Новости науки

Гравитационное притяжение между любыми двумя объектами прямо пропорционально произведению их масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними, умноженному на коэффициент G. Эта формула известна каждому, кто обучался физике в школе. Изначально она была выведена ещё Исааком Ньютоном в XVIII веке, но теперь физики решили измерить значение гравитационной постоянной и взглянуть на неё через призму квантовой механики. Авторы исследования отмечают, что их методика ещё нуждается в доработках, но объединение квантовой механики с классической уже является большим прорывом для фундаментальной науки.

В исследовании, описанном сегодня в журнале Nature, физики измеряли крохотное гравитационное взаимодействие между охлаждёнными атомами рубидия и 516-килограммовым массивов из вольфрамовых цилиндров. Неопределённость в этом измерении составляет 150 частей на миллион, или 0,015%, что лишь немного больше, чем у обычного метода определения гравитационной постоянной, использующего две макроскопические массы.

Обычные технологии измерения G были изобретены ещё в 1798 году Генри Кавендишем. Он поставил эксперимент по вычислению средней плотности Земли. Для опыта учёный использовал крутильные весы и сравнивал маятниковые колебания некоего тела, вызванные силой тяжести нашей планеты. Разумеется, с тех пор точность измерения показателя G выросла, но результаты Кавендиша и современных физиков радикально не отличаются.

Однако учёные давно заметили, что традиционные методы измерения гравитационной постоянной с использованием крутящего момента часто дают противоречивые результаты. Новая методика использует особые свойства частиц вещества, например, способность атомов вести себя как волны.

"Наша методика основана на совершенно других принципах измерения и позволяет исключить традиционные ошибки. Высокая чувствительность наших приборов помогает оценить гравитационную постоянную с очень высокой точностью", — говорит соавтор исследования Гульельмо Тино (Guglielmo Tino) из университета Флоренции в Италии.

В своём эксперименте Тино и его коллеги использовали атомные интерферометры — устройства, которые используют волнообразную природу материи для максимально точного измерения гравитационного ускорения. Такую методику уже применяли физики из Стэнфордского университета в 2007 году, но показатель Тино и его команды оказался в десять раз точнее предыдущего.

Лазерные импульсы направляли поодиночке в облако атомов рубидия, охлаждённых почти до абсолютного нуля, что заставляло частицы подлетать вверх (как воду в фонтане), а затем снова "падать" под воздействием гравитации. Импульсы кроме того ввели "волну вещества" каждого атома в суперпозицию двух энергетических состояний, каждое из которых характеризовалось разной скоростью. Полученные "волны" поднимались на разную высоту — от 60 до 90 сантиметров — прежде чем снова "упасть".

Та волна, которая поднимается выше, удалена больше от вольфрамовых цилиндров и, таким образом, испытывает немного другое гравитационное притяжение. Появляющаяся в результате разница может быть измерена, когда "волны материи" рекомбинируют и создают интерференционную картину.

Для того чтобы исключить из системы влияние гравитации Земли, приливных сил Луны и Солнца (меняющихся со временем), исследователи использовали два атомных интерферометра. Показатель получился максимально точным и не менялся при повторных проведениях эксперимента.

Возвращаясь к классическим методам измерения G, стоит отметить, что расхождения в получаемых значениях могут определяться как неизвестной или же пропущенной учёными ошибкой метода, так и тем, что Ньютон был не прав. Возможно, закон всемирного тяготения с теми массами и на тех расстояниях, что используются в лаборатории, работает немного по-другому. Новый независмый и точный метод измерений, разрабатываемый физиками, поможет разобраться в этом вопросе.

Источник

Человек – очень приспособляемое существо. Если продолжительное время носить очки, которые переворачивают все, что вы видите, кверху ногами, - уже через две недели ваш мозг адаптируется: все опять будет казаться нормальным. 

Ученые считают, что мозги астронавтов адаптируются к невесомости с помощью использования ранее незадействованных связей между нейронами. Пока астронавты учатся летать по орбитальной станции, эти связи активируются.

Для того, чтобы подтвердить правильность этой теории, планируется подвергнуть прохождению компьютерной томографии астронавтов (согласно планам исследования, до 16 человек) перед полетом и после него. Таким образом ученые надеются больше узнать о том, какие изменения происходят в структуре их мозга. Такому же сканированию подвергнут участников контрольной группы из города Антверпен в Бельгии, для того, чтобы сравнить эти изменения с тем, что происходит с мозгом людей, никогда не бывавших в космосе.

Параллельно проводится исследование на добровольцах, которые испытывают состояние невесомости в течение 20 секунд во время полетов на самолете.

Источник

Распространено мнение о том, что Луна влияет на наш сон. Многие утверждают, что во время полнолуния их мучает бессонница. Однако, ученые из института Макса Планка в ходе нового исследования не нашли никакой связи между сном и фазами Луны. Ученые подвергли повторному анализу результаты данные, полученные в прошлом от большого количества добровольцев. 

Результаты некоторых исследований говорили о том, что влиянию лунных фаз больше подвержены женщины, результаты других – что мужчины. Два исследования, которые проводились в 2013 и 2014, с участием от 30 до 50 добровольцев, показали, что общая продолжительность сна во время полнолуния сокращается. При этом другие показатели одного и второго исследования никак не согласовались друг с другом. 

В конце концов, команда провела собственный эксперимент с участием 1265 добровольцев, за которыми следили в течение 2097 ночей. 

Интересно, что проводя столь продолжительный эксперимент с такой большой группой, ученые не нашли сходства полученных результатов с результатами прошлых исследований. По словам нейропсихолога из Института Психиатрии имени Макса Планка Мартина Дреслера (Martin Dresler), не было обнаружено статистической корреляции между человеческим сном и лунными фазами. 

Затем, проанализировав результаты других экспериментов, общая продолжительность которых составляет 20 000 ночей сна, ученые пришли к выводу, что мнение о том, что сон человека подвержен влиянию лунных фаз, сложилось из-за того, что противоположные результаты просто-напросто не публиковались.
Источник

Астрономы с помощью космической обсерватории Гершель (Herschel) выяснили, что молекула, необходимая для образования воды, существует в пылающих оболочках умирающих звезд солнечного типа.

Когда звезды малой и средней массы, такие, как наше Солнце, приближаются к концу своего жизненного цикла, они становятся плотными белыми карликами. В процессе этого они сбрасывают свои внешние слои пыли и газа в пространство, образуя планетарные туманности, - явление, которое на самом деле не имеет ничего общего с планетами. 

Так же, как и взрывы сверхновых, которыми оканчивают свой жизненный цикл массивные звезды, смерть звезд малой и средней массы так же обогащает окружение химическими элементами, из которых рождаются новые звезды. 

Сверхновые «куют» в своих глубинах тяжелые элементы, а планетарные туманности содержат большое количество более легких элементов, таких, как углерод, азот и кислород, образовавшиеся в результате ядерных реакций в «родительской звезде». 

Раньше считалось, что ультрафиолетовое излучение от оставшегося в результате белого карлика настолько мощно, что разбивает скопления или кольца вещества, которое мы видим в планетарных туманностях, и разрушает молекулы, до этого «выброшенные» звездой, а так же ограничивает образование новых молекул в этих областях. 



Однако, два независимых друг от друга исследования, которые проводились на основе данных космического телескопа Herschel, показывают, что молекулы, необходимые для формирования воды, весьма комфортно существуют в этих сложных условиях, и, возможно, формируются именно благодаря таким условиям. Молекула, известная, как OH+, - это позитивно заряженная комбинация единичных атомов кислорода и водорода. 



В одном исследовании, которым руководила профессор Изабель Эйлман (Isabel Aleman), было проанализировано 11 планетарных туманностей, и эта молекула была обнаружена лишь в трех, - с самыми горячими звездами, температуры которых превышают 100 000ºC.

В то же время другое исследование, под руководством профессора Мирея Этксалузе (Mireya Etxaluze), было сфокусировано на туманности Helix Nebula, одной из ближайших к Солнечной Системе, - она находится от нас на расстоянии 700 световых лет. Масса центральной звезды туманности примерно в два раза меньше нашего Солнца, однако ее температура – около 120 000ºC. Изввестно, что сброшенные оболочки звезды содержат большое разнообразие молекул. 

Herschel зарегистрировал присутствие молекулы, о которой идет речь, в туманности Helix Nebula, и оказалось, что больше всего ее в тех местах, где молекулы моноокиси углерода, ранее отброшенные звездой, скорее всего будут разрушаться под воздействием сильного ультрафиолетового излучения. 

Когда атомы кислорода высвобождаются из моноокиси углерода, они могут создавать молекулы кислород-водород, подтверждая гипотезу о том, что ультрафиолетовое излучение может способствовать их образованию. 

Источник

Новые результаты измерения гравитационной константы, впервые сделанные при помощи специальных устройств – атомных интерферометров – представила в журнале Nature группа физиков из Италии и Нидерландов. Значение, полученное учеными для постоянной: 6.67191(99)x10^-11 (метр)³(килограмм)^-1 (секунда)^-2 с точностью 0,015 процентов. Такие измерения являются важными не только для метрологии и систем геостационарного позиционирования, но и для исследований космоса и проверки моделей, основанных на общей теории относительности и современной космологии, передаёт Lenta.ru.

Применение атомных интерферометров является относительно новым, но перспективным направлением в измерении гравитационных эффектов. Так, гироскоп, в работе которого используется эффект Саньяка, применялся для измерения ускорения, вызванного взаимодействием гравитирующих тел, в экспериментах по проверке закона всемирного тяготения и в геофизике. Ученые впервые использовали атомный интерферометр для прецизионного измерения значения гравитационной постоянной.

 

Относительная слабость гравитационного взаимодействия делает измерение его постоянной достаточно трудной задачей. В настоящее время в мире проведено около 300 измерений постоянной тяготения.

Учёные считают, что их работа позволит провести систематический анализ возможных ошибок, встречающихся в экспериментах по определению гравитационной постоянной. Кроме того, проведенный эксперимент открывает новые возможности в измерении гравитационной постоянной с помощью ультрахолодных атомов, заключенных в оптические ловушки. Как уже упоминалось ранее, точное определение значения гравитационной постоянной необходимо для геодезической гравиметрии (измерения силы тяжести в различных областях и на различных высотах Земли), а также для фундаментальных наук: современных космологии, теории гравитации и физики частиц.

Источник

Команда космического телескопа Gaia, который создан для создания карты звезд Млечного Пути, в момент подготовки к операциям столкнулась с некоторыми проблемами. В телескоп попадает «блуждающий свет» , который может оказывать влияние на способность телескопа видеть звезды. Кроме того, оптические системы телескопа работают не так эффективно, как было предусмотрено конструкцией. Специалисты подчеркивают, что проблема с блуждающим светом будет касаться только самых тусклых звезд, и что тесты, которые проводятся сейчас, направлены на минимизацию влияния этой проблемы на работу миссии. При этом, определенные потери, по сравнению с первоначальными прогнозами, все же будут.

Обе эти проблемы были известны с апреля, и в последние месяцы команда старалась решить их. Большего прогресса специалисты добились с проблемой оптики. Они отследили, что она связана с замерзанием водного пара в телескопе (ведь Gaia работает при температурах от -100 до -150 градусов Цельсия). 

Команда включила нагреватели (расположенные на зеркалах и фокусной панели телескопа), чтобы избавиться от намерзшего льда. При этом, оказалось, что количество льда – больше, чем ожидалось, то есть потребуется проведение большего количества «очистительных работ». 

Проблема блуждающего света оказалась более «упрямой». Похоже, что световые волны, источником которых является солнечный свет и другие яркие источники, кружат вокруг солнечного щита телескопа и слепят его оптическую систему. Сейчас команда пытается смоделировать и решить эту проблему, которая не была предусмотрена изначально.

Источник

Высокомассивные звезды редко встречаются по одиночке. Это выяснили астрономы, которые работали в Обсерватории Ruhr-Universität"s (RUB"s) в Чили. В течение нескольких лет они наблюдали за 800 небесными объектами, масса которых до 100 раз больше массы нашего Солнца. Более 90 процентов оказались не-одинарными системами. Эти данные подтверждают теорию о том, что массивные звезды изначально формируются как «близнецы». 

Даже с помощью самых мощных телескопов мира двойные звезды нельзя рассмотреть, как две отдельные точки. Для того, чтобы все же доказать, что они существуют, ученые в течение многих недель и месяцев следили за ними и определяли, как изменяется их спектр и яркость. Регулярные изменения яркости означают, когда две и более звезды проходят друг перед другом снова и снова. Эти долговременные наблюдения были возможны только потому, что Ruhr-Universität имеет собственную обсерваторию, расположенную в пустыне Атаками в Чили.

Статистический анализ полученных данных показал, что звезды в множественных системах обычно имеют партнера с такой же массой. Ролф Чини (Rolf Chini) считает, что это – не простое совпадение: "Почему звезда, масса которой в 50 раз больше солнечной, должна из всего множества звезд в своем окружении выбрать себе партнера с такой же массой? Намног легче было бы притянуть звезду такой же массы, как Солнце. Безусловно, процесс формирования звезды – вот где нужно искать объяснения". По его мнению, небесные объекты образуются из облаков газа и пыли, которые затем становятся плотными. На финальной стадии, очевидно, облако распадается на две примерно равные части. 

Источник

Результаты новой работы ученых Технологического Института Джорджии говорят о том, что на освещенной олнцем стороне Луны, возможно, и не будет обнаружена вода в чистом виде.

Новое исследование указывает на то, что под воздействием фотонов ультрафиолета, которые испускает Солнце, молекулы H2O будут либо быстро испаряться, либо распадутся. Фрагменты воды могут остаться на лунной поверхности, однако маловероятно, что на освещенной Солнцем стороне Луны может быть обнаружена Луна в количествах, которые можно было бы как-либо использовать.

Команда специалистов Технологического Института Джорджии построила ультра-вакуумную систему, которая повторяет условия космического окружения. Затем ученые провели первое официальное исследование фотодесорбции со среза настоящего лунного образца. Машина подвергала небольшой фрагмент лунной породы воздействию фотонов ультрафиолета, а ученые наблюдали, что происходит с молекулами воды. Они либо испарялись, либо распадались. Согласно наблюдениям команды, приблизительно одна из каждой тысячи молекул покидает лунную поверхность просто из-за поглощения ультрафиолетового света. 

Теперь результаты исследования команды ученых из Технологического Института Джорджии смогут использовать ученые, которые пытаются найти воду в Солнечной Системе и за ее пределами. 

Источник

Исследователям Университета Майнца впервые удалось непосредственно наблюдать 100% спиновую поляризацию соединения Гейслера.

Авторы назвали свою работу прорывом, который физики и химики во всем мире уже давно ожидали, и предсказали, что она будет играть ключевую роль в области информационных технологий в ближайшие годы. У такого утверждения есть основания, поскольку результаты эксперимента обеспечивают фундамент для будущего развития высокопроизводительных устройств спинтроники с использованием материалов Гейслера. Эти материалы могут найти применение, например, в читающих головках жестких дисков и энергонезависимых элементах хранения информации сверхмалых размеров, обеспечивающих очень высокую плотность записи.

Традиционная электроника основана на переносе электронами заряда. Но эти элементарные частицы обладают еще одним интересным свойством – спином. Спин представляет собой собственный момент импульса частицы. Хотя при объяснении сущности спина часто говорят о нем как о результате вращения частицы, объяснить его на основе механики невозможно. Это чисто квантовое явление. Для нас сейчас важно знать, что спин электрона имеет направление – спиновую поляризацию и порождает спиновый магнитный момент – собственное магнитное поле частицы. Последнее позволяет управлять направлением спина с помощью магнитного поля.   

Возможностью использования явлений, связанных со спином электронов, с 1980-х годов занимается спинтроника (спиновая электроника). В ее основе лежит открытое в 1988 году явление гигантского магнитосопротивления (ГМС), за которое в 2007 году была вручена Нобелевская премия. ГМС заключается в том, что сопротивление трехслойного металлического «сэндвича» из двух ферромагнетиков, между которыми расположен нанослой немагнитного металла (например, железо-хром-железо), сильно зависит от ориентации спинов электронов в ферромагнитных слоях. Если спины параллельны, то немагнитный материал (хром) хорошо пропускает ток, если антипараллельны, то его сопротивление резко возрастает. Аналогичная ситуация возникает, если вместо проводника средний слой изготовить из диэлектрика. Там зависящий от спина ток будет связан с туннельным эффектом, а соответствующее увеличение сопротивления получило название туннельное магнитное сопротивление (ТМС).

Таким образом, структуры с ГМС служат вентилями, которые легко управляются магнитным полем, и могут быть использованы в создании различных цифровых устройств. Эта технология сулит много преимуществ: миниатюризацию, увеличение быстродействия и экономичности устройств, в которых к тому же почти не выделяется тепло. Однако для ее воплощения необходимо иметь подходящие ферромагнитные материалы, работающие при комнатной температуре. Главное требование к ним – как можно большая поляризация электронов, то есть чтобы как можно больше электронов имело спин, ориентированный в заданном направлении. Именно поиском нужных материалов заняты физики и химики в последние два десятилетия.     

Среди основных кандидатов на эту роль – так называемые сплавы Гейслера (их называют еще компаундами Гейслера, от англ. compound – соединение). Сплав Гейслера – это соединение трех металлов с химической формулой X₂YZ, например, Co₂MnSi. Интересно, что подобное вещество может обладать свойствами, отличающимися от свойств, составляющих его элементов. Так, соединение трех немагнитных материалов может быть ферромагнетиком. Материалы Гейслера активно изучаются во всем мире, особенно в Японии, Германии и США. В немецком университете имени Иоганна Гутенберга (JGU) из города Майнц они являются основным предметом исследований.  

Физики из JGU доказали, что сплав Гейслера Co₂MnSi имеет необходимые электронные свойства, и смогли впервые осуществить экспериментальное доказательство его почти полной спиновой поляризации при комнатной температуре. «Этот класс материалов уже давно исследуется, и есть существенные теоретические разработки для необходимых электронных свойств соединений Гейслера, но ни один эксперимент ранее не смог подтвердить 100 процентную спиновую поляризацию при комнатной температуре», – пояснил основной автор исследования Мартин Джордан из JGU. Обнадеживающие результаты ранее были получены при очень низких температурах (-269 градусов Цельсия).     

Этот проект осуществлялся в сотрудничестве с теоретиками из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (LMU) и Института Макса Планка химической физики твердого тела (MPI-CPfS) в Дрездене. Результаты были недавно опубликованы в научном онлайн-журнале Nature Communications (M. Jourdan et al. Direct observation of half-metallicity in the Heusler compound Co₂MnSi. Nature Communications, 2014; 5 DOI: 10.1038/ncomms4974.)

«Это не просто прорыв в поиске новых материалов спинтроники, но и во взаимодействии между теорией и экспериментом», – отметил Джордан. «Мы смогли показать, что прекрасно подготовленные материалы на самом деле имеют свойства, которые были теоретически предсказаны» . 

Успешные эксперименты были основаны на подготовке образцов с максимальной точностью, обеспечивающей отсутствие повреждений в кристаллической структуре соединения Гейслера. Исследуемый образец представлял собой тонкую пленку, созданную в сверхвысоком вакууме по специально разработанной в JGU технологии. Спиновую поляризацию измеряли с помощью фотоэлектронной спектроскопии, результаты которой были объяснены в сотрудничестве с теоретиками LMU и MPI- CPfS как результат специальной комбинации объемных и поверхностных свойств соединения.

Источник

Этот снимок был сделан аппаратом Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) 9 ноября 1998 года с помощью ультрафиолетового телескопа, который показывает излучение атомов железа, «купающихся» в горячем газе, температура которого – около миллиона градусов Цельсия. 

На этом классическом снимке солнечной активности можно увидеть две полосы более яркого цвета, которые опоясывают Солнце на одной широте в каждом полушарии. 

Эти яркие петли и участки в видимом диапазоне ассоциируются с темными пятнами, которые мы называем «солнечными пятнами». Они появляются, когда петли магнетизма, становясь активными, поднимаются из глубин Солнца в атмосферу. 

Вначале цикла в высоких широтах появляются активные регионы. Это происходит сравнительно редко, и срок их «жизни» - несколько недель. По мере того, как цикл продвигается вперед, появляются новые активные регионы, часто более активные, на все более низких широтах. Многие из них по своим размерам превосходят Землю, и они могут существовать в течение нескольких месяцев. 

В обоих полушариях это происходит одновременно, и через приблизительно пять или шесть лет после начала цикла солнечные пятна достигают более низких широт, ближе к экватору. Это мы называем «солнечным максимумом». 

После этого количество пятен начинает уменьшаться, пока они не исчезают совсем, и цикл начинается снова. Ученые считают это одной из «вечных» загадок – почему это вообще происходит. Безусловно, это связано с тем, как Солнце в своих глубинах генерирует магнетизм, однако детали этого процесса до сих пор неизвестны. 

Однако, в последние годы Солнце изменило свое «классическое» поведение. Цикл, который проходит сейчас, задержался приблизительно на два года, и полушария «ведут себя» по-другому. Кроме того, на пике активности светило сравнительно спокойно. Ожидается, что следующий цикл будет таким же, а, возможно, даже более слабым, чем действующий. 

Источник

Гравитационное притяжение Земли настолько сильно, что оно создает небольшую выпуклость на поверхности Луны. Впервые ученым удалось увидеть это «вздутие» с орбиты с помощью спутников NASA.

Взаимное влияние притяжения Земли и Луны друг на друга так велико, что воздействует на оба небесных тела, в результате чего со временем их форма стала ближе к яйцеобразной, и острые концы их «смотрят» друг на друга.

На Земле это проявляется в виде течений: притяжение Луны оказывает сильное влияние на океаны Земли. 

А вот влияние притяжения Земли на Луну увидеть сложнее: оно выражается в виде небольшой выпуклости, - около 50 сантиметров, которая образуется на ближней к Земле стороне Луны. Интересно, что такая же выпуклость образуется и на дальней стороне спутника. 

Луна всегда повернута к Земле одной стороной, и эта выпуклость со временем сдвигается на несколько сантиметров, следуя за притяженем Земли подобно магниту.

Ученые наблюдали за этими изменениями с помощью спутника NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, который регистрирует высоту различных черт лунного рельефа, а так же еще одного аппарата NASA- Gravity Recovery and Interior Laboratory, - он занимается созданием карты гравитационного поля Луны. Спутники измерили высоту 350 000 различных точек на поверхности Луны, расположенных на обеих сторонах спурника. Над каждой точкой спутники проходили по нескольку раз, так что ученые могли сравнить ее высоту в разные моменты. Определяя, какие именно точки изменяли высоту, ученые смогли отследить лунные течения. 

Результаты этого орбитального исследования подтвердили верность расчетов, сделанных учеными ранее в результате наблюдений за Луной с Земли. 

Источник

Физики из США и Дании предложили создать глобальную сеть сверхточных атомных часов, использующих квантовую запутанность для повышения точности своей работы; свое исследование ученые опубликовали в журнале Nature Physics. 

Специалисты выдвинули идею оснастить географически удаленные атомные часы, объединенные в оптическую сеть, специальным протоколом, реализующим запутанных квантовые состояния между частицами атомных часов системы.

Работу системы координирует центральный узел, способный создавать специальные квантовые состояния с другими узлами. Материалы по теме 10:45 11 апреля 2014 Краткая история появления атомных приборов измерения времени Работа обычных атомных часов основана на постоянстве разности энергий между определенными атомными уровнями: электрон, переходя с одного уровня на другой, испускает фотон, частота которого строго фиксирована. Такие процессы могут носить периодический характер, что и используется в работе атомных часов. Атомные часы очень точные: ошибка современных водородных часов составляет около 45 наносекунд за 12 часов. Для реализации квантовой запутанности используется разнесенная на расстояние пара сцепленных (запутанных) подсистем (например, частиц). Подсистемы такой системы, согласно законам квантовой механики, сохраняют информацию о состоянии своего партнера даже при удалении друг от друга, так что изменение состояния одной подсистемы сказывается на состоянии другой подсистемы. Это сопровождается изменением определенных квантовых характеристик частиц, например, спиновых состояний. Явление запутанности носит существенно квантовый характер и не имеет классического аналога. Ведение квантовой запутанности позволяет увеличить точность атомных часов в сто и более раз; ошибка может составлять около одной секунды за 300 миллионов лет. Это позволит значительно улучшить точность измерения интервалов времени, географических координат и обеспечит высокую степень защиты передаваемой информации.

Источник

Мощные радиосигналы, которые генерирует Юпитер, могут быть использованы учеными для сканирования громадных спутников планеты на наличие океанов. Об этом говорят результаты последнего исследования, которое принято к публикации в журнале Icarus.

Астробиологи давно уже мечтают об исследованиях Европы, Ганимеда и Каллисто на предмет возможной пригодности для жизни. Одной из самых многообещающих техник исследования наличия океана под поверхностью Европы, например, считается проникающий сквозь лед радиолокатор, который мог бы искать границы между ледяной корой и скрытым океаном, а так же между этим океаном и ядром Европы. 

Для этого нужны низкочастотные сигналы, менее 30 мегагерц, при этом ученые считают, что наиболее целесообразно использовать волны декаметрового диапазона. 

Однако, существует проблема: мощные радио-всплески декаметрового диапазона, которые исходят от самого Юпитера. Общая мощность этих сигналов – в 3000 раз сильнее, чем любая утечка в Солнечную Систему от всей остальной галактики. 

Эти сигналы исходят от заряженных частиц, «пойманных» магнитным полем Юпитера. Для того, чтобы заглушить эти громкие радиосигналы Юпитера, миссии, которая будет заниматься зондированием его спутников, необходим относительно мощный передатчик, - довольно массивное устройство.

Теперь ученые предполагают, что вместо этого, для преодоления радиосигналов Юпитера, для сканирования его спутников можно использовать декаметровые волны, которые излучает сама планета, - то есть, недостаток обратить в преимущество. В результате, вместо передатчика достаточно будет лишь приемника. 

Ученые разработали стратегию, которая предполагает поместить космический аппарат между Юпитером и одним из его ледяных спутников. Затем зонд будет следить за декаметровым излучением Юпитера и за эхом этих сигналов, которое будет отражаться от поверхности спутника. 

Сравнивая сигналы Юпитера и эхо от спутника, ученые смогут определить толщину ледяной оболочки луны и глубину ее океана. 

Эта стратегия известна под названием интерферометрической рефлектометрии. Впервые ее применили ученые радиообсерватории Dover Heights неподалеку от Сиднея, Австралия, в 1940-х годах.

Источник

Космос – не пустое пространство. Ветер заряженных частиц дует с Солнца, иногда прорываясь через магнитное поле Земли. Ученые из Шведского Института Космической Физики (IRF) в Уппсале теперь знают ответ на один из вопросов о том, как это происходит. 

Когда сталкиваются две области плазмы и разнонаправленных магнитных полей, магнитные поля могут «перезамкнуться» таким образом, что топология магнитного поля изменится. Это магнитное перезамыкание может стать источником энергии, вызывающим извержения на поверхности Солнца, оно может изменить энергию солнечного ветра таким образом, что он вызовет полярное сияние. Это – одно из обстоятельств, которые препятствуют накоплению энергии в результате процессов в ядерных реакторах. 

Если две сталкивающихся области плазмы имеют одну плотность, температуру и силу (однако разное направление) магнитных полей, начинается симметричное перезамыкание. Ученые многое знают об этом процессе. 

Однако, на самом деле обычно две области плазмы имеют разные характеристики, например, когда солнечный ветер встречается с окружением вокруг Земли. Дэниел Грэхем (Daniel Graham) из IRF недавно опубликовал подробное исследование этого ассиметричного магнитного перезамыкания в журнале Physical Review Letters 112, 215004 (2014). В исследовании использованы данные спутников миссии Cluster Европейского Космического Агентства, которые летают в магнитном поле Земли. 

Источник

Ледяная поверхность гигантской луны Плутона – Харона – покрыта трещинами. Анализ этих трещин мог бы показать, являются ли внутренности Харона теплыми, возможно, достаточно теплыми для того, чтобы под поверхностью мог существовать океан жидкой воды. Об этом говорят результаты нового исследования, которое проводится при поддержке NASA. 

Расстояние от Плутона до Солнца в 29 раз больше, чем от Солнца до Луны. Установлено, что температура на его поверхности – около -229 градусов Цельсия, то есть там слишком холодно для того, чтобы на поверхности могла существовать вода в жидком виде. Спутники Плутона – такие же холодные. 

В 2015 году космический аппарат Nasa New Horizons (Новые Горизонты) станет первым, который отправится на Плутон и Харон, и проведет самые детализированные исследования этих объектов на сегодняшний день. 

Моделирование говорит о том, что в зависимости от толщины льда на поверхности Харона, структуры «внутренностей», развития его орбиты и того, как легко он деформируется, рисунок трещин на нем будет различным. Сравнивая результаты наблюдений миссии New Horizons с различными моделями, ученые смогут увидеть, какая из них ближе к истине и определить, мог ли в прошлом существовать океан под поверхностью Харона. 

Источник

Красные карлики составляют приблизительно 80 процентов всех звезд во Вселенной, однако их «обитаемая зона», - расстояние от звезды, где может существовать на поверхности планеты вода в жидком виде – место намного менее гостеприимное, чем могли рассчитывать ученые.

Исследование, опубликованное на прошлой неделе, показывает нам, что стандарты «обитаемости» могут быть намного более сложными, чем умеренные температуры на поверхности и большое количество воды в жидком виде. 

Из-за того, что красные карлики – это довольно тусклые и холодные звезды, планета, для того, чтобы получать достаточное количество энергии для развития жизни на ней, должна существовать в непосредственной близости от них. То есть, расстояние от планеты до звезды должно быть намного меньше, чем расстояние от Земли до Солнца, и даже чем от Меркурия до Солнца. То есть, планета будет подвергаться интенсивному воздействию звездного ветра – потока заряженных частиц, устремляющегося от звезды во всех направлениях. На близком расстоянии интенсивный звездный ветер может даже «срывать» атмосферы у планет, находящихся слишком близко, даже в том случае, если планеты обладают таким же сильным магнитным полем, как земное. 

Несмотря на то, что окружение на планетах Красного Карлика может быть совершенно неподходящим для существования человека, на них могли бы существовать такие организмы, как экстремофилы, возможно, не на поверхности планеты, а непосредственно под ней. 

Источник

Космическая обсерватория Гершель (Herschel Space Observatory) во время наблюдений за громадным облаком пыли и газа NGC 7538 обнаружила странное кольцо из пыльного вещества. В процессе наблюдений исследователи так же увидели 13 плотных скоплений вещества, которые могут впоследствии образовать звезды, которые относятся к крупнейшим и мощнейшим во Вселенной. 

Ведущим автором работы, опубликованной в Astrophysical Journal, является профессор астрономии Кассандра Фолшир (Cassandra Fallscheer). 

NGC 7538 – относительно близкий к нам объект, который находится на расстоянии 8 800 световых лет от Земли. Облако, масса которого составляет порядка 400 000 солнечных, проходит стадию интенсивного звездообразования. Астрономы изучают подобные «звездные ясли» для того, чтобы больше знать о том, как они формируются. А открытие загадочного кольца, в этом случае, было просто неожиданным бонусом. 

Прохладное, пыльное кольцо имеет овальную форму, протяженность его длинной оси около 35 световых лет, а короткой – около 25 световых лет. Фолшир и ее коллеги установили, что масса кольца – около 500 масс Солнца. Дополнительные наблюдения с помощью телескопа James Clerk Maxwell Telescope, расположенного в обсерватории Мануа Кеа на Гавайских Островах, помогли составить дополнительные характеристики кольца. Сильные ветры, источниками которых являются наиболее массивные звезды (звезды О-типа), могут создавать подобные структуры, однако, в центре этого кольца не было обнаружено энергетического источника или нейтронной звезды - останков звезды О-типа. Возможно, что большая звезда создала пузырь, и, так как все звезды находятся в движении, после этого покинула «место преступления», так и не будучи обнаруженной. 

Астрономы будут продолжать наблюдения за NGC 7358 с помощью других телескопов, и, возможно, это поможет им разгадать загадку пыльного кольца. 

Источник

Международная команда астрономов (в том числе голландские ученые из Университета Кронингена Питер Бартел (Peter Barthel) и Леон Купманс (Léon Koopmans)) сообщает об открытии уникального случая космической гравитационной линзы. С помощью нескольких телескопов на Земле и в космосе ученые показали, что отдаленная радиогалактика, действуя как космическая линза, искажает и увеличивает излучение еще более отдаленного загадочного темного объекта, таким образам, делая его видимым. 

Благодаря увеличению линзы, бледный объект на заднем фоне мы видим как подобную кольцу структуру вокруг линзирующей радиогалактики, которая находится перед ним. Этот снимок был сделан с помощью 10-метрового телескопа Keck на Гавайях.

Это исследование под руководством Мартина Хааса (Martin Haas) начиналось, как простые наблюдения телескопа за отдаленными радиогалактиками. Оно довольно быстро «выросло» в проект, в котором важные дополнительные наблюдения продемонстрировали уникальный характер этой космической линзы. 

Формально Космическая Обсерватория Herschel не открывала эту гравитационную линзу, однако именно благодаря телескопу Herschel ученым удалось измерить излучение дальней области инфракрасного спектра 3C 220.3, что, в свою очередь, навело их на мысли о происхождении этого излучения. Первоначальная цель, очень массивная радиогалактика, излучала слишком много инфракрасного света дальней области диапазона. Дополнительные наблюдения с помощью оптических и радиотелескопов позволили подтвердить эффект космической линзы, и далекий объект стал виден в дальней области ИК-излучения. 

Астрономам известно о феномене космических гравитационных линз еще с 1979 года. Расчеты, сделанные Эйнштейном в 1912 году, подтвердили существование таких космических линз. 

Гравитационные линзы позволяют астрономам исследовать свойства как очень отдаленной линзы, так и еще более отдаленного объекта, - галактики в процессе формирования. Моделирование геометрии ситуации линзирования, например, показало, что линзирующая галактика, в которой находится радио-источник, содержит неожиданно низкое количество загадочной темной материи, в сравнении с тем, что должно быть, согласно общепринятым моделям больших радиогалактик. 

Источник

Более 300 богатых жителей Китая, которые с энтузиазмом относятся к космосу и всему, что с ним связано, зарезервировали билеты по цене почти 100 000 долларов, которые дают возможность совершить космическое путешествие. Сообщение об этом появилось в пятницу. 

305 покупателей расхватали билеты на путешествие, которое предложила голландская компания Space Expedition Corp (SXC). Билеты продавались на сайте розничной торговли Taobao, - об этом сообщает официальное государственное издание China Daily.

Путешественники отправятся в космос на двухместном корабле и проведут там пять-шесть минут, получив возможность увидеть Землю с высоты и испытать невесомость. 

Стоимость одного билета составила 599 999 юаней (96 000 долларов США). Издание добавляет, что четверо из покупателей – жители города Ченгду, который находится на юго-западе Китая, а двое - из коммерческого центра Шанхая.

Страница Taobao, на которой можно было купить билеты, была доступна лишь 12 июня. Издание предоставляет и скриншот страницы, который доказывает, что покупки действительно были сделаны. 

Дата путешествия не указана. Несмотря на то, что интерес к космическому туризму в последние годы высок, пока нет частных компаний, которые на регулярной основе предоставляли бы услуги по космическому туризму. Вес участников не должен превышать 125 килограммов; перед полетом им придется пройти специальную подготовку.

Источник

Компания Boeing в понедельник, 9 июня представила публике полную версию модели частного «космического такси» CST-100. Презентация прошла на будущей строительной площадке Космического Центра Кеннеди, в модернизированном ангаре Orbiter Processing Facility-3 (OPF-3), который не так давно использовался для подготовки космических шаттлов NASA к полетам на МКС. 

После закрытия программы шаттлов, с июля 2011 года громадное помещение пустовало.

Диаметр космической капсулы – 4,56 метров. Внутри – пять кресел пилотов, люк и окна, а так же консоль контроля пилота с подсоединенными планшетами (предусмотрен беспроводной выход в интернет). Модель оснащена портом для стыковки с МКС, в ней предусмотрено достаточно пространства для хранения 220 килограммов груза, а так же телескопического оборудования, топлива и научных экспериментов, в зависимости от того, что будет требоваться для конкретного рейса. 

Boeing - одна из трех аэрокосмических компаний (наряду с SpaceX и Sierra Nevada Corp), которые при поддержке NASA занимаются созданием американского космического такси в рамках программы агентства Commercial Crew Program (CCP).

Boeing получил в рамках программы около 600 миллионов долларов США. 

Цель следующего этапа программы – создание пилотируемого космического аппарата, который смог бы до конца 2017 года состыковаться с Международной Космической Станцией. 

Источник