Новости науки

Уран оказался «на боку» в результате космического столкновения

Уран представляет собой весьма необычную планету, уникальность которой состоит, в первую очередь, в том, что она вращается вокруг своей оси, «лежа на боку». Теперь ученые считают, что поняли причину такой конфигурации Урана: планета столкнулась с космическим камнем, размер которого составлял не менее двух диаметров Земли.

Подробное компьютерное моделирование показало, что в седьмую планету от Солнца врезался гигантский камень, сказал астроном из Даремского университета, Соединенное Королевство, Якоб Кегерейс (Jacob Kegerreis), который представил результаты этого нового анализа на крупной конференции по наукам о Земле и космосе, которая состоялась в этом месяце.

Уран представляет собой уникальную для Солнечной системы планету. Ось этой массивной планеты наклонена по отношению к плоскости эклиптики под углом примерно 90 градусов – то есть, планета вращается «лежа на боку», причем «на боку» лежит не только сама планета, но и 5 ее крупнейших спутников.

Проведенные командой Кегерейса сеансы компьютерного моделирования показали, что космическое столкновение и изменение формы Урана – который в конечном счете поглотил весь материал врезавшегося в него небесного тела или его часть – происходило в течение всего лишь нескольких часов.

Авторы работы также отмечают, что врезавшийся в Уран объект до сих пор может пребывать на окраинах Солнечной системы. Эта версия хорошо согласуется с гипотезой о существовании таинственной Планеты X, оказывающей влияние на объекты пояса Койпера, добавляют Кегерейс и его команда.

Источник

Астрономы открывают девять новых переменных звезд

Команда астрономов из Чили обнаружила девять новых переменных звезд в шаровом скоплении NGC 6652 и расположенном позади скопления звездном потоке. Шесть из этих вновь обнаруженных звезд были отнесены к типу затменных двойных, одна звезда была классифицирована как переменная типа SX Феникса, а две звезды остались неидентифицированными.

Переменные звезды помогают глубже понять структуру и эволюцию звезд. Они также помогают точнее определять расстояния между объектами Вселенной.

Одним из малоизученных шаровых скоплений звезд является скопление NGC 6652, находящееся на расстоянии примерно 32600 световых лет от нас и 8800 световых лет от центра Млечного пути, напротив карликовой сфероидальной галактики Стрелец. Оно представляет собой древнее, (возраст составляет порядка 11,7 миллиарда лет) богатое металлами шаровое скопление звезд, связанное либо со внутренним гало Млечного пути, либо со внешними частями его балджа.

Группа исследователей под руководством Рикардо Салинаса (Ricardo Salinas) из обсерватории Джемини, Чили, провела поиск переменных звезд в скоплении NGC 6652 и лежащем на заднем фоне звездном потоке Стрелец. Исследователи использовали архивные данные, полученные при помощи телескопа «Джемини-Юг», обработка которых позволила обнаружить 9 новых переменных звезд.

Эти новые переменные звезды получили обозначения от V15 до V23. Звезда V17 относится к типу SX Феникса, а звезды V15 и V21 остались неидентифицированными. Наибольший интерес в работе представляет звезда V17 – пульсирующая голубая отставшая звезда. Она входит в состав звездного потока Стрелец и имеет четко определенный орбитальный период, составляющий 0,039 суток.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Черные дыры могут быть "окнами в будущее", заявляют физики

Источник

Астрономы находят подтверждение гипотезы о доставке жизни на Землю с астероидами

Команда ученых из Исследовательского центра Эймса НАСА, США, обнаружила новые факты, свидетельствующие в пользу гипотезы, согласно которой базовые ингредиенты для жизни прибыли на Землю вместе с астероидами.

Несмотря на большое число проведенных исследований, ученые до сих пор не знают, как происходило возникновение жизни на Земле. В настоящее время существуют две основные гипотезы. Согласно первой версии, жизнь зародилась в горячих источниках на суше или на дне океана, поскольку в этих источниках оказалась «правильная» смесь подходящих ингредиентов. Альтернативная гипотеза состоит в том, что базовые ингредиенты для жизни прибыли на нашу планету в составе вещества комет или астероидов. В этом новом исследовании ученые находят подтверждение второго из этих двух сценариев.

В своих лабораторных экспериментах команда под руководством Мишеля Нуэво (Michel Nuevo) воссоздала условия, имитирующие открытый космос, и обнаружила, что в этих условиях возможно образование молекулы класса сахаров под названием 2-дезоксирибоза. Исследователи поместили алюминиевую подложку в морозильную камеру, охладив ее почти до абсолютного нуля. Затем ученые поместили охлажденную подложку в вакуумную камеру. После вакуумирования авторы работы накачали в систему смесь паров воды и метанола, обнаруживаемую обычно при наблюдениях в межзвездном пространстве. Для имитации излучения звезд систему освещали ультрафиолетовым светом.

Нуэво и его соавторы сообщают, что в ходе эксперимента сначала происходило накопление льда, однако затем лед стал таять под действием УФ-лучей, и было отмечено формирование небольшого количества 2-дезоксирибозы вместе с другими сахарами. Эти находки свидетельствуют в пользу гипотезы о внеземном происхождении ингредиентов для жизни, считают авторы статьи.

Работа опубликована в журнале Nature Communications.

Источник

Физики ЦЕРН открыли еще один двойной "магический" изотоп

Источник

Российские физики узнали, как создать идеальных

Источник

Открыт новый яркий квазар на высоком красном смещении

Используя телескоп Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), астрономы открыли новый яркий квазар на красном смещении порядка 6,8. Этот впервые обнаруженный квазар, получивший обозначение VHS J0411-0907, является самым ярким объектом в полосе J ближнего ИК-диапазона спектра среди всех известных квазаров, лежащих на красном смещении свыше 6,7.

Яркие квазары, или квазизвездные радиообъекты, представляют собой экстремально яркие древние галактики, в центрах которых лежат сверхмассивные черные дыры. Квазары, лежащие на высоких красных смещениях (свыше 6,0), представляют большую ценность для астрономов, поскольку они выполняют функцию самых ярких «маяков», позволяющих наиболее эффективно отслеживать химическую эволюцию Вселенной. Однако такие объекты являются экстремально редкими, и их весьма трудно обнаружить.

На сегодняшний день ученые смогли открыть чуть более 100 квазаров, лежащих на высоком красном смещении, в основном, благодаря оптическим и инфракрасным обзорам неба с широким полем обзора. Это число слишком мало для получения требуемого количества информации о ранних стадиях эволюции Вселенной.

В новой работе группа астрономов во главе с Эстель Понс (Estelle Pons) из Кембриджского университета, Великобритания, сообщает о важном пополнении списка квазаров, расположенных на высоких красных смещениях – обнаружении квазара VHS J0411-0907, лежащего на красном смещении 6,82.

Согласно исследованию, квазар VHS J0411-0907 имеет болометрическую светимость порядка 189*10^45 эрг/с; масса его сверхмассивной черной дыры составляет 613 миллионов масс Солнца, а отношение Эддингтона – примерно 2,37. Исследователи отмечают, что эти параметры делают источник VHS J0411-0907 квазаром с самым высоким отношением Эддингтона и наименее массивной черной дырой из числа квазаров, лежащих на красном смещении свыше 6,5.

VHS J0411-0907 стал уже седьмым по счету квазаром с красным смещением свыше 6,5, открытым с использованием обзора неба VISTA Hemisphere Survey (VHS). Команда Понс рассчитывает, что дальнейшие исследования, проводимые с использованием этого обзора неба, приведут к обнаружению десятков новых квазаров, лежащих на высоких красных смещениях.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Древнее облако газа сохранилось со времен Большого взрыва, выяснили астрономы

Древнее газовое облако, которое, вероятно, почти не изменилось со времен Большого взрыва, было открыто в далекой части Вселенной при помощи самого мощного в мире оптического телескопа, обсерватории им. Кека, расположенной на вершине Мауна-Кеа, Гавайи.

Открытие этого невероятно редкого астрономического объекта, сделанное группой астрономов во главе с докторантом Фредом Робертом (Fred Robert) и профессором Майклом Мерфи (Michael Murphy) из Технологического университета Суинберна, Австралия, дает новые, ценные сведения о процессах формирования первых галактик Вселенной.

«Везде, куда бы мы ни посмотрели, газ во Вселенной «загрязнен» тяжелыми элементами, образующимися при взрывах массивных звезд, - сказал Роберт. – Однако это конкретное облако выглядит абсолютно «девственным», даже спустя 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва».

«Если оно и содержит тяжелые элементы, то их концентрация должна быть меньше, чем 1/10000 от концентрации их в веществе Солнца. Это невероятно низкое содержание; одно из самых убедительных доказательств того, что это облако сохранилось со времен Большого взрыва».

Роберт и его команда использовали два инструмента обсерватории им. Кека - Echellette Spectrograph and Imager (ESI) и High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) – для наблюдений спектра квазара, расположенного на заднем плане по отношению к изучаемому газовому облаку. Ранее эти же исследователи наблюдали схожим способом два аналогичных газовых облака, однако тогда наблюдения были произведены случайно. В этом новом исследовании впервые удалось методом систематического поиска обнаружить газовое облако с невероятно низким содержанием металлов, отмечают авторы работы.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; препринт доступен на arxiv.org.

Источник

Сатурн теряет материал своих колец по «худшему сценарию», выяснили астрономы

В новом исследовании, проведенном учеными НАСА, показано, что Сатурн теряет свои легендарные кольца с максимальной скоростью, если исходить из оценки, полученной в результате наблюдений гигантской планеты при помощи зондов Voyager («Вояджер») 1 и 2, проведенных несколько десятилетий назад. Эти кольца падают на Сатурн в виде дождя ледяных частиц под действием магнитного поля гигантской планеты.

«По нашим оценкам, этот «дождь из колец» содержит столько воды, что ею можно наполнить плавательный бассейн олимпийского размера за полчаса, - рассказал главный автор новой работы Джеймс О’Донохью (James O"Donoghue) из Центра космических полетов Годдарда НАСА, США. – Только за счет этого процесса вся система колец Сатурна исчезнет примерно через 300 миллионов лет, однако добавьте к этому расход материала из системы колец Сатурна за счет падения его в зоне экватора планеты – процесс, который был обнаружен при помощи космического аппарата Cassini («Кассини»), и срок, отпущенный кольцам Сатурна, сокращается до 100 миллионов лет. Это означает, что нам посчастливилось наблюдать короткий «миг» расцвета колец гигантской планеты, возраст которой составляет свыше 4 миллиардов лет».

Ученые давно дискутируют на тему того, формировался ли Сатурн вместе с кольцами, или же кольца появились вокруг планеты значительно позднее. Эти новые результаты свидетельствуют в пользу последнего сценария, указывая на то, что возраст колец вряд ли превышает 100 миллионов лет – именно столько времени потребовалось бы кольцу C, которое некогда было таким же плотным, как кольцо B, чтобы прийти в его текущее состояние.

Согласно другой научной команде, возглавляемой Дж. Е. П. Коннерни, этот «ледяной дождь» обусловлен взаимодействием с магнитным полем Сатурна ледяных частиц колец, которые получают электрический заряд в результате ионизации ультрафиолетовым излучением Солнца.

В ближайшее время команда О’Донохью планирует следить за изменением скорости потери Сатурном его колец при движении гигантской планеты по орбите, период которой составляет 29,4 года.

Исследование опубликовано в журнале Icarus.

Источник

Обнаружена новая экзопланета размером с Нептун

Невероятные открытия огромного числа экзопланет, сделанные при помощи миссий НАСА Kepler («Кеплер») и К2, позволили астрономам глубже понять процессы формирования нашей собственной планеты, Земли, и ее отличия от разнообразных соседей по Солнечной системе. Две до сих пор нерешенных загадки связаны с отличиями в формировании и эволюции каменистых и не каменистых планет небольшого размера, а также с дефицитом планет размером порядка двух размеров Земли (планеты меньшего размера чаще всего являются каменистыми). Для оценки состава вещества планеты необходимо точно измерить два ее параметра: размер и массу. Размер планеты можно оценить по форме ее транзитной кривой, но массу планеты определить значительно сложнее. Однако для построения цельной картины, позволяющей понять процессы формирования планет размером с Землю, ученым нужны точные данные по массам и размерам этих планет.

Миссия К2 представляет собой «возрожденный» после неисправности космический телескоп Kepler, который создавался изначально для поисков новых экзопланет. Миссия К2 имеет возможность проводить поиск лишь короткопериодических планет (с ее помощью было обнаружено лишь несколько планет с орбитальным периодом более 40 суток). Экзопланета K2-263b движется по орбите вокруг звезды массой 0,86 массы Солнца, расположенной на расстоянии 536 световых лет от нас, по информации, полученной при помощи спутника ЕКА Gaia («Гея»). Радиус этой экзопланеты составляет 2,41 радиуса Земли с погрешностью определения 5 процентов.

В новом исследовании группа астрономов под руководством А. Мортье (A Mortier) при помощи прецизионного спектрометра HARPS-N, установленного на Национальном телескопе Галилео, остров Пальма, Испания, измерила скорость орбитального движения этой экзопланеты, что позволило рассчитать ее массу.

Расчеты показали, что масса экзопланеты K2-263b составляет 14,8 массы Земли, а следовательно, ее плотность равна 5,6 грамма на кубический сантиметр (для сравнения, плотность вещества Земли оценивается в 5,5 грамма на кубический сантиметр). Ученые пришли к выводу, что планета K2-263b, вероятно, содержит примерно сравнимые количества льда и каменистых пород, что в общих чертах согласуется с современными моделями формирования планет и относительными содержаниями в околозвездной туманности «строительных кирпичиков», из которых формируются планеты, таких как железо, никель, магний, кремний, кислород, углерод и азот.

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

Источник

Физики создали неуязвимую оптическую структуру

Международный коллектив физиков при участии сотрудника МГУ имени М. В. Ломоносова создал наноструктуру с топологически защищенными краевыми состояниями и с ее помощью впервые продемонстрировал усиление нелинейно-оптических эффектов. Результаты работы можно использовать для создания активных устройств фотоники и интегральной оптики. Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.

Существующие оптические интегральные чипы или волноводы часто обладают микродефектами в конструкции. Когда свет сталкивается с таким дефектом, то возникает паразитное рассеивание. Из-за этого световой сигнал с расстоянием затухает или искажается. Чтобы избежать паразитных эффектов, ученые создают различные топологически защищенные оптические системы.

«Топологическая фотоника — относительно молодая наука, которая появилась как результат расширения идей физики конденсированного состояния вещества на оптические системы, — рассказывает один из авторов исследования Александр Шорохов из МГУ. — За последние несколько лет, помимо топологически защищенных волноводов, было продемонстрировано множество интересных эффектов, в частности необратимая лазерная генерация в интегральных топологических резонаторах, а также квантово-оптические топологически защищенные системы».

Чтобы создать полностью топологически защищенную структуру в оптике, необходимо преодолеть принцип обратимости. Ранее для этого использовали магнитооптические эффекты, требующие приложения сильных магнитных полей. Однако это технически сложно реализовать в рамках компактных устройств, таких как интегральные фотонные чипы. Другой путь преодолеть принцип обратимости — это использование нелинейно-оптических эффектов, однако экспериментальной реализации таких эффектов в топологических фотонных структурах до сих пор не было продемонстрировано. В новой работе мМеждународному коллективу физиков удалось разработать, создать и исследовать такую наноструктуру.

«В представленной работе нам удалось создать наноструктуру с топологически защищенными краевыми состояниями и впервые с ее помощью продемонстрировать усиление нелинейно-оптических эффектов, — поясняет Шорохов. — Мы показали, что система устойчива к структурным дефектам и возмущениям, и кроме того, за счет уникального взаимодействия топологии и нелинейного отклика, обладает необратимостью».

Разработки в области фотоники все чаще привлекают широкое внимание научной общественности. Интегральная оптика перспективна для решения многих задач и часто превосходит возможности классической электроники из-за меньшего энергопотребления и большего быстродействия. Одним из таких примеров может быть реализация нейронных сетей для анализа данных с помощью интегральных фотонных цепей. Однако существующие оптические системы тоже несовершенны: почти невозможно создать структуры без дефектов в конструкции, которые приводят к дополнительным потерям за счет рассеяния. Разработки в области топологической фотоники и нелинейной оптики могут помочь справиться с подобными проблемами и приблизить появление принципиально новых устройств.

Источник

Ученые запечатлели молодую звезду, которая формируется, подобно планете

Астрономы получили одно из самых подробных изображений молодой звезды, имеющееся на сегодняшний день, и обнаружили таинственного компаньона на орбите вокруг этого светила.

Наблюдая эту молодую звезду, астрономы, возглавляемые доктором Джоном Айли (John Ilee) из Лидского университета, Соединенное Королевство, обнаружили в ее окрестностях еще одну формирующуюся звезду.

Основной объект этой системы, получивший обозначение MM 1a, представляет собой молодую массивную звезду, окруженную вращающимся диском из газа и пыли, который и являлся первичной целью исследования, проводимого астрономами.

Тусклый объект, MM 1b, был обнаружен на внешнем краю диска движущимся по орбите вокруг объекта MM 1a. Команда Айли считает, что ей удалось обнаружить один из первых примеров «фрагментированного» диска вокруг массивной молодой звезды.

Из околозвездного диска небольших звезд формируются планетные системы, что и произошло в случае нашего Солнца. В случае же более массивных звезд масса диска может оказаться настолько большой, что он начнет коллапсировать под действием собственной гравитации с формированием еще одной звезды, пояснили исследователи.

Измерив при помощи радиообсерватории Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA), расположенной в чилийской пустыне, количество излучения, испускаемого этой пылью, и небольшие сдвиги частоты света, испускаемого газом, ученые смогли рассчитать массы обеих звездных компонент. Согласно расчетам команды, масса объекта MM 1a составляет примерно 40 масс Солнца, в то время как масса звезды-компаньона едва достигает половины массы нашего светила. Такое огромное отношение между массами компонент двойной системы, 80 : 1, является крайне нехарактерным и указывает на принципиально новый механизм формирования обоих этих объектов, поясняют авторы.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

Что произойдет с «Вояджером» в межзвездном пространстве?

Источник

Обширная атмосфера открыта вокруг аккреционного диска рентгеновской двойной

Астрономы использовали затмение одной звезды другой для изучения атмосферы аккреционных дисков вокруг компактных звезд. Ученые из Нидерландского института космических исследований SRON применили этот метод к наблюдениям рентгеновской двойной небольшой массы. Исследователи наблюдали более объемную атмосферу, чем ожидалось, и смогли выделить в ней две различные газовые компоненты.

Почти половина всех наблюдаемых звездных систем представлена двойными звездными системами. Звезды в таких системах удерживаются за счет взаимного гравитационного притяжения. Компонента с большей массой при этом перетягивает материал со звезды-компаньона и формирует аккреционный диск.

В настоящее время точные размеры и геометрия аккреционных дисков остаются загадкой для ученых. Новые модели и недавние наблюдения в рентгеновском диапазоне указывают на то, что вертикальный размер диска на самом деле должен быть больше, чем предсказывалось ранними теоретическими моделями. То есть, над диском должна располагаться обширная атмосфера. Проблема при наблюдении такой атмосферы состоит в том, что яркий в рентгеновском диапазоне диск «ослепляет» рентгеновские телескопы, не позволяя разглядеть значительно менее яркую атмосферу вокруг него.

Поэтому в новом исследовании астрономы во главе с Иоанной Псарадаки (Ioanna Psaradaki) из института SRON в качестве объекта наблюдений атмосферы аккреционного диска вокруг рентгеновской двойной выбрали затменную двойную систему EXO 0748-676, в которой звезда-компаньон периодически затмевает собой яркий рентгеновский диск, окружающий компактную звездную компоненту. Проведенный командой Псарадаки анализ полученного при помощи космической обсерватории ЕКА XMM-Newton рентгеновского спектра атмосферы вокруг аккреционного диска системы EXO 0748-676 показал, что толщина атмосферы на самом деле существенно больше, чем считалось ранее. Кроме того, авторы обнаружили две различных газовых компоненты в составе этой атмосферы: горячий газ, температура которого близка к температуре диска, и менее обширную по простиранию холодную газовую компоненту, поступающую с внешней стороны диска. Исследователи считают, что вторая из этих компонент представляет собой сгустки материала, формируемые при столкновении входящего аккреционного потока с материалом диска.

Согласно авторам, настолько объемная атмосфера вокруг аккреционного диска в системе EXO 0748-676 объясняется тем, что рентгеновское излучение фотоионизирует внешние части аккреционного диска, что приводит к появлению зон тепловой нестабильности и противодействующему появлению этих зон увеличению объема газового облака.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник

«Хаббл» обнаруживает далекую планету, которая испаряется с огромной скоростью

Скорость орбитального движения и расстояние до раскаленной родительской звезды определяют судьбу каждой планеты – сможет ли планета в течение продолжительного времени оставаться частью планетной системы или же растворится в темной пустоте космоса намного быстрее.

С целью расширить наши знания о далеких внесолнечных планетах астрономы наблюдали планету среднего размера, называемую GJ 3470b, диаметр которой близок к диаметру Нептуна. Наблюдения показали, что скорость испарения вещества этой планеты примерно в 100 раз превышает скорость потери массы прежде открытой планеты близкого размера под названием GJ 436b.

Это исследование стало частью обзора неба Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET), целью которого является измерение параметров атмосфер 20 экзопланет в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазонах. Программа PanCET является крупнейшей программой по наблюдениям экзопланет, проводимой с использованием космического телескопа НАСА Hubble («Хаббл»).

Планеты размером с Нептун относительно редко встречаются астрономам при наблюдениях, в отличие от «суперземель» и «горячих юпитеров», поэтому наблюдение процесса потери в космос атмосферы планетой этого класса представляет большой научный интерес. Для того чтобы наблюдать этот процесс, необходимо проводить наблюдения в УФ-диапазоне, а это, в свою очередь, ограничивает спектр возможных объектов исследований звездами, расположенными на расстоянии не более 150 световых лет от Земли. Планета GJ 3470b обращается вокруг красного карлика, лежащего на расстоянии 96 световых лет от нас в направлении созвездия Рака.

В ходе анализа данных, собранных при помощи «Хаббла», ученые во главе с В. Бурье (V. Bourrier) обнаружили, что экзопланета GJ 3470b теряет значительно больше массы и имеет значительно меньшую по размеру экзосферу, по сравнению с первой изученной экзопланетой размером с Нептун, GJ 436b, ввиду более низкой плотности вещества и более мощного потока излучения со стороны родительской звезды.

Согласно команде Бурье, планета GJ 3470b к настоящему времени могла потерять уже до 35 процентов своей массы, и в течение ближайших нескольких миллиардов лет она может потерять весь свой газ, после чего на месте планеты останется лишь каменистое ядро.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник

Ученые из России

Источник