Новости науки

«Томограмма» остатков сверхновой поведала об их «пенистой» структуре

Кассиопея А (Cas A) представляет собой одни из наиболее изученных остатков сверхновой в нашей галактике Млечный путь. Однако эти остатки сверхновой всё ещё скрывают немало сюрпризов. Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и Дартмутского колледжа создали новую трехмерную карту внутренней структуры этих остатков сверхновой, используя для этого метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса, широко используемый в медицине, где с его помощью снимают томограммы. Исследователи обнаружили, что остатки сверхновой Cas A состоят примерно из полдюжины крупных полостей — или «пузырей».

Примерно 340 лет тому назад в созвездии Кассиопеи взорвалась массивная звезда. В процессе взрыва звезды раскаленная до сверхвысоких температур радиоактивная материя изливалась из центра звезды, перемешиваясь с осколками, находящимися на периферии образующегося космического объекта. Физику этого процесса довольно сложно смоделировать, даже используя самые мощные в мире современные суперкомпьютеры. С другой стороны, на материале молодых остатков сверхновой, подобных Cas A, астрономы могут изучать наиболее важные процессы, протекающие при гигантских звездных взрывах.

Для составления своей трехмерной карты астрономы наблюдали Cas A в ближней ИК-области спектра при помощи 4-метрового телескопа Mayall, установленного в Национальной обсерватории Китт-Пик, США. Спектроскопия позволила исследователям измерить скорости расширения облаков крайне тусклого материала внутри остатков сверхновой Cas A и предоставило, таким образом, необходимое для построения карты третье измерение.

Исследователи обнаружили, что крупные внутренние полости имеют тесную связь с ранее наблюдаемыми кольцами из осколков, очерчивающими яркую и хорошо различимую внешнюю оболочку Cas A. Диаметры двух наиболее крупных полостей составляют соответственно 3 и 6 световых лет, а в целом структура остатков сверхновой напоминает швейцарский сыр.

Ученые считают, что обнаруженные ими полости были созданы потоками частиц радиоактивного никеля, образовавшегося при взрыве. Так как этот никель после ряда радиоактивных распадов должен превратиться в железо, ученые предсказывают, что в «пузырях» Cas A должно накопиться железо массой в одну десятую массы Солнца. И так как в ходе предыдущих наблюдений таких обогащенных железом областей обнаружено не было, авторы исследования с нетерпением ждут появления телескопов следующего поколения, которые будут способны подтвердить или опровергнуть их догадки.

Источник

Различие между двумя полушариями Марса выражено намного резче, чем в случае любой другой планеты Солнечной системы. В северном полушарии раскинулись низкие равнины, практически не демонстрирующие следов былой вулканической активности. В то же время в южном полушарии планеты преобладают нагорья, усеянные бесчисленными вулканами. И хотя для объяснения так называемой «дихотомии полушарий» Марса предложено немало теорий, однако на многие вопросы, касающиеся её происхождения, до сих пор не были получены удовлетворительные ответы. Тем временем, группа геофизиков из Швейцарской высшей технической школы Цюриха во главе с Джованни Леоне предлагает новое объяснение этого загадочного явления.

Изучив компьютерную модель, ученые пришли к выводу, что в Красную планету в районе её южного полюса врезалось крупное небесное тело в один из ранних периодов истории Солнечной системы. Моделирование показало, что в результате столкновения выделилось огромное количество энергии, которого хватило на формирование океана магмы на площади, примерно равной площади всего южного полушария Марса.

В компьютерной модели, которую использовали исследователями, предполагается, что в Марс врезалось небесное тело радиусом не менее 1600 километров, движущееся со скоростью примерно пять километров в секунду. По оценкам авторов исследования, это событие произошло примерно через 4-15 миллионов лет после формирования Красной планеты. Считается, что в то время кора Марса была довольно тонкой, а сразу под ней плескались расплавленные горные породы мантии.

Космический объект, врезавшийся в поверхность Марса, стал причиной усиления на Красной планете вулканической деятельности, продолжавшейся после столкновения в течение ещё трех миллиардов лет. По истечении этого периода вулканическая активность Марса практически сошла на нет, а вместе с ней ослабевало и магнитное поле планеты, вплоть до полного его исчезновения. Аргументом в пользу новой теории служит, в том числе, и то, что исчезновение магнитного поля Марса, согласно компьютерной модели, построенной исследователями, датируется периодом около 4,1 миллиарда лет назад. Такая датировка находится в согласии с данными, полученными при изучении этой проблемы ранее другими учеными.

Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Источник

Астрономы, работая с данными, полученными космическим аппаратом НАСА Cassini, выяснили, что крупнейший спутник Сатурна Титан, выходя за пределы магнитного поля планеты-гиганта, ведет себя в потоке солнечного ветра точно таким же образом, как Венера, Марс или комета. Эти наблюдения могут указывать на то, что не имеющие собственного магнитного поля небесные тела, такие как Титан, могут взаимодействовать с солнечным ветром сходным образом, независимо от того, на каком расстоянии от Солнца находится конкретный изучаемый объект.

95 % времени Титан проводит в пределах магнитосферы Сатурна. Однако во время пролета Cassini, состоявшегося 1 декабря 2013 г., гигантский спутник весьма удачно оказался с солнечной стороны Сатурна как раз в то время, когда планеты достиг направленный в её сторону мощный выброс солнечной плазмы. Этот сгусток энергии настолько сильно деформировал переднюю часть магнитосферы Сатурна, что часть орбиты Титана оказалась за её границами.

Ученые рассчитывали на то, что Титан, с его плотной атмосферой, богатой сложными химическими соединениями, будет взаимодействовать с прямыми потоками солнечного ветра неким особенным образом. Наблюдения Cassini не подтвердили это предположение, однако они привели исследователей к ценному выводу, состоящему в том, что для изучения взаимодействия с солнечным ветром любых объектов Солнечной системы, не обладающих магнитным полем, может быть использован единый набор инструментов. Среди таких объектов, перспективных для дальнейших исследований, можно выделить карликовую планету Плутон, которую в этом году впервые посетит космический аппарат НАСА New Horizons.

Источник

Марсианские овраги указывают на наличие у Красной планеты климатических циклов

Геологи из Брауновского университета обнаружили новое доказательство в пользу того, что в марсианских средних широтах в недавнем прошлом поочередно происходили наступления и таяния льдов.

Объектами нового исследования стали сотни похожих на овраги структур, обнаруживаемых на стенках ударных кратеров Красной планеты в её средних широтах. Тщательно изучив эти образования, ученые пришли к выводу, что овраги могли образоваться в результате таяния льда из ледяных отложений, покрывавших, как было установлено ранее, поверхность Марса в полосе средних широт не более чем два миллиона лет назад. Кроме того, в ходе исследования выяснилось, что льды несколько раз наступали на марсианские средние широты, после чего вновь отодвигались к полюсам, причем обледенения и межледниковые периоды имели место быть в последние несколько миллионов лет марсианской истории, насчитывающей в общей сложности около 4,5 миллиарда лет.

Хотя в настоящее время большая часть воды на Марсе сосредоточена в районе полюсов, однако так было далеко не всегда. В 2003 г. ученые обнаружили, что в средних широтах Марса существует большое количество богатых льдом областей мерзлого грунта. Изучение этих зон показало наличие в них слоев ледяных отложений, датирующихся периодом от 400000 до 2 миллионов лет тому назад.

Исследователи объясняют марсианские ледниковые периоды прецессией оси собственного вращения Красной планеты. В настоящее время наклон оси Марса к плоскости эклиптики составляет 25 градусов, однако отсутствие у четвертой от Солнца планеты Солнечной системы крупного естественного спутника, способного стабилизировать её собственное вращение, приводит к тому, что наклон оси планеты меняется в пределах от 15 до 35 градусов. Согласно компьютерным моделям, при наклоне оси Марса свыше 30 градусов происходит таяние льда из полярных ледяных шапок, и образовавшаяся вода движется к экватору, формируя там впоследствии ледяные отложения.

Исследование было опубликовано в журнале Icarus.

Источник

Мини-Нептуны могут переходить в разряд потенциально пригодных для жизни планет

Два давно известных физических явления, снижающих потенциальную обитаемость экзопланет – приливные силы и высокая звездная активность — могут, напротив, повысить шансы возникновения жизни на экзопланетах определенного типа, обращающихся вокруг звезд небольших масс, пишут астрономы из Вашингтонского университета.

В статье, опубликованной в этом месяце в журнале Astrobiology, докторант Родриго Лугер и его соавтор Рори Барнс утверждают, что совместное действие этих двух сил способно превращать необитаемые «мини-Нептуны» — планеты с твердым ядром и толстой водородной атмосферой, лежащие на значительно удаленных от материнской звезды орбитах — в потенциально пригодные для жизни планеты, освобожденные от большей части изначально содержавшегося в них газа, и даже сдвинуть эти планеты вглубь планетной системы звезды на более тесные орбиты вокруг нее.

Большая часть звезд в нашей галактике Млечный путь являются звездами небольшой массы, называемыми карликами спектрального класса М. Они меньше и тусклее, чем Солнце, а обитаемые зоны вокруг них располагаются на довольно небольших расстояниях. Планеты, лежащие на орбитах вокруг таких звезд, несложно обнаруживать и изучать на предмет потенциальной пригодности для жизни. Астрономы ожидают, что в ближайшем будущем близ таких звезд будет обнаружено большое количество планет размером с Землю и суперземель, и теперь готовы добавить к этому списку ещё и мини-Нептуны.

Источник

Столкновение частиц в Большом адронном коллайдере: взгляд художника

О том, где искать нарушения Стандартной модели, в которых «прячется» так называемая «новая физика», о ближайших перспективах квантовых компьютеров и о важном российско-американском исследовании в области атомной физики «Газете.Ru» рассказал один из его участников — Сергей Порсев.

В ночь на четверг по московскому времени в авторитетном научном журнале Natureопубликована статья группы физиков из США, Японии и России. О содержании работы «Газете.Ru» рассказал один из ее авторов — кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник Петербургского института ядерной физики Сергей Порсев.

— В названии статьи присутствует мало понятное широкому кругу читателей словосочетание «Лоренцевская симметрия». Что оно означает?

— Лоренцевская симметрия или Лоренцевская инвариантность означает совсем простую вещь. Уравнения, описывающие законы физики, будут одинаково записаны в любой инерциальной — то есть покоящейся или движущейся равномерно и прямолинейно — системе отсчета. Они также не зависят от ориентации системы отсчета в пространстве. Соответственно, в нашей работе изучена возможность нарушения Лоренцевской инвариантности.

— Как проводилась ваша работа?

— В качестве образца был использован однократно ионизованный кальций, и исследовалась возможность изменения кинетической энергии электрона при изменении направления его импульса.

Были получены новые ограничения на модельные параметры, характеризующие возможное нарушение Лоренцевской инвариантности. Ограничения на некоторые параметры были улучшены в пять раз по сравнению с предыдущими наиболее точными экспериментами такого рода и доведены до уровня 10^–19.

— Это целиком лабораторная, то есть экспериментальная работа?

— Работа складывалась из экспериментальной и теоретической частей. Грубо говоря, есть величина X, характеризующая возможное нарушение Лоренцевской инвариантности, которая и представляет интерес для всего физического сообщества.

Экспериментаторы ее померить напрямую не могут, но могут измерить величину B — изменение энергии, которая связана с X как B = A*X. Задача теоретиков — сосчитать коэффициент A.

Это и было сделано нами с моими коллегами-теоретиками профессором Университета Делавера Марианной Сафроновой и профессором физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета Ильей Тупицыным.

— Так что получилось у вас в итоге? Выходят ли изыскания за пределы Стандартной модели?

— В рамках Стандартной модели Лоренцевская инвариантность сохраняется. Предположение о ее нарушении — это выход за рамки Стандартной модели (подробнее о так называемой «новой физике» — тех явлениях, которые Стандартная модель описать не может, — «Газета.Ru» рассказывала полгода назад).

Нарушения Лоренцевской инвариантности нами не обнаружено. В этом плане ничего революционного не произошло.

— И какие же тогда перспективы у вашего направления в целом?

— Хорошие. Уже сейчас понятно, что есть ряд систем, где в недалеком будущем можно получить более сильные ограничения на возможные нарушения Лоренцевской инвариантности.

— А какие-то данные с Большого адронного коллайдера использовались в работе?

— Теоретиками — никакие. Экспериментаторами, насколько я понимаю, — тоже. Дело в том, на БАКе проводятся эксперименты с частицами, разогнанными до огромных энергий, порядка сотен гигаэлектронвольт (ГэВ).

Атомная физика, которой мы занимаемся, имеет дело с низкими энергиями порядка, скажем, нескольких десятков мегаэлектронвольт (МэВ).

В этом плане атомная физика и физика высоких энергий, исследуя одни и те же эффекты, но для разных частей энергетического спектра, хорошо дополняют друг друга.

— Помогали ли вам российские учреждения или работа шла только за рубежом?

— Экспериментальная работа была проведена в Калифорнийском университете в Беркли, теоретическая — в Университете Делавера. То есть работа шла за рубежом.

— Чего вы ожидаете от скорого запуска Большого адронного коллайдера?

— Одним из основных назначений БАКа является изучение «новой физики». В частности, различных расширений Стандартной модели, таких, например, как суперсимметрия. Насколько известно, до настоящего времени никаких экспериментальных подтверждений правильности этой теории обнаружено не было.

Возможно, что на БАКе удастся обнаружить тяжелые «суперсимметричные» партнеры частиц и тем самым доказать состоятельность теории суперсимметрии. Или же, наоборот, окончательно ее «похоронить».

— В последнее время все больше говорят об использовании элементов квантовой физики на бытовом уровне. Стоит ли ждать «квантовой революции»?

— Если речь идет о квантовых компьютерах, то они не скоро вытеснят классические. Во всяком случае, в обозримом будущем это едва ли произойдет.

Источник

Астрономы из Технологического университета Суинберна, Австралия, продемонстрировали возможность предсказывать массы центральных черных дыр, расположенных в таких галактиках, для которых ранее прогнозы такого рода считались невозможными.

В крупных галактиках масса центральной черной дыры связана определенным соотношением с массой гигантской сфероидальной структуры, состоящей из звезд и звездных скоплений, простирающейся на значительное расстояние вокруг центра галактики и носящей название галактического балджа.

Ранее некоторые астрономы высказывали мнение о том, что в галактиках с балджами относительно небольших масс отношение массы балджа к массе центральной черной дыры является случайной величиной. К таким галактикам, в частности, астрономы относят и нашу галактику Млечный путь, в центре которой, как предполагается, лежит черная дыра с массой примерно в четыре миллиона солнечных масс. Следовательно, отношение масс балджа и центральной черной дыры для нашей галактики, согласно этой гипотезе, должно носить произвольный характер.

Однако главный автор нового исследования профессор Алистер Грэхем из Технологического университета Суинберна в своей предыдущей научной работе опроверг это предположение, выяснив отношение между массой балджа и массой центральной черной дыры для галактик с небольшими балджами, которое, как оказалось, имеет вид квадратичной зависимости. Соответственно, если масса балджа галактики увеличивается вдвое, масса центральной черной дыры вырастает в четыре раза.

В своей новой научной работе профессор Грэхем на опыте изучения 100 галактик с центральными черными дырами, массы которых были в 4-40 раз меньше массы центральной черной дыры Млечного пути, показал, что и такие галактики неукоснительно подчиняются установленной им закономерности.

Работа была опубликована в январском выпуске журнала The Astrophysical Journal.

Источник

Международная группа астрономов, используя данные, полученные с космического телескопа Кеплер, обнаружила самую древнюю систему планет в нашей галактике Млечный путь. Возраст этой системы составляет 11 млрд лет; она состоит из пяти каменистых планет, меньших по размерам, чем Земля. Согласно исследователям, это открытие позволяет предположить что планеты земных размеров формировались на протяжении всей истории Вселенной, возраст которой оценивается в 13,8 млрд лет. Этот факт повышает вероятность обнаружить существование древних форм жизни – и, возможно, даже развитых форм жизни – в нашей галактике.

«Тот факт, что эти каменистые планеты уже находились на стадии формирования в нашей галактике 11 млрд лет назад, позволяет предположить, что пригодные для жизни земле подобные планеты могли существовать в течение очень длительного периода времени, значительно превышающего возраст нашей Солнечной системы», — утверждает доктор Трэвис Меткальф, главный научный сотрудник института науки о космосе.

Размеры звезды Кеплер-444 составляют примерно три четверти размера нашего Солнца, и она находится от Земли на расстоянии 117 световых лет. Её планетная система, состоящая из пяти открытых к настоящему времени планет, является очень компактной — период обращения каждой из пяти планет вокруг звезды, не превышает 10 дней, а расстояние от планет до звезды составляет около 0,08 а.е., что соответствует одной пятой части радиуса орбиты Меркурия.

«Эта звезда немного холоднее Солнца (температура на поверхности достигает примерно 5000 К), — сообщил Меткальф. — Однако планеты в данной системе, практически начисто лишенные атмосфер, подвергаются воздействию жестких компонентов излучения звезды, и потому непригодны для жизни.

Источник

Чарльз Таунс (слева)

В США в возрасте 99 лет скончался Чарльз Таунс — изобретатель лазера, получивший Нобелевскую премию вместе советскими учеными. «Газета.Ru» вспоминает вехи из жизни знаменитого ученого.

28 января, не дожив ровно полгода до столетнего возраста, по дороге в больницу скончался нобелевский лауреат Чарльз Хард Таунс. Умер человек, разработавший принципы, на которых основано действие всех сегодняшних лазеров и мазеров — устройств, изобретение которых можно назвать одним из важнейших технических достижений XX века.

Чарльз Хард Таунс родился в Гринвилле (штат Южная Каролина). Он был четвертым из шести детей Генри Кейта Таунса, адвоката, и Эллен Самтер (в девичестве Хард) Таунс. Проявив блестящие способности к точным наукам, он в 16 лет поступил в Фурманский университет, окончил его «с двойным отличием» и начал свою карьеру физика в Калифорнийском технологическом институте, где в 1939 году защитил докторскую диссертацию. Последовавшая за этим работа в лабораториях телефонной компании Bell была посвящена в основном разработкам новых радаров и фактически заложила основу его будущего увлечения когерентными источниками излучения.

Сегодня граничащая с гениальной простота устройства лазеров заставляет многих удивляться тому, что они не были изобретены раньше. Теоретические основы к тому времени были уже открыты благодаря трудам Альберта Эйнштейна и Вольфганга Паули.

Известна была даже система, внутри которой рождается луч строго определенной частоты — это известный со школы резонатор Фабри – Перро, придуманный совсем для других целей. Больше того, существовала насущная потребность в таких источниках излучения, в первую очередь для новых радаров, которые могли бы работать на частотах волн, превышающих черту в 300 тыс. мегагерц, который тогда многие физики считали физическим пределом, поставленным самой природой.

В конце 1953 года Таунс, работая со своими студентами в Колумбийском университете, бомбардируя фотонами молекулы аммиака, сумел продемонстрировать работу своего первого когерентного излучателя, названного мазером (аббревиатура от Microwave Amplification by the Stimulated Emission of Radiation).

А в начале 1955-го, приехав на конференцию в Кембридж, познакомился с Александром Прохоровым, который вместе с Николаем Басовым теоретически разработал тот же прибор, который тоже работал на молекулах аммиака.

Им не верили. В своих воспоминаниях Таунс пишет о коллеге, который считал его чуть ли не шарлатаном и даже прекратил с ним общаться. Но все радикальным образом поменялось с того самого момента, как в журнале Physical Review Letters появилась его статья о первом мазере и описывалась вся физика его работы. Статьи о мазерах посыпались в «ФизРевЛеттерс» таким потоком, что редакция вынуждена была объявить вето на публикацию текстов, где хотя бы упоминалось это слово.

Как известно, Нобелевскую премию 1964 года, присужденную за «фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию излучателей и усилителей на лазерно-мазерном принципе», Таунс разделил с Николаем Басовым и Александром Прохоровым, которые независимо от него и почти одновременно с ним пришли к тем же выводам.

Меньше известен тот факт, что вокруг этой премии развернулась настоящая борьба: один за другим стали возникать имена людей, которые были достойны этой награды не менее, чем «лазерная тройка» Таунс – Прохоров – Басов.

Имен называлось много, из них выделим двоих — постдока Артура Шавлова, который работал вместе с Таунсом и, по его же признанию, «сыграл в этой истории одну из главных ролей», а также выдающегося советского физика Валентина Фабриканта, который в 1940 году предложил схему будущего лазера и даже получил за него авторское свидетельство, которое, впрочем, на Западе никогда не имело юридической силы.

Но это уже старая и не такая интересная история. Сколько бы людей ни было в списке претендентов на лазерный приоритет, навсегда останется эта тройка: академик Николай Басов, ушедший в 2001 году, академик Александр Прохоров, скончавшийся годом позже, и «последний из лазерных могикан» Чарльз Таунс, с которым мир попрощался сегодня, 28 января 2015 года.

Источник

Неоднократные и довольно продолжительные уменьшения интенсивности свечения солнцеподобной звезды, расположенной на относительно небольшом расстоянии от нас, позволили астрономам обнаружить экзопланету с большой и сложной системой колец, подобной системе Сатурна, но намного превосходящей последнюю по размерам. Обнаруженные в кольцах щели и данные, свидетельствующие о перепадах плотности колец, дали ученым основание предположить существование у планеты по крайней мере одного крупного спутника, возможно, даже находящегося в стадии формирования.

Звезда J1407 является оранжевым карликом главной последовательности и лежит от нас на расстоянии 434 световых года. В течение 57 дней весной 2007 г. J1407 претерпела серию глубоких потемнений, которые, как утверждает международная команда астрономов, указывают на существование системы колец вокруг массивной экзопланеты J1407b.

«Эта планета намного больше Юпитера или Сатурна, а ее система колец примерно в 200 раз больше системы колец Сатурна», — утверждает Эрик Мамаек, профессор физики и астрономии университета Ротчестер, Нью-Йорк, США.

Первое исследование загадочных потемнений, в котором впервые выдвигалась гипотеза о существовании у планеты системы колец, было проведено в 2012 г. группой астрономов под руководством Мамаека. Дальнейший анализ, проведенный командой, позволил выделить в системе J1407b 37 колец, разделенных большим и четко различимым просветом, расположенным на расстоянии около 0,4 а.е. (примерно 61 млн км) от «суперсатурна». В этом просвете может находиться спутник размером с Землю и периодом обращения два года, говорят ученые.

Вся система удивительно плотных колец J1407b простирается на 180 млн км, а ее масса соизмерима с массой нашей планеты.

Эти наблюдения представляют собой своего рода ретроспективный взгляд, позволяющий увидеть, как могли выглядеть Сатурн или Юпитер в тот период их прошлого, когда системы спутников гигантских планет находились в стадии формирования.
Источник

По сравнению со многими другими галактиками Вселенной наш Млечный путь является довольно «тихим местечком». Но так было не всегда. В 2010 г. команда астрономов из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра обнаружила структуры, получившие название «пузырей Ферми» и представляющие собой два гигантских пузыря, простирающихся в обе стороны от плоскости диска Млечного пути на десятки тысяч световых лет. Эти образования порождены электромагнитным излучением, исходящим из центра нашей галактики. Их существование может указывать на высокоэнергетическое событие, имевшее место миллионы лет назад и, по-видимому, состоящее в том, что гигантская черная дыра, лежащая в центре нашей галактики, поглощала колоссальные количества газа и пыли — возможно, в сотни или тысячи раз превышающие массу Солнца.

Три физика-первооткрывателя «пузырей Ферми»: Дуглас Финкбейнер, Трэйси Слейтер и Мэнь Су дали интервью изданию Kavli Foundation, в котором обрисовали направления возможных исследований обнаруженного ими ранее космического феномена.

Первое, что отметили ученые — это тот факт, что наукой до сих пор не подтверждено единство механизмов образования гигантских пузырей Млечного пути и подобных им структур, обнаруживаемых в других галактиках Вселенной. Дело в том, что, в отличие от «пузырей Ферми» Млечного пути, наблюдаемых в гамма-диапазоне электромагнитного спектра, подобные им «пузыри», расположенные в иных галактиках, наблюдаются лишь в рентгеновском, радио- и микроволновом диапазонах. Это связано, в первую очередь, с тем, что значительная удаленность от нас таких объектов не позволяет рассмотреть наиболее высокоэнергетическую составляющую спектра их излучения. 

Кроме того, добавили исследователи, измерение интенсивности гамма-лучей гигантских пузырей Млечного пути может помочь обнаружить облако темной материи, предположительно, лежащее близ центра нашей галактики, так как взаимодействие между частицами таинственной субстанции может сопровождаться испусканием гамма-квантов.

Источник

Луна долгое время считалась одним из ключевых компонентов, создающих среду, пригодную для эволюции сложных жизненных форм на Земле, однако новые исследования показали, что роль Луны в развитии жизни на нашей планете была значительно преувеличена.

В 1993 г. французский астроном Джекс Ласкар представил расчеты, согласно которым притяжение Луны критически важно для стабилизации наклона оси нашей планеты к плоскости эклиптики, который, в свою очередь, оказывает большое влияние на климат Земли. Однако в 2011 г. группа из трех астрономов во главе с Джеком Лисье из Исследовательского центра Эймса НАСА обнаружила, что наклон оси земной орбиты при отсутствии Луны отличался бы от наблюдаемого в настоящее время значения в 23,5 градуса не более чем на 10 градусов, что значительно меньше, чем полученное ранее Ласкаром значение отклонения в 45 градусов. Расхождение новейших результатов с результатами исследования почти десятилетней давности ученые объяснили тем, что они использовали более совершенные компьютеры при расчетах своих математических моделей.

Рори Барнс из Вашингтонского университета подошел к этой же проблеме с другой стороны. В проведенном им и его коллегами исследовании говорится, что наличие спутника у планеты, лежащей близ внешних границ обитаемой зоны звезды, может не увеличить, а, напротив, уменьшить шансы возможного существования на планете жизни. Согласно этой гипотезе, стабилизация наклона оси планеты спутником отрицательно влияет на климатические условия на ней, снижая равномерность распределения по поверхности планеты тепла, получаемого ею от своего светила.

Источник

Наша Солнечная система является домом не только для восьми планет от Меркурия до Нептуна, но и для целого ряда более мелких карликовых планет. Одна из них, Эрида, имеет почти такие же размеры, как и наиболее известный представитель этой группы, Плутон.

Когда Эрида была впервые обнаружена в 2005, предполагалось, что она значительно больше Плутона. Первоначально ее рассматривали в качестве десятой планеты Солнечной системы. И несмотря на то, что планетой Эрида так и не была признана, именно ее открытие послужило главной причиной того, что в 2006 году астрономы «понизили» Плутон до статуса карликовой планеты.

Вопросы, касающиеся Плутона и Эриды, до сегодняшнего дня вызывают массу споров у ученых. 

Как и практически все известные карликовые планеты (за исключением Цереры), Эрида находится в поясе Койпера. Однако расстояние от Солнца до Эриды примерно в три раза больше, нежели до Плутона. На то чтобы совершить один оборот вокруг Солнца карликовой планете требуется 561 год. Несмотря на это период вращения вокруг своей оси составляет лишь 25 часов. По продолжительности день на Эриде похож на земной. 

Сделать точные измерения астрономам удалось в 2010 года, когда Эрида прошла мимо неяркой звезды в созвездии Кита. Тогда ученые получили данные о форме, размерах и массе карликовой планеты. 

Наблюдения помогли астрономам определить, что диаметр Эриды составляет 2 326 км, плюс-минус 12 км. Так, ученым удалось получить более точные данные о размерах Эриды, нежели о размерах Плутона. Считается, что диаметр Плутона достигает от 2300 до 2400 км. Таким образом, две карликовые планеты идентичны по своим размерам. 

Исследователи пришли к выводу, что Эрида представляет собой сферическое тело. Изучая движение Эриды и ее спутника Дисномия, они также определили, что карликовая планета на 27% тяжелее Плутона. Это означает, что Эрида имеет значительно большую плотность, чем Плутон. Кроме того, поверхность Эриды отражает до 96% света, попадающего на нее. Это делает Эриду одним из самых светоотражающих тел в Солнечной системе и ставит ее на уровень с Сатурном и его ледяным спутником Энцеладом.

Наблюдения также позволили исследователям оценить температуру на поверхности Эриды. Так, на стороне, обращенной к Солнцу, температура, вероятно, не превышает минус 238 градусов по Цельсию и является еще ниже на противоположной стороне.

Источник

Аппарат «Новые горизонты» приоткрывает завесу тайны Плутона

Космический аппарат агентства НАСА «Новые горизонты» максимально приблизится к Плутону 14 июля. Тогда от небесного тела его будут отделять всего 13 600 километров. Впервые за всю историю аппарат заснимет карликовую планету крупным планом. Открытый в 1930 году, Плутон продолжает хранить свои тайны.

Несмотря на то что до максимального сближения все еще остается более пяти месяцев, автоматическая межпланетная станция уже перешла на стадию «знакомства» с планетой. В воскресенье, 25 января, зонд начал свои наблюдения с помощью телескопической камеры. Это позволит убедиться, что космический аппарат остается на правильной траектории. 

Главным исследователем проекта, стоимостью в 700 млн долларов, является Алан Стерн. В прошлом месяце на ежегодной встрече Американского геофизического союза в Сан-Франциско он поделился своими переживаниями: «Мы работаем над этой миссией в течение 25 лет. Несмотря на столь продолжительный срок, все мы испытываем страх. Мы летим в неизвестность. Какими бы талантливыми не были члены команды, и как долго бы мы не исследовали и не испытывали, всего предусмотреть невозможно.

В каждой миссии есть момент, когда решается вопрос жизни и смерти. Для этой миссии такой момент наступил 19 января 2006, когда состоялся запуск. Все, над чем мы трудились 17 лет, взлетело в воздух. Теперь же нас одолевает любопытство. Плутон находится слишком далеко. Я уверен, если бы, скажем, «Curiosity» вдруг потерпел неудачу, мы бы дождались, пока на Марс полетит другой марсоход. Путешествие же на Плутон занимает слишком много времени и стоит слишком дорого. Кто знает, как скоро нам представился бы еще один шанс».

Источник

Какая черная дыра может уничтожить человечество, что общего между излучением Хокинга и образованием частиц в коллайдерах, как работается российским ученым с иностранными коллегами, «Газете.Ru» рассказал профессор Андрей Ростовцев.

О российско-американской работе, опубликованной в International Journal of Modern Physics E, «Газете.Ru» рассказал один из ее авторов — доктор физико-математических наук, профессор, основатель « Диссернета», бывший завлабораторией физики элементарных частиц ИТЭФ, а ныне ведущий научный сотрудник ИППИ РАН Андрей Ростовцев.

— Чему посвящена нынешняя статья?

— При анализе данных, полученных на коллайдерах, мы заметили, что в процессе рождения частиц адронов при больших энергиях работают два совершенно разных процесса. И они дают в результате своей работы разные распределения, в частности, по поперечному импульсу частиц. Это наиболее часто измеряемая на коллайдерах характеристика рождающихся частиц.

Такое поведение, по-видимому, тесно связано с широко известным и пока еще не получившим объяснение явлением удержания цветных кварков (Кварки — элементарные частицы, из которых состоят, в частности, находящиеся в атомных ядрах протоны и нейтроны. — «Газета.Ru») и глюонов (Глюоны — элементарные частицы, являющиеся причиной взаимодействия кварков и косвенно ответственные за соединение протонов и нейтронов в ядре. — «Газета.Ru») внутри адронов, так называемым конфайнментом.

В нашем предположении конфайнмент, в свою очередь, связан с возникновением при столкновениях энергичных частиц горизонта событий, аналогичного горизонту событий у поверхности черных дыр. К возникновению горизонта событий (Совокупность точек на определенном расстоянии от черной дыры, в которых перестает действовать вторая космическая скорость, в результате чего попадающее в нее тело не может покинуть гравитационное поле черной дыры. — «Газета.Ru») приводит торможение кварков и глюонов в хромодинамическом поле, а квантовые флуктуации вблизи горизонта событий, в свою очередь, приводят к рождению частиц, имеющих Больцмановский спектр энергий, также типичный для излучения Хокинга, возникающего при испарении черных дыр.

Мы научились статистически выделять такие частицы из общей массы адронов, рождающихся на адронном коллайдере. В статье приводятся аргументы в пользу того, что излучение Хокинга черных дыр и рождение большей части адронов на коллайдере имеют одну и ту же природу.

До этого никто не обращал внимания, что между этими двумя совершенно различными, казалось бы, процессами может быть что-то общее.

— Не имеющие отношения к науке люди часто пугают тем, что в коллайдере образуется черная дыра и нас всех уничтожит.

— Нет-нет! Там черные дыры не образуются. Энергия космических лучей — частиц, которые прилетают к нам из космоса, гораздо больше, чем та энергия, которую мы можем получить в земных условиях на коллайдере. Поэтому если бы из-за столкновения этих частиц с Землей, с атомами, с ядрами рождались бы черные дыры, их давно было бы много рождено.

Поглотить нас может только гигантская черная дыра.

В этом смысле коллайдер — это не нечто уникальное.

Более того, если даже в коллайдере образовалась бы микроскопическая черная дыра, то ничего бы страшного не произошло: из-за своего излучения она очень быстро испарится. А вообще, давно просчитано, что такая черная дыра пройдет как горячий нож в масло через Землю. Мы ее даже не заметим.

— Ваша работа носит сугубо теоретический характер?

— Наша работа скорее относится к области феноменологии. Это область находится на стыке теории и эксперимента. В ней мы и работаем.

— До вопросов квантовой гравитации вы пока не добрались?

— Нет, квантовая гравитация — это от нас далеко. Мы чисто технические вопросы решаем.

— Чего ожидаете от запуска Большого адронного коллайдера?

— Ожидания есть, но это не для первого и не для второго года работы. Все это на перспективу. Увеличенная светимость и увеличенная энергия — это хорошо, можно получить много статистики.

Я очень удивлюсь, если что-то новое выплывет сразу. Надо подождать лет пять.

— А кто участвует в вашей исследовательской группе?

— Группа у нас небольшая: один аспирант из Физтеха, который недавно защитился, а также еще студент старших курсов Физтеха. Это активно действующие лица. Еще есть широкий круг коллег, с которыми мы обсуждаем получаемые результаты. Это и экспериментаторы, предоставляющие свои данные, и теоретики Михаил Рыскин из России, Торбьорн Сьостранд из Швеции, Дима Харзеев из Брукхейвена (США)…

— В Брукхейвене все спокойно? Поговаривали, что местным исследователям хотели запретить общаться с учеными из России.

— С тех пор я видел Дмитрия и других коллег из БНЛ несколько раз в России. Были опасения, но они развеялись сами собой.

Источник

Астероид BL86 приближается к Земле

Сегодня, 26 января, астероид 2004 BL86 подойдет на минимальное расстояние к Земле. Это самый крупный космический объект, который приблизится к нашей родной планете до 2027 года. Однако повода для беспокойств нет. По подсчетам астрономов, астероид, достигающий 500 метров в диаметре, пройдет мимо Земли на безопасном расстоянии. Последнее составит 1,2 млн км, что примерно в три раза больше расстояния до Луны. 

«Мы можем с уверенностью сказать, что этот объект не столкнется с Землей, по крайней мере, не в ближайшие сто лет», – говорит Детлеф Кошни, специалист по околоземным космическим объектам из Европейского космического агентства. Уже сегодня ученым и астрономам-любителям представится уникальная возможность наблюдать скалистого гостя из далекого космоса. Это позволит собрать ценные научные данные и получить детальные изображения астероида.

Обсерватория Slooh предлагает бесплатную онлайн-трансляцию этого события. Она начнется в 19:00 по Москве. Все желающие смогут стать очевидцами того, как огромный астероид 2004 BL86 приблизится к Земле. Трансляцию можно посмотреть на сайте Slooh.com. Видео-трансляция будет сопровождаться обсуждениями руководителя обсерватории Уила Гатера, астронома Боба Бермана и специально приглашенных научных сотрудников НАСА – Пола Чодаса и Ленса Беннера. В Твиттере зрители смогут задавать вопросы, ответы прозвучат в прямом эфире.

Источник

НАСА испытывает новые беспилотники, призванные исследовать Марс

Беспилотные летательные аппараты уже давно бороздят воздушные просторы Земли. Нарушат ли они когда-нибудь покой Красной планеты? Если агентству НАСА удастся реализовать свой новый проект, то дистанционно управляемые дроны совсем скоро совершат первое путешествие на Марс. 

В лаборатории реактивного движения НАСА ученые испытывают «Mars Helicopter» – беспилотник, призванный детально исследовать поверхность Марса. Имея небольшие размеры и квадратную форму, новый автоматизированный вертолет сможет преодолеть препятствия в виде разряженной атмосферы и многочисленных кратеров и возвышенностей на поверхности. Последние существенно усложняют работу марсоходов. Цель дрона – не только исследовать Красную планету и предоставить данные ученым, но и помочь выбрать оптимальный маршрут для марсоходов. 

Для того чтобы беспилотный вертолет мог подняться на достаточную высоту в условиях атмосферы Марса, винты должны вращаться во много раз быстрее, нежели на Земле. По словам инженеров НАСА, дрон будет «питаться» солнечной энергией, при этом время активной работы составит лишь несколько минут в день. В перспективе время работы может быть увеличено. 

В случае успеха такого проекта в будущем десятки дронов смогут одновременно исследовать Красную планету, собирая геологические и метеорологические данных в различных регионах. Если какой-нибудь из них повредится или потеряется, его функции сможет взять на себя другой «боец летающей армии».

Источник

На Весте обнаружены возможные следы водных потоков

Протопланета Веста, которую космический корабль «Dawn» агентства НАСА исследовал с 2011 по 2013 год, ранее считалась полностью сухой. Предполагалось, что из-за низких температур и давления вода не может существовать на ее поверхности. Однако новое исследование дает основание предположить, что непродолжительное время на поверхности Весты могли течь водные потоки. Поводом для таких предположений послужили данные зонда «Dawn».

«Никто не рассчитывал найти на Весте доказательства наличия в прошлом воды. На поверхности астероида очень холодно, там нет атмосферы, следовательно, вода должна испаряться», - говорит Дженнифер Скалли, научный сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Однако, как оказалось, Веста является сложнейшим и крайне интересным планетарным телом». 

«Результаты этого исследования, как и многие другие данные, полученные в ходе миссии «Dawn», показали, что на Весте происходили процессы, возможность которых теория исключает», - отмечает Кристофер Рассел, главный следователь миссии. «Мы надеемся еще больше приподнять завесу тайны и с нетерпением ждем, когда зонд исследует Цереру».

В настоящее время «Dawn» находится в центре внимания ученых, поскольку именно сейчас приближается в карликовой планете Церере, крупнейшему объекту в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Космический корабль выйдет на орбиту вокруг Цереры 6 марта. 

Скалли и ее коллеги обнаружили на Весте небольшое количество молодых кратеров с желобами на их склонах, предположительно образованными водными потоками. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале «Earth and Planetary Science Letters». «Мы не утверждаем, что там были потоки воды, подобные рекам. Скорее имели место селевые потоки с большой концентрацией песчаных и каменистых частиц», - говорит Скалли. 

Размывы довольно узкие, около 30 метров в ширину. Их средняя длина составляет 900 метров. Особенно хорошо изогнутые желоба видны на склонах кратера Корнелия.

Источник

Новый космический телескоп обойдет «Хаббл» в разрешении 

Ученые из Колорадского университета в Боулдере уже на следующей неделе представят ученым из агентства НАСА концепцию нового революционного космического телескопа. В июне прошлого года НАСА признало проект перспективным. По словам разработчиков, новый телескоп сможет предоставить изображения в 1000 раз точнее, нежели космический телескоп «Хаббл».

По словам профессора Колорадского университета Вебстера Кэша, новейшая система будет состоять из орбитального космического телескопа и светонепроницаемого диска, расположенного перед ним. Диаметр диска составит около 800 метров. Согласно Кэшу, рассеянный свет, исходящий от звезды или другого космического объекта, преломится на краях диска и сойдется в его центральной точке. Орбитальный телескоп будет улавливать этот свет, что и обеспечит высокое разрешение снимка. 

Новый телескоп был назван Арагоскопом в честь французского ученого Франсуа Араго, который впервые обнаружен дифрагированные световые волны вокруг диска. Арагоскоп позволит ученым получить изображения различных космических объектов, в том числе сферы Шварцшильда и плазмы, заполняющей пространство между звездами. «Если направить такой телескоп в сторону Земли, он даст возможность обнаружить даже самые маленькие объекты, например туристов, заблудившихся в горах», - говорит профессор Кэш. 

Данный проект стал одним из 12, выбранных в июле 2014 года в рамках первого этапа программы НАСА «Innovative Advanced Concepts». Цель программы – превратить научную фантастику в реальность путем развития новаторских технологий. На первом этапе сумма финансирования составила 100 000 долларов и была выплачена в течение 9 месяцев. 

В апреле НАСА выберет 6 проектов из 12-ти. Финансирование на втором этапе программы составит 500 000 долларов.

Источник

Организация Объединенных Наций объявила 2015 год Международным годом Света. Организации, учреждения и отдельные физические лица смогут принять участие в мероприятиях, направленных на развитие световых технологий. Такое решение обосновано необходимостью повысить информированность мировой общественности о чудесах света. 

Изучением света, его взаимодействия с материей и особенностей распространения в той или иной среде занимается оптика. Последняя напрямую связана с астрономией. Взять, например, строительство телескопов. Благодаря их способности улавливать свет ученые могут исследовать различные космические тела и процессы, происходящие во Вселенной. 

Космическая рентгеновская обсерватория «Чандра» агентства НАСА исследует Вселенную в рентгеновском диапазоне, самой высокоэнергетической форме света. Изучая такие данные и сравнивая их с информацией, полученной от других телескопов, ученые могут получить более точное представление о звездах и галактиках, которые и являются источниками рентгеновского излучения.

Для того чтобы отпраздновать начало Международного года Света, Центр рентгеновской астрономии «Чандра» опубликовал подборку изображений, на которых объединены данные с настроенных на различную длину световых волн телескопов. Они демонстрируют то, как свет может передавать нам информацию о Вселенной. Подборка была размещена в сети, доступ к ней свободный. Это является частью проекта НАСА «Light: Beyond the Bulb».

Источник