исследовании ученые из Дании во главе с Одри Кутенсом, докторантом из Копенгагенского университета, проанализировали отношения HDO/H2O для облака с высокой звездообразовательной активностью, обозначаемого G34.26+0.15. В этой области космического пространства, находящейся на расстоянии 11 световых лет от Земли, формируются звезды, более массивные, чем наше Солнце. Для получения В своей работе исследователи проанализировали спектры вещества этого региона, полученные ранее при помощи космического телескопа Herschel ЕКА, который был выведен из эксплуатации в 2013 г.

Проведенный анализ позволил установить, что отношение HDO/H2O убывает со временем в горячих, внутренних областях G34, так как в ходе многочисленных химических реакций, протекающих в этих областях, молекулы воды беспрестанно разрушаются и вновь образуются. Для сравнения, отношение HDO/H2O для вещества более холодной, внешней оболочки G34 значительно выше. Эти результаты указывают на близкое сходство в распределении воды в областях, где формируются звезды соответственно больших и небольших масс, так как для последних также наблюдалось пониженное отношение HDO/H2O близ центра звездообразовательной области и повышенное — во внешней её оболочке.

Эти находки позволят ученым глубже понять химические процессы, протекающие в межзвездном пространстве и ведущие к образованию воды в тех областях космического пространства, где формируются звезды больших масс. Кроме того, результаты исследования позволили его авторам уточнить компьютерные модели, используемые для предсказания распределения воды в межзвездном пространстве.

Исследование опубликовано в журнале Astrobiology Magazine.

Источник

Схематическое изображение принципа действия интерферометра. (кликните картинку для увеличения)

Группа исследователей из Германии предложила усовершенствованную конструкцию устройства для измерения вращения на основе облака холодных атомов. Предложенный инструмент имеет в два раза большую чувствительность, чем существовавшие ранее аналоги. Устройство представляет собой атомный интерферометр, который эксплуатирует волновую природу атомов для измерений, в частности, вращения Земли. Благодаря миниатюрным размерам в перспективе подобные интерферометры вполне могут использоваться в качестве чувствительных стабильных гироскопов в основе систем навигации кораблей и самолетов. Инструментарий также поможет выполнить более точные измерения силы тяжести и проверить положения теории относительности.

Исследователи уже довольно давно используют атомные интерферометры для точных измерений силы тяжести и вращения. Усовершенствования этой технологии могут быть полезны для оценки скорости дрейфа континентов, сейсмических сдвигов, а также для уточнения данных навигационных систем, в частности, на основе GPS. На данный момент наиболее точные измерения скорости вращения Земли обеспечивают большие аппараты, но интерферометры на холодных атомах в перспективе могут преобразиться в высокоточные портативные устройства.

Классический интерферометр использует световые волны. К примеру, в интерферометре Маха-Цандера наполовину посеребренное зеркало («светоделитель») расщепляет импульс света, посылая лучи в разных направлениях. Затем импульсы отражаются от зеркал, которые направляют их на второй светоделитель, где и фиксируется итоговый световой поток (иными словами, траектории двух лучей формируют ромб). Если один из лучей прошел немного большее расстояние из-за вращения установки, волны будут немного сдвинуты по фазе друг относительно друга, т.е. они частично компенсируются в точке встречи. Чувствительность такого интерферометра зависит от длины волны, таким образом, исследователям удается существенно повысить точность, используя атомы, чей квантовый характер определяется значительно более короткими волнами.

В одной из конструкций атомного интерферометра облако холодных атомов запускается по горизонтали и взаимодействует с серией из трех лазерных импульсов, когда проходит через исследуемую область. Лазерные импульсы в данном случае играют роль светоделителя и зеркал. Первый импульс переводит атомы в комбинацию двух состояний: отклонения направо и налево относительно «нулевого» состояния. Второй импульс отклоняет оба облака обратно (навстречу друг другу), а третий обеспечивает подготовку облака к измерению числа атомов в возбужденном состоянии. В атомном интерферометре используется волна, представляющая собой осциллирующую вероятность атома находиться в возбужденном состоянии (а не осциллирующее электромагнитное поле, как в оптическом интерферометре). Поскольку Земля вращается, одно из атомных облаков пройдет больший путь, нежели другое, что повлечет за собой изменение количества атомов в возбужденном состоянии.

Одним из основных источников ошибок ранее созданных атомных интерферометров было то, что атомные облака проходили довольно большие расстояния, находясь в возбужденном состоянии. Иными словами, на результат могли повлиять внешние силы (магнитные поля), создающие шум в измерениях. Группе исследователей из Leibniz University of Hannover (Германия) удалось снизить уровень этого шума, изменив схему эксперимента таким образом, чтобы оба атомных облака большую часть времени находились в основном состоянии (не возбужденном), так что их не затрагивали внешние силы. Для этого команда использовала несколько атомных импульсов в каждой из трех точек взаимодействия, что обеспечивало только короткие переходы между двумя состояниями.

Используя свою вариацию методики, исследователи измерили скорость вращения Земли с точностью около 1%. Основываясь на полученных данных, ученые говорят, что их метод в два раза чувствительнее, нежели существующие на сегодняшний день гироскопы на холодных атомах. Более того, они считают, что могут увеличить точность своего прибора, используя при этом конструкцию площадью в 40 кв. мм (что много меньше по сравнению с 16 кв. м, необходимыми сегодня для наиболее чувствительных гироскопов).

Подробные результаты работы опубликованы в журнале Physical Letters Review. 

Источник

В своем новом исследовании профессор кафедры биологии Нью-Йоркского университета Майкл Рампино приходит к выводу, что медленное движение Земли вокруг центра Галактики, а также движение вверх и вниз от плоскости галактического диска могут оказывать непосредственное и весьма значительное влияние на геологические и биологические явления, происходящие на Земле. Автор работы говорит, что движение сквозь массы темной материи может изменять формы орбит комет, а также приводить к дополнительному нагреву ядра Земли — и оба этих типа воздействия могли стать причинами массового вымирания биологических видов на нашей планете.

Галактический диск представляет собой область нашей галактики Млечный путь, в котором находится Солнечная система. Этот диск заполнен звездами и облаками из газа и пыли, а кроме того, в нем имеются массы неуловимой темной материи, состоящей из небольших субатомных частиц, которые могут быть обнаружены лишь по их гравитационным эффектам.

Проведенные ранее исследования показали, что Земля обращается вокруг центра нашей галактики с периодом примерно в 250 миллионов лет. Однако галактическая орбита нашей Солнечной системы не плоская, а волнистая, поэтому Солнце и планеты периодически оказываются то с одной, то с другой стороны галактического диска, проходя сквозь него каждые 30 миллионов лет. Анализируя траекторию галактического движения Солнечной системы, Рампино обнаружил связь между этим движением и массовыми вымираниями биологических видов на планете.

Отвечая на вопрос о причинах такой связи, Рампино говорит, что при прохождении нашей планетной системы сквозь плоскость галактического диска концентрирующиеся в нем массы темной материи искажают траектории комет, обычно движущихся по своим орбитам вдали от Земли, во внешней части Солнечной системы. Это приводит к увеличению вероятности столкновения комет с нашей планетой — а ведь именно такое столкновение, как считают ученые, могло привести к исчезновению динозавров с лица нашей планеты 65 миллионов лет назад.

Но, что представляется ещё более удивительным, Рампино считает, что темная материя способна накапливаться в ядре Земли, и накопленные частицы темной материи в дальнейшем могут взаимодействовать друг с другом и аннигилировать, выделяя тепло. Это приводит к усилению вулканической деятельности и другим формам геологической активности нашей планеты, опять же, с периодом примерно в 30 миллионов лет. Такие изменения также оказываются губительными для жизненных форм на Земле, указывает Рампино.

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

Источник

Используя сверхточную камеру ULTRACAM, исследователи провели наблюдения на телескопе Уильяма Гершеля за необычной экзопланетой которая называется «КIC 1255 b». Один год на планете КIC 1255 b равен 16 земным часам и вся планета, кажется, по немногу выкипает под действием интенсивного излучения своего солнца, говорит Якуб Бочински, исследователь из Открытого университета, и автор данного исследования. Поверхность планеты разогрета до температуры свыше 1800°С, что достаточно для испарения каменных пород. В результате этого, внешние слои планеты непрерывно разрушаются. Испарившиеся породы образуют подобный комете пылевой хвост, тянущийся за этой планетой.

За один оборот вокруг своей звезды планета КIC 1255 b и ее пылевой хвост проходят перед основной звездой, поглощая некоторое количество света. Сама планета очень крошечная, размером с Меркурий, однако, пылевое облако превышает по размерам саму планету и поглощает до 1 % звездного света за одно вращение. Для сравнения самая большая планета в Солнечной системе, Юпитер, могла бы задерживать 1% солнечного света, если бы она оказалась в тех же самых условиях. 

Размеры пылевого облака изменяются случайным образом, время от времени совершенно исчезая с поля наблюдения астрономов. В связи с этим в течение пяти ночей проводились наблюдения на телескопе Гершеля, позволившие отчетливо заметить эти изменения, предоставляя уникальную возможность обнаружить механизм этого необычного поведения пыли.

Измерения, проведенные при помощи камеры ULTRACAM, позволяют изучить это пылевое облако в момент ее видимости, т.е. когда излучение звезды поглощается облаком и при этом рассеивается большая часть голубого света по сравнению с красным. Точная цветовая зависимость пылевого светорассеяния, была проведена одновременными многокрасочными измерениями с помощью камеры ULTRACAM, что поможет выяснить размер и состав пылевых зерен. В итоге это позволит установить химический состав пыли планеты KIC 1255b.

По мере разрушения поверхности каменистой планеты образуется пыль, и согласно этой методики можно определить химический состав поверхности самой планеты. Команда попытается сделать эти первые экзогеологические измерения в процессе дальнейших наблюдений летом 2015 г. Якуб Бочински добавил, что это невероятный прорыв поскольку открывает возможность определения химического состава каменистой планеты KIC 1255b. В конечном итоге это позволит выяснить как протекал процесс образования планет солнечной системы.

Источник

Гигантская черная дыра (ЧД) извергла из себя пузырь космического ветра, столь мощного, что он способен изменить судьбу целой галактики, согласно новым наблюдениям.

Исследователи НАСА, используя два рентгеновских телескопа, обнаружили космический ветер, дующий от сверхмассивной ЧД, расположенной в центре галактики PDS 456. Астрономы прежде уже наблюдали такие ветра, однако авторы нового исследования утверждают, что впервые наблюдают потоки космического ветра, который дует почти равномерно во все стороны от центра, формируя таким образом сферическую поверхность.

Этот мощный ветер существенно повлияет на дальнейшую судьбу материнской галактики: он замедлит движение материи по спирали в сторону ЧД, а также снизит скорость образования звезд в остальной части галактики, говорят исследователи. Кроме того, ученые делают предположение, что такие мощные космические ветра играют важную роль в эволюции галактик — они могут отвечать за превращение галактик из ярких, молодых «подростков» в спокойные галактики «среднего возраста».

Используя космические телескопы Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) НАСА и XMM-Newton ЕКА авторы нового исследования во главе с Эммануэлем Нардини из Килского университета, Англия, запечатлели галактику PDS 456 пять раз, начиная с 2013 г. Анализ полученных данных показал наличие в галактике мощных звездных ветров, которые, как предполагают исследователи, могут, с одной стороны, воспрепятствовать дальнейшему «приему пищи» черной дырой, а с другой стороны, разрежение аккреционного диска ЧД, из которого будут «сдуты» почти весь газ и вся пыль, значительно снизит скорость звездообразования в галактике.

Источник

Магнитное поле, покрывающее поверхность нашей звезды, определяет значительную часть физических явлений, связанных с этой поверхностью, таких как 11-летний цикл активности, солнечные пятна и солнечные бури. Однако все эти явления связаны с активными зонами звезды, а в новом исследовании ученые взглянули на другую составляющую магнитного поля Солнца — так называемую «магнитную сеть», охватывающую всю поверхность нашего светила и передающую через себя более мощный магнитный поток, чем все активные зоны нашей звезды вместе взятые. Исследователи из Астрофизического института Андалусии (IAA-CSIC) в новой научной работе выявили источник магнитных потоков, питающих эту сеть.

Контуры магнитной сети Солнца совпадают с границами так называемых «супергранул», структур, существование которых связывают с потоками раскаленного газа, поднимающегося на поверхность светила (подобно тому, как пузыри воздуха поднимаются вверх при кипении жидкости) и образующего структуры диаметром порядка 20000 километров.

«Мы обнаружили, что внутри этих супергранул в образовании, называемом «интрасетью», лежат небольшие магнитные элементы, которые движутся к внешним границам супергранулы и взаимодействуют с магнитной сетью», — говорит Милан Госик, руководитель исследовательской группы из IAA.

Наблюдение этих слабо изученных на сегодняшний день магнитных элементов само по себе представляет серьезный научный интерес, однако ученые пошли дальше и рассчитали вклад этих элементов в магнитное поле Солнца. Расчеты показали удивительную картину: оказалось, что эти небольшие магнитные элементы способны генерировать и передавать в течение менее чем 14 часов магнитный поток, эквивалентный суммарному магнитному потоку всей магнитной сети Солнца. «Принимая во внимание тот факт, что лишь примерно 40 % от этого потока достигает границ магнитной сети, мы нашли, что интрасеть способна восполнить весь поток линий индукции магнитной сети всего за 24 часа», сказал Луи Бэлло, член исследовательской группы.

Статья была опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Источник

8 октября 2013 г. извержение с поверхности Солнца отправило в космическое пространство сверхзвуковую волну солнечного ветра. Эта ударная волна прошла мимо Меркурия и Венеры, после чего устремилась к Луне и наконец — к Земле. Ударная волна нанесла мощный удар по магнитному полю Земли, вызвав магнитозвуковой импульс над поверхностью планеты.

Двойной КА Van Allen Probes НАСА, обращающийся по орбите вокруг нашей планеты в пределах её радиационных поясов, лежащих внутри магнитосферы Земли, запечатлел эффекты солнечной ударной волны до и после её удара по магнитному полю Земли.

В настоящее время ученые из обсерватории Haystack Массачусетского технологического университета (MIT), Колорадского университета и других научных учреждений проанализировали данные, полученные этими зондами, и выявили внезапный и довольно мощный эффект, наблюдавшийся сразу после столкновения солнечной ударной волны с магнитосферой Земли. Этот эффект состоял в том, что вызванный солнечной ударной волной магнитозвуковой импульс, длившийся лишь 60 секунд, прокатился по радиационным поясам планеты, ускоряя некоторые частицы до сверхвысоких энергий.

«Эти частицы очень легкие, то есть обладают небольшой массой покоя, но они ускорены до ультрарелятивистских скоростей - так называемые «электроны-убийцы» — такие электроны могут без труда пройти насквозь через спутник, — говорит Джон Фостер, помощник директора обсерватории Haystack MIT. — Эти частицы ускоряются, и их число может вырасти в 10 раз всего лишь за одну минуту. Мы наблюдали весь этот процесс от начала до конца, и это просто удивительно».

Согласно представлениям, развитым Фостером и его коллегами, солнечная ударная волна, сталкиваясь с магнитосферой Земли, отражается от неё и возвращается в космос, в то же время порождая в месте столкновения мощный магнитозвуковой импульс. Этот импульс разгоняет низкоэнергетические электроны до энергий порядка 3-4 МэВ и увеличивает таким образом число высокоэнергетических частиц примерно в 10 раз. Импульс воздействует не на все частицы в равной степени — наибольший эффект наблюдается для тех электронов, частота движения которых по орбите вокруг Земли достигает определенного значения, резонансного с частотой магнитозвукового импульса.

Исследование появилось в журнале Journal of Geophysical Research.

Источник

Исследовательская группа из Института молекулярных наук (Institute for Molecular Science) японского Национального института естественных наук (National Institutes of Natural Sciences), возглавляемая профессором Хироши М. Ямамото (Prof. Hiroshi M. Yamamoto), разработала новый тип полевого транзистора, работающего за счет эффекта сверхпроводимости и который может быть включен или выключен при помощи освещения некоторых элементов его структуры. Данное достижение может послужить основой для создания новых высокоскоростных переключающих устройств, высокочувствительных оптических датчиков и других устройств, где требуется быстродействующая коммутация протекающего электрического тока.

Источник

Передача данных при помощи света, к сожалению, пока еще используется для подключения конечного оборудования потребителей к Интернету крайне и крайне редко. Но, благодаря работе исследователей из Оксфордского университета момент, когда оптические коммуникации смогут быть использованы в каждом доме, стал еще чуточку ближе. И это не будет обычным оптическим каналом на основе оптоволоконного кабеля, это будет реализовано при помощи новой Li-Fi-системы, излучающей свет в помещении, которая может обеспечить скорость обмена информацией более чем 100 гигабит в секунду.

Источник

Большинство двойных звезд состоят из звезд, которые по массе незначительно отличаются друг от друга. Со временем более массивная звезда выгорает и, расширяясь, превращается в красного гиганта, при этом ее материал переносится к другой звезде и все завершается образованием огромной газовой оболочки вокруг этих двух звезд. Когда эта оболочка рассеивается, то обнаруживаются две очень близко расположенные друг к другу звезды: белый карлик и нормальная звезда.

К такой паре звезд относится V471 Tauri, которая расположена в звездном скоплении Гиады в созвездии Тельца. Этой звездной паре приблизительно 600 млн лет и расположена она на расстоянии 163 световых года от Земли. Эти звезды расположены очень близко друг к другу с периодом вращения 12 часов. За один оборот одна звезда дважды проходит спереди другой – что приводит к постоянным изменениям яркости свечения V471 Tauri при наблюдении с Земли, поскольку они затмевают друг друга.

Команда астрономов под руководством Адама Харди (Университет Вальпарайсо, Вальпарайсо, Чили) первыми применили систему ULTRACAM на телескопе новой технологии Европейской южной обсерватории (ЕЮО) с целью достаточно точного исследования изменений в яркости V471 Tauri. Периоды затмений были проведены с точностью до 2 секунд.

Периоды затмений были непостоянны, что, по мнению астрономов, объяснялось наличием третьего объекта - коричневого карлика, вращающегося вокруг обеих звезд и гравитация которого вызывает возмущения на орбитах этих звезд. Однако, до настоящего времени, невозможно было в действительности определить наличие тусклого коричневого карлика около ярких звезд. Адам Харди со своей командой впервые провели подробный поиск коричневого карлика в предполагаемом месте, используя новый мощный прибор SPHERE на телескопе ЕЮО, но ничего не было обнаружено.

Адам Харди говорит, что существует много статей посвященных существованию таких объектов, которые вращаются вокруг двойных звезд, однако, результаты доказывают несостоятельность этой гипотезы.

На данный момент выдвинуто еще несколько теорий, согласно одной из них, это вызвано колебанием магнитных полей у более массивной звезды.

Адам Харди сделал вывод, что наблюдения с помощью мощных приборов, таких как SPHERE, могут либо подтверждать, либо, как в нашем случае, опровергать ранее выдвинутые идеи.

Источник

Анализ последней порции данных, собранных орбитальным телескопом "Планк", позволяет с большей уверенностью говорить о том, что найденные в марте прошлого года гравитационные волны действительно являются результатом неправильной интерпретации наблюдений на антарктической обсерватории BICEP2.

Анализ последней порции данных, собранных орбитальным телескопом "Планк", позволяет с большей уверенностью говорить о том, что найденные в марте прошлого года гравитационные волны действительно являются результатом неправильной интерпретации наблюдений на антарктической обсерватории BICEP2, сообщает пресс-служба Лаборатории реактивного движения НАСА.

"Наш анализ показывает, что большая часть сигнала, обнаруженного обсерваториями BICEP2 и Keck, возникла благодаря пыли, заполняющей Млечный Путь. Тем не менее, пока нельзя исключить и того, что в данных коллаборации есть и крайне слабые и малозаметные следы гравитационных волн", — заявил журналистам Чарльз Лоуренс (Charles Lawrence) из Лаборатории реактивного движения, один из руководителей проекта "Планк".

В середине марта 2014 года физики из коллаборации BICEP2 объявили об обнаружении гравитационных волн и подтверждении того, что Вселенная действительно расширяется с ускорением, после изучения данных, собранных двухметровым телескопом на южном полюсе Земли. В рамках многолетних наблюдений астрофизики пытались "поймать" микроволновое эхо Большого Взрыва и измерить его поляризацию — то, в какую сторону и как "закручено" это излучение.

Изначально многие ученые приветствовали это, как казалось тогда, эпохальное открытие

и прочили членам коллаборации Нобелевскую премию. Однако со временем у физиков зародилась масса сомнений как в методике наблюдений на BICEP2, так и в полученных результатах.

К примеру, британские астрофизики в конце июня 2014 года показали, что Вселенная должна была "разорваться" в первые мгновения жизни в том случае, если бы результаты антарктической коллаборации были верны. Примерно в это же время французские ученые, выступая со страниц журнала Nature, прямым текстом заявили о ложности этого открытия и пообещали доказать это при помощи данных, собранных европейским телескопом "Планк".

Анализ этих данных, результаты которого были обнародованы на этих выходных, показывает, что найденные BICEP2 гравитационные волны скорее всего являются продуктом искажений, которые вносит в микроволновое излучение Вселенной пыль, заполняющая нашу Галактику. С этим соглашается и руководитель антарктической коллаборации, Джон Ковач (John Kovac) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра в Кембридже (США).

"Когда мы впервые обнаружили этот сигнал в собираемых нами данных, мы опирались на те теоретические модели распределения пыли по Галактики, которые существовали в то время. Они показывали, что тот регион ночного неба, который мы выбрали для наблюдений, был относительно чистым", — поясняет Ковач.

Проблема, по его словам, заключалась и заключается в том, что BICEP2 ищет следы гравитационных волн исключительно на одной частоте микроволнового излучения, что заметно ограничивает его чувствительность к помехам. По этой причине астрофизики предлагают искать "эхо" Большого Взрыва на разных частотах, что поможет избежать подобных ошибок в будущем.

Источник

Исследовательская группа, предложившая новые углеродные наночастицы-антиоксиданты. (кликните картинку для увеличения)

Согласно последней работе ученых из США, углеродные наночастицы могут выступать в качестве антиоксидантов. К этому выводу научная группа пришла в результате спектроскопических исследований гидрофильных кластеров углерода. По их мнению, подобные структуры могут выполнять роль ферментов, преобразующих активные формы кислорода, например, супероксиды, в обычный кислород, не влияя на другие свободные радикалы, например, оксид азота. Предполагается, что опубликованная работа в будущем будет иметь важное значение для лечения серьёзных патологий, таких как черепно-мозговые травмы, инсульты, аутоиммунные заболевания и невропатии.

Активные соединения кислорода, к примеру, супероксид, перекись водорода, органические перекиси и гидроксильные радикалы возникают в результате естественного аэробного метаболизма живых существ. Эти соединения участвуют в широком диапазоне биологических процессов, в том числе, в миграции клеток, циркадианных ритмах, пролиферации и нейрогенезе стволовых клеток. В здоровом организме количество активных соединений жестко регулируется специальными веществами, к примеру глутатионом, витамином А, аскорбиновой и мочевой кислотами, витамином Е и т.п. Однако если активные соединения кислорода производятся в объемах, больших, чем могут «обработать» эти защитные механизмы, возникает излишнее окисление, которое впоследствии вызывает аномалии в метаболизме клеток.

Бороться с негативными последствиями теоретически можно при помощи веществ, снижающих степень окисления. Однако, их влияние распространяется и на другие активные соединения, что может негативно сказаться на организме. К примеру, так же как и активные соединения кислорода, активные соединения азота, такие как оксид, диоксид и триоксид азота, присутствуют во всех живых организмах. Эти свободные радикалы можно назвать условно «хорошими», ведь, в зависимости от окружающей среды, оксид азота может действовать в роли окисляющего или восстанавливающего агента. Это мощный вазодилататор, который играет важную роль в нейротрансмиссии, а также в ряде других биологических процессов. Поскольку в естественных условиях подобные вещества присутствуют лишь в очень малых концентрациях, их необходимо защищать. В самом деле, изменение уровня оксида азота может привести к опасным патологиям, в частности ишемии (инсульту).

Один из способов предотвращения негативных последствий излишнего окисления – использование молекул или частиц антиоксидантов, которые «исправляют» повреждения. В своей последней работе группа ученых из Rice University (США) предложила новые биологически совместимые углеродные наночастицы, которые могут безопасно «собирать» оксирадикалы и защищать организм грызунов от вызываемых ими повреждений. Произведенные ими частицы представляют собой стержни соединения углерода толщиной около 3 нм и длиной порядка 30 – 40 нм. Это означает, что каждая частица содержит от 2000 до 5000 атомов SP²-углерода.

Антиоксидантные свойства частиц группа ученых оценила при помощи прямой сублимационной ловушки EPR-спектроскопии. Эта техника основана на измерении электронного парамагнитного резонанса образцов; она позволяет исследователям «наблюдать» неспаренные электроны на супероксиде, при этом сами углеродные наночастицы ведут себя, как катализатор в реакции превращения супероксида в обычный кислород.

Ученые считают, что их работа может принести существенный вклад в медицину, поскольку очень многие хронические заболевания вызваны перепроизводством супероксидов. А предложенные ими наночастицы быстро снижают уровень супероксида, не влияя при этом на «хорошие» свободные радикалы, такие как оксид азота.

В ближайшее время ученые планируют изучать антиоксидантную активность других соединений углерода в форме наночастиц. Кроме того, они надеются проверить частицы на животных, которые пострадали от инсульта или имеют одно из заболеваний, вызванных излишним окислением.

Источник

Жители Челябинска удивились, увидев восход трех солнц. Необычное явление, которое хорошо знакомо синоптикам, астрономам и оптикам, привлекло интерес читателей и дает повод вспомнить несколько других оптических феноменов, возникающих в атмосфере.

Гало

Явления, которые возникают в морозную погоду благодаря преломлению и отражению света кристалликами воды внутри перистых облаков, – гало (от греческого «галос» – круг). К гало относится целая группа явлений: горизонтальный круг, светящиеся кольца вокруг солнца, касательные дуги, а также ложные солнца и луны. В Челябинске в момент наблюдения трех солнц накануне похолодало до 23–25 градусов мороза.

Наиболее часто встречается круг, видимый в 22° вокруг солнца, реже — круг с угловым диаметром 46° и совсем редко — 90°.

Для возникновения эффекта должны совпасть несколько физических условий. Обычно гало возникает накануне прихода к месту наблюдения циклона или при его прохождении на некотором удалении. Перистые облака, в кристалликах которых оно возникает, должны иметь вертикальную протяженность порядка 1,5 км. Утверждается, что в Петербурге гало можно наблюдать в среднем раз в три дня, а в американском штате Висконсин — почти через день.

Паргелий

Разновидность гало — ложные солнца или луны. Ложные солнца возникают там, где круг обычного гало пересекается с горизонтальным кругом. Как правило (и сегодняшнее наблюдение в Челябинске не исключение), эти солнца имеют красную окраску со стороны, обращенной к истинному солнцу. Иногда ложные солнца, как сегодня, могут наблюдаться самостоятельно, без обычного гало.

Подобные события имели отражение в литературе.

Так, в «Слове о полку Игореве» говорится, что перед наступлением половцев и пленением Игоря «четыре солнца засияли над русской землей».

Воины восприняли это как знак надвигающейся большой беды.

Радуга

Более знакомая всем радуга возникает в атмосфере в виде разноцветной дуги. Наблюдается она из-за преломления лучей света в капельках воды, когда солнце из-за спины наблюдателя освещает завесу дождя, расположенную в противоположной стороне. Иногда радуг можно увидеть несколько — главную, побочную и вторичные. Наблюдать радугу в виде полной окружности можно с высокой горы или находясь в самолете. Аристотель математически доказал, что солнце, местонахождение наблюдателя и центр радуги находятся на одной прямой. Главная радуга всегда представляет собой часть круга радиусом 42°30', описанного вокруг прямой, проходящей через солнце и глаз наблюдателя.

Поэтому, как доказал еще Аристотель, чем выше над горизонтом поднимается солнце, тем ниже опускается центр радуги.

Глория

Родственное радуге оптическое явление, представляющее собой разноцветные концентрические кольца на облаках вокруг тени наблюдателя. В отличие от радуги глория имеет меньшие угловые размеры, поэтому почти всегда наблюдается в виде полного круга. Как и радуга, она возникает за счет дифракции света в каплях воды. Поскольку увидеть свою тень на облаках обычно сложно, глория часто наблюдается с самолета или спутника Земли. 24 июля 2011 года с высоты 6000 км глория, возникшая на облаках Венеры, впервые была сфотографирована космическим аппаратом «Венера-Экспресс».

Зеленый луч

Иногда при закате или восходе солнца над горизонтом можно наблюдать зеленый луч. Общепринятое объяснение гласит, что появление луча связано с рефракцией солнечных лучей в атмосфере. Эффект можно наблюдать только из мест, где горизонт далек и низко расположен, он продолжается всего несколько секунд. Преломление (рефракция) в атмосфере Земли сильнее приподнимает над горизонтом коротковолновые — зеленые и голубые лучи солнца. Но голубые лучи рассеиваются в атмосфере, и мы видим только зеленое изображение светила.

Источник

Международная группа астрономов из США, Европы, Чили и Южной Африки определила, что 70000 лет назад недавно открытая учеными тусклая звезда, по всей вероятности, прошла сквозь наполненное кометами далекое облако Оорта, окружающее Солнечную систему. Ни одна прежде известная астрономам звезда не подходила к Солнечной системе настолько близко — на расстояние в пять раз меньшее, чем расстояние до ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра.

В новой научной работе главный автор Эрик Мамаджек из Рочестерского университета и его коллеги изучили скорость и траекторию звездной системы небольшой массы, называемой «звездой Шольца».

Траектория звезды Шольца указывает на то, что 70000 лет назад звезда прошла на расстоянии в 52000 а.е. (или примерно 0,8 светового года, или 8 триллионов километров) от Солнечной системы. По астрономическим меркам это довольно небольшое расстояние — ближайшая к нашей Солнечной системе звезда Проксима Центавра располагается на расстоянии 4,2 светового года от неё. В своей работе астрономы отмечают, что с вероятностью 98 % звезда в свое время прошла сквозь так называемое «внешнее облако Оорта» — область, расположенную вокруг Солнечной системы на довольно большом расстоянии от неё и наполненную триллионами комет с диаметрами свыше одного километра. Облако Оорта считается источником долгопериодических комет, попадающих в Солнечную систему в тех случаях, когда какой-либо космический объект искажает их исходные орбиты.

Поначалу звезда Шольца привлекла внимание исследователей тем, что, находясь на сравнительно небольшом расстоянии от Земли (менее 20 световых лет в настоящее время), она имела очень низкую тангенциальную составляющую скорости, то есть двигалась по ночному небу очень медленно. Измерения же радиальной скорости звезды показали, что она удаляется от Солнечной системы с довольно значительной скоростью. Такая комбинация свойств заинтересовала ученых, и они произвели специальные наблюдения звезды с использованием спектрографов крупных телескопов: Южноафриканского большого телескопа и Телескопа Магеллана, расположенного в обсерватории Лас-Кампанас, Чили. Эти наблюдения позволили астрономам определить основные спектральные параметры звезды, рассчитать её траекторию и скорость.

В настоящее время звезда Шольца — небольшой, тусклый красный карлик — находится в созвездии Единорога. Звезда является частью двойной звездной системы, в которую входит помимо этого красного карлика небольшой массы (примерно 8 % массы Солнца), также и звезда-компаньон — коричневый карлик (с массой примерно 6 % массы Солнца).
Источник

Загадочные атмосферные образования, напоминающие струи фонтана и вздымающиеся высоко над поверхностью Красной планеты, привели в недоумение ученых, изучающих марсианскую атмосферу.

В марте и апреле 2012 г. от астрономов-любителей поступили два независимых сообщения о наблюдениях развившихся на планете и отчетливо различимых образований в форме струй.

Эти «струи» поднимались над поверхностью Марса на высоту порядка 250 километров над одной и той же областью поверхности Красной планеты в обоих случаях. Для сравнения, подобные образования, наблюдаемые в прошлом, не достигали в высоту даже отметки в 100 километров.

«На высоте 250 километров над поверхностью планеты граница раздела между атмосферой и космосом очень тонкая, поэтому сообщение о наблюдениях струй, достигающих такой высоты, вызвало у нас замешательство», — говорит главный автор нового исследования Агустин Санчез-Лавега из Университета Страны Басков, Испания.

Эти образования развились менее чем за 10 часов, охватывали территорию площадью порядка 500000 квадратных километров и оставались видимыми в течение примерно 10 дней, при этом каждый день изменяя свою структуру.

В настоящее время ученые пытаются установить природу этих «струй» и тщательно анализируют фотоснимки, сделанные астрономами-любителями, а также один архивный снимок, сделанный телескопом «Хаббл», на котором также была замечена своего рода «струя», хотя и значительно меньшего размера.

«Одна из идей, которые мы обсуждали, состоит в том, что эти образования могли представлять собой облака из мелких частиц водяного или углекислотного льда или пыли, имеющие высокую отражательную способность. Однако рассмотрение этой гипотезы предполагало бы значительное отклонение от используемых в настоящее время моделей атмосферной циркуляции Марса, не допускающих формирование облаков на столь больших высотах», — говорит Агустин.

Альтернативное объяснение заключается в том, что «струи» могут быть ни чем иным, как марсианскими полярными сияниями, и эта версия также рассматривается в настоящее время исследователями в качестве рабочей гипотезы.

Исследование опубликовано в свежем номере журнала Nature.

Источник

Новая возможность рассмотреть в деталях самый большой спутник Сатурна - Титан

За последние 10 лет снимки самого большого спутника Сатурна, полученные с космического аппарата (КА) Кассини, не позволяли подробно изучить его поверхность, поскольку Титан покрыт плотным слоем тумана. Однако, используя радары, установленные на КА Кассини, была произведена съемка почти половины поверхности этого гигантского спутника, позволяющая рассмотреть обширные, пространства песчаных дюн внешне похожих на пустыни, и проникнуть в глубины широких углеводородных морей. 

Благодаря разработанной методике обработки радарных изображений, полученных с Кассини, стало возможным взглянуть на снимки Титана по-новому. Эта методика предназначена для «удаления испещренностей» и придания фотоснимкам большей четкости. 

Обычно, радарные изображения Кассини имеют типичный шероховатый вид, что затрудняет ученым интерпретировать особенности строения поверхности Титана в малом масштабе. Эта методика использует алгоритм, смягчающий «испещренность» и позволяющий достичь хорошей видимости изображений.

Автором идеи применения нового подхода к обработке снимков является Антонио Лукас, исследователь, работающий в команде Кассини.

Ренди Кирк, член исследовательской команды Кассини и сотрудник геологической службы США, которая находится во Флагстаффе, Аризона говорит, что эта удивительная методика обработки снимков не привносит посторонних элементов в оригинальные изображения. Кирк добавил, что их исследовательская команда отбирает только наиболее важные и сложные изображения для обработки по этой методике.

Обработка радарных изображений Кассини дает множество преимуществ. На основе этих изображений Лукас и его коллеги смогут создать трехмерные карты, называемые цифровыми профильными картами поверхности Титана в наилучшем качестве: с хорошей видимостью речных каналов, береговых линий озер и опустошаемых ветром дюн. Исследователи также смогут точнее проанализировать процессы, которые сформировали поверхность Титана. Лукас считает, что сам отдельно взятый испещренный шум, может содержать информацию о свойствах поверхности и слоев, находящихся под поверхностью.

Стефан Уолл, заместитель руководителя группы Кассини, располагающейся в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадина, Калифорния говорит, что эта методика позволяет по-новому взглянуть на полученные данные и лучше понять исходные фотографии.

Источник

Ученые обнаружили доказательства того, что во Вселенной существовала или до сих пор живет древняя цивилизация

До сих пор ученые только предполагали, что могут быть столь давние звездные системы. Теперь уже знают имя одной из них. Это Кеплер-444, ей более 11,2 миллиарда лет, она более чем вдвое старше Солнечной системы. Вокруг солнцеподобной звезды Кеплер-444 вращаются пять землеподобных планет.

Это открытие, которое в конце января подарил науке спутник-телескоп «Кеплер», по мнению астрофизиков из университета Бирмингема (Великобритания), опосредованно может быть свидетельством того, что во Вселенной есть очень древние и более развитые цивилизации.

Но как удалось ученым вычислить возраст звезды на расстоянии 117 световых лет от Земли? В чем уникальность звездной системы Кеплер-444? И если там есть жизнь, то какой она может быть?

— Для определения возраста звезды и планет, — объяснил Михаил Рябов, специалист по астробиологии, кандидат физико-математических наук, сопредседатель Международного астрономического общества, — ученые применили современный метод астросейсмологии, благодаря которому измеряют природные колебания звезды (осцилляции) — следствие звуковых волн внутри нее. Снижение интенсивности ее света при прохождении планеты перед звездой позволяет ученым вычислить параметры планеты.

Что касается звездной системы Кеплер-444, то она уникальна, прежде всего, потому, что это ближайшая (центральную звезду можно увидеть даже в любительский телескоп) к Земле «семья» из пяти планет. Особенность Кеплер-444 – это ее возраст. Центральное светило этой системы по своим характеристикам вроде уменьшенной копии Солнца, является одной из древнейших звезд Галактики.

- Возможна ли жизнь хотя бы на одной из пяти планет, вращающихся вокруг Кеплер-444?

— Это так называемые скалистые планеты, на которых жизнь потенциально возможна. Однако в системе Кеплер-444, судя по близости планет до звезды, слишком высокий уровень радиации и слишком высокая температура для того, чтобы там мог существовать человек. Могут быть разве что примитивные формы жизни.

Но самое важное другое: существование Кеплер-444 доказало возможность формирования планет земного типа уже в первые эпохи существования Вселенной, о чем ранее ученые не знали. Соответственно, при благоприятных условиях эволюция на этих планетах могла произойти гораздо раньше, чем на Земле, соответственно, и первые цивилизации могли сформироваться в космосе еще 11,2 миллиарда лет назад. Тогда как возраст нашей Солнечной системы – лишь 4,5 миллиарда. Представьте, насколько более развитыми могли бы быть цивилизации из созвездия Лиры.

- А о каких примитивных формах жизни земного типа идет речь?

— Например, о бактериях. Вместе еще с первыми месячными зондами на Землю, как известно, возвращались и земные микроорганизмы. Некоторые из них не только не погибали в открытом космосе, а даже размножались. Например, цианобактерии (пионеры заселения Земли), как было доказано в ходе экспериментов на МКС, могут выживать даже в условиях, близких к марсианским.

А если опираться на теорию панспермии (согласно с ней, появление жизни на Земле – результат переноса из других планет сложной органики благодаря метеоритам или кометам), то напрашивается вывод: подобные земные формы микроорганизмов были и есть не только в Солнечной системе, но и вне ее.

- Но разве существуют доказательства того, что в созвездии Лиры или где-то во Вселенной есть разумная жизнь?

— Если исходить из теории о том, что братья по разуму могут жить именно на планете, максимально похожей на Землю (с водой, атмосферой, наличием спутника и т.д.), то сейчас наука не имеет таких доказательств. Но, в некотором смысле, это хорошо. Потому что если инопланетная цивилизация, возникшая более 11 000 000 000 лет назад, действительно существует, то мы для нее как насекомые.

Источник

Галактики со вспышкой звездообразования превращают газ в звезды с поражающей воображение скоростью — подчас в 1000 раз быстрее, чем типичные спиральные галактики, подобные Млечному пути. Чтобы понять, в чем состоит характерное отличие галактик со вспышкой звездообразования от остальных галактик Вселенной, международная команда астрономов при помощи решетки радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) исследовала слой за слоем скопление облаков с высокой звездообразовательной активностью, лежащее в самом сердце галактики NGC 253 — одной из самых близких к Млечному пути галактик со вспышкой звездообразования.

«Все звезды формируются в плотных облаках из газа и пыли, — сказал Адам Лерой, астроном из Университета штата Огайо, Колумбус, США. — Однако до сегодняшнего дня ученые не могли как следует рассмотреть физические процессы, протекающие внутри галактик со вспышкой звездообразования и отличающие их от других звездообразовательных регионов нашей Вселенной».

Обсерватория ALMA решает эту проблему, предоставляя исследователям возможность рассмотреть в деталях индивидуальные звездообразовательные структуры, даже если они расположены в далеких галактиках. Воспользовавшись этой возможностью, Лерой и его коллеги составили карты распределения и движения множества различных молекул в центре NGC 253, также известной как галактика Скульптор.

Галактика Скульптор представляет собой спиральную галактику, находящуюся от нас на расстоянии в 11,5 млн световых лет — сравнительно небольшом расстоянии для галактики со вспышкой звездообразования. Такая близость этой галактики существенно облегчила астрономам её изучение.

Высокое разрешение и высокая чувствительность телескопа ALMA позволили ученым, прежде всего, идентифицировать десять различных звездообразовательных областей в центре галактики Скульптор — чего нельзя было добиться при помощи телескопов предыдущего поколения.

Затем команда составила карту распределения примерно 40 характерных спектральных сигналов, идущих от различных молекул, лежащих в центре галактики. Каждый тип молекул соответствует определенным условиям в звездообразовательном облаке. Например, монооксид углерода (CO) соответствует обширным оболочкам из газа невысокой плотности, окружающего «звездные колыбели». Другие же молекулы, например, цианистый водород (HCN), напротив, указывают на области с активным звездообразованием.

Сравнивая между собой концентрации, распределение и движение этих молекул, исследователи установили, что звездообразовательные облака в галактике Скульптор намного более массивные и в десять раз более плотные, чем аналогичные области в обычных спиральных галактиках. Таким образом, исследователи показали, что звездообразовательная активность галактики со вспышкой звездообразования определяется не только числом имеющихся в ней звездообразовательных облаков, но также их уникальными свойствами, отличающими такие области от аналогичных им областей обычной спиральной галактики.

Источник