Новости науки

В понедельник американские астрономы готовятся объявить об открытии, за которое, если оно подтвердится, вполне может быть присуждена Нобелевская премия. Накануне Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, крупнейшая в мире астрофизическая организация, сообщил, что 17 марта «будет объявлено о крупном открытии». И хотя никаких подробностей открытия не сообщается, космологи, которые начали активно обсуждать предстоящее мероприятие, уверены –речь идет о долгожданном открытии гравитационных волн.

Гравитационные волны остаются последним неподтвержденным проявлением Общей теории относительности. Суть их состоит в возмущении гравитационного поля пространства («ряби пространства-времени»), порождаемом ускоренным движением массивных тел. Несмотря на то что есть косвенные подтверждения их существования, например сближение близких двойных звезд за счет излучения гравитационных волн, из-за чрезвычайной слабости они до сих пор не зарегистрированы напрямую.

Однако куда больше астрономы мечтают зафиксировать так называемые первичные гравитационные волны — отголоски Большого взрыва, которые, как считается, при рождении Вселенной должны были пронизать все пространство. В течение последних десятилетий астрофизики считали, что эта рябь внесла свои отпечатки в структуру Реликтового излучения — микроволнового фона, пронизывающего все пространство и имеющего температуру 2,7 кельвина.

Обнаружение первичных гравитационных волн станет мощным доказательством теории инфляции, описывающей процессы, происходившей в ранней Вселенной,

когда ее возраст составлял лишь 10^-34 секунды, а сама Вселенная стремительно расширялась.

«Если в понедельник они объявят о первичных гравитационных волнах, им сложно будет меня убедить. Но если у них будет надежное подтверждение… О, Иисус! Я буду гулять всю неделю! —сказала Хиранья Пейрис, космолог из Университетского колледжа Лондона. — Их называют Священным Граалем космологии. Это будет действительно великое открытие».

Судя по подробностям, которые удалось узнать «Газете.Ru», похоже, повод гулять у британского космолога все-таки будет.

Открытие было сделано на телескопе BICEP (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), который установлен на американской станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе. Задача телескопа – измерение поляризации микроволнового фона, параметра, в котором, как считают ученые, и «зашиты» едва уловимые отголоски Большого взрыва. Телескоп состоит из ста детекторов, которые сканируют небо на частотах 100 и 150 гигагерц с угловым разрешением 1,0° и 0,7°.

Ранее ученые видели так называемую Е-моду поляризации и никак не могли засечь B-моду, а именно она является признаком инфляции Вселенной и зависит от плотности гравитационных волн. Поиском этой моды на телескопе BICEP занимается группа ученых под руководством профессора Джона Ковака.

«Коллаборация сумела получить подтверждение теории инфляции по результатам наблюдения реликтового излучения и сделала это быстрее, чем крупная коллаборация телескопа Planck», — рассказал «Газете.Ru» источник, знакомый с результатами группы Ковака.

«Это не прямое наблюдение гравитационных волн, а косвенное. Существование гравитационных волн следует из наблюдения B-моды.

Но поскольку «гравитационные волны» звучит более интригующе, коллаборация и решила подавать свое открытие именно через гравитационные волны, а не через новое подтверждение теории инфляции», — добавил он.

Многие астрономы связывают свои надежды на открытие гравитационных волн экспериментом LISA, который, правда, планируется осуществить в 2034 году. Ученые NASA и Европейского космического агентства собираются запустить в космос гигантский интерферометр, чтобы напрямую засечь рябь пространства по сдвигу фазы лазерного луча.

Обнаружение же гравитационных волн через поляризацию микроволнового фона — чрезвычайно сложная задача. Это связано с тем, что фотоны реликтового излучения, достигающие Земли, на своем пути пролетают тысячи галактик и скопления галактик,

которые выступают огромными линзами и успевают заметно исказить это излучение.

«Это как смотреть на мир через стекло с пузырьками», — считает астроном Дункан Хансон из канадского Университета Макгилла. По его словам, искажения, вносимые далекими объектами, должны быть учтены весьма убедительно, чтобы кто-то мог заявить об открытии следов гравитационных вол. Достижение этой цели вполне может стать вершиной карьеры для ученого. «За открытие гравитационных волн могут дать «Нобеля». Да, я бы дал за это премию», — сказал он.

Источник

Мы живем в галактике Млечный Путь, которая состоит из 300 миллиардов звезд, планет, которые вращаются вокруг этих звезд, и облаков газа и пыли.

Несмотря на то, что давно было известно, что Млечный Путь и его компаньон – Андромеда, - являются доминирующими членами небольшой группы галактик – Местной Группы, - протяженность которой около 3 миллионов световых лет, намного меньше мы знаем о наших непосредственных соседях во Вселенной. 

Новый труд ученого Университета Физики и Астрономии Йорка Маршалла МакКолла (Marshall McCall), опубликованный в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, представляет собой карту ярких галактик, которые находятся на расстоянии до 35 миллионов световых лет от Земли.

"Все яркие галактики на расстоянии до 20 миллионов световых лет, в том числе наша, составляют своеобразный пласт, - «Местный Лист», или «Местную Группу», длина которой около 34 миллионов световых лет, а толщина – всего лишь около 1,5 миллиона световых лет. Млечный Путь и Андромеду окружают двенадцать больших галактик, которые собраны в кольцо, диаметр которого 24 миллиона световых лет, - этот «Совет Гигантов» определяет гравитацию Местной Группы, ограничивая ее уровень влияния", - говорит МакКолл, добавляя, что двенадцать из четырнадцати гигантов этого пласта, в том числе Млечный Путь и Андромеда, являются спиральными галактиками, с уплощенными дисками, в которых формируются звезды. Оставшиеся две – более «пышные» эллиптические галактики, в которых основная масса звезд сформировалась уже давно. Интересно, что эти две галактики находятся на противоположных концах «Совета». 

Кроме того, МакКолл установил, как именно вращаются галактики в «Совете». По его словам, вращаясь, галактика описывает небольшое кольцо на небе. Учёный подчёркивает, что это крайне неожиданно, и, вероятнее всего, обусловлено гравитационным взаимодействием непосредственно между нашей галактикой и Андромедой. Предполагается, что в далёком прошлом это гравитационное воздействие было намного больше, так как сама Вселенная была меньше, а расстояние между галактиками - в разы короче. 

Граница, определённая «Советом гигантов», заставила ученых проанализировать факторы, которые привели к образованию Млечного Пути. Самое важное, что для образования Местной группы в обязательном порядке было необходимо повышение плотности материи во Вселенной. Формирование «Местного листа» и «Совета гигантов», по мнению учёного, явно не обошлось без высокой концентрации темной материи в этой области космического пространства. МакКолл полагает, что именно темная материя выступила центром притяжения для обычной материи, из которой в последующем и образовались галактики

Источник

Телескоп VLT (Very Large Telescope/Очень большой телескоп) Европейской Южной Обсерватории обнаружил самую большую из известных желтых звезд, при этом она входит в десятку самых больших звезд, открытых на данный момент. Звезда HR 5171 A на 50% больше, чем знаменитый красный супергигант Бетельгейзе, и приблизительно в миллион раз ярче Солнца.

Диаметр этого супергиганта – более чем в 1300 раз больше диаметра Солнца, к тому же он является частью двойной звездной системы, в которой второй компонент находится очень близко.

Астрономы использовали технику, которая называется интерферометрия, для того, чтобы объединить данные многочисленных отдельных телескопов, составляющих громадный телескоп VLT.

Наблюдения, которые проводились в течение 60 лет, так же говорят о том, что этот объект очень быстро изменяется. 

Новые данные побудили их тщательно проверить прошлые наблюдения за звездой, которые проводились в течение более 60 лет, - для того, чтобы проверить, как она меняется с течением времени.

Желтые супергиганты очень редки, в нашей галактике известно лишь около дюжины таких звезд. Самый известный пример – Ро Кассиопеи (Rho Cassiopeiae). Они являются одними из самых ярких и больших известных звезд и находятся на той стадии эволюции, когда они нестабильны и быстро меняются. Из-за этой нестабильности желтые супергиганты отдают часть вещества в окружающее пространство, формируя, вокруг звезды расширенную атмосферу. 

Несмотря на расстояние – около 12 000 световых лет от Земли, этот объект можно увидеть невооруженным глазом. За последние 40 лет HR 5171 A значительно выросла в размерах, охлаждаясь по мере роста. Лишь несколько звезд удается «поймать» на этой стадии эволюции, обычно очень короткой, - их температура значительно меняется, так как они быстро эволюционируют.

Анализируя данные об изменяющейся яркости звезды и используя данные, полученные от других обсерваторий, астрономы подтвердили, что объект – затменно—двойная звездная система, в которой звезда меньшего размера делает полные оборот вокруг HR 5171 A каждые 1300 дней.

Источник

Новая статья, опубликованная в издании Astrophysical Journal Letters учеными Университета Маккуори, Австралийской Астрономической Обсерватории и Технологического Университета Суинберна, рассказывает об открытии самых отдаленных галактик, которые уже были «взрослыми» и массивными в ранний период развития Вселенной.

Ученые использовали снимки, сделанные в ближнем инфракрасном свете, для поиска галактик, в которых присутствует красный цвет, в молодой Вселенной. Характерные красные оттенки означают присутствие старых звезд и низкий уровень активного звездообразования. 

Команда определила местоположение 15 галактик на расстоянии в среднем около 12 миллиардов световых лет, - всего 1,6 миллиарда лет после Большого Взрыва. Эти галактики едва заметны в видимом спектре, их легко не заметить, однако на новых снимках, сделанных в ближнем инфракрасном диапазоне, их хорошо видно. Ученые даже установили, что в среднем каждая галактика на тот момент содержала около 100 миллиардов звезд. 

Это открытие поднимает новые вопросы: каким образом эти галактики так быстро сформировались и почему в них так рано прекратилось звездообразование. 

Галактики удалось обнаружить в результате 40 ночей наблюдений с помощью камеры FourStar на телескопе Magellan Baade в Чили. Эти данные ученые объединили с данными обзоров CANDELS и GOODS. Используя специальные фильтры, чтобы создать снимки, чувствительные к узкому диапазону инфракрасного спектра, ученые смогли высчитать точное расстояние до тысяч галактик и создать трехмерную карту молодой Вселенной.

Источник

Один из трёх стабильных изотопов кислорода 16О (Кислород-16), который относится к числу основных элементов жизни на Земле, образуется в ходе реакций в ядрах красных звезд-гигантов. Команда физиков из North Carolina State University продемонстрировала, как форма ядра этого элемента видоизменяется в зависимости от его состояния, при том, что спин (скорость вращения) и заряд остаются неизменными. Результаты этого исследования могут пролить свет на механизм образования кислорода.

Углерод и кислород образуются в результате сгорания гелия в красных гигантских звездах. Изотоп 12С (Углерод-12) образуется, когда три ядра 4He (Гелий-4) объединяются весьма специфическим образом. Этот процесс слияние ядер изотопа гелия в недрах звезд получил название тройная гелиевая реакция (тройной альфа-процесс). В рамках этого процесса 16О также объединяется с 12С и другими ядрами 4He.

Хотя физикам уже давно известно, из чего сделал 16О, они по сегодняшний день озадачены тем фактом, что и при первом, и при повторном переходе элемента в возбуждённое состояние, ему присущ нулевой спин и положительный заряд. Аналогичная ситуация наблюдается и с 12С – исследователи рассматривают основное, и, так называемое, «состояние Хойла». При комнатной температуре рассматривается лишь «основное состояние» Кислорода-16 в связи с очень низкой, в сравненными с ядерной реакцией, температурой. Переход 16О в возбуждённое состояние играет важную роль в процессе сжигания гелия внутри звезды.

По словам Dean Lee из North Carolina State University, который является соавтором статьи, посвящённой результатам исследования, ожидалось, что Кислород-16 будет характеризоваться нулевым спином и положительным зарядом, пребывая в своём «основном состоянии». Он отмечет, что для всей команды стало неожиданностью, когда после первого перехода в возбужденное состояние эти характеристики остались неизменными. Это вынудило команду физиков задаться вопросом, какова разница между этими двумя состояниями. С этой целью физики детализировано рассмотрели структуру восьми протонов и восьми нейтронов в 16О.

Lee вместе со своими коллегами Evgeny Epelbaum, Hermann Krebs, Timo Laehde и Ulf-G. Meissner ранее разработал метод для описания всех возможных способов, посредством которых протоны и нейтроны могут объединяться друг с другом внутри ядер таких изотопов, как 12С. Они использовали подход, получивший название «теория эффективного поля». Посредством комплексной числовой решётки исследователи смогли смоделировать процессы взаимодействия частиц и тем самым выявить структуру ядер.

В рамках исследования, эта же команда, к которой присоединился ещё физик Gautam Rupak, установила, что, невзирая на неизменность спина и заряда 16О как после первого перехода в возбуждённое состояние, так и после второго, структура ядра изотопа видоизменилась. В «основном состоянии» протоны и нейтроны расположены в тетраэдрических конфигурациях, представленных четырьмя альфа-кластерами, содержащими два нейтрона и два протона каждый. После первого перехода в возбуждённое состояние, альфа-кластеры характеризуются квадратной конфигурацией.

По словам Lee, процесс производства 12С и 16О по-прежнему таит в себе много загадок. Он отмечает, что благодаря моделированию решёток, учёные впервые смогли исследовать низкоэнергетическое состояние 16О.

Статья, посвящённая результатам исследования была опубликована 12 марта 2014 года в журнале «Physical Review Letters».

Источник

Учеными из Калифорнийского университета был создан новейший материал, магнитные свойства которого зависят очень сильно от уровня его температуры. Как сообщается, американские исследователи представили описание данного материала в городе Денвере (штат Колорадо, Соединенные Штаты Америки) во время проведения Американским физическим обществом очередной конференции.

В качестве основы необыкновенного материала выступают тонкопленочный никель и оксид ванадия. Как установили ранее авторы данного исследования, оксид ванадия при небольшой перемене температуры меняет собственные свойства проводимости. Если уровень температуры является низким, то он будет изолятором, а в случае нагревания до определенного порога, имеющийся оксид ванадия проявит свойства металла. По информации одного из ученых, исследовавших этот материал, экспериментаторы смогли управлять его свойствами, не применяя магнитное поле. В принципе, такое управление можно производить с помощью электрического тока либо напряжения. Однако, пока авторы данного исследования смогли изменять магнитные свойства этого материала, лишь облучая его  при помощи лазерного луча. При этом, в пределах температурного диапазона в двадцать градусов «степень сопротивляемости» магнитному полю этого материала изменялась почти в пять раз.

По словам авторов данного научного исследования, процесс изучения нового материала станет стимулировать создание магнитных носителей на принципиально новой основе. Кроме того, возможно, что в недалеком будущем любые электрические чайники из нержавеющей стали также станут содержать этот материал в своей системе управления. Помимо этого, на основе материала, который обладает такими свойствами, можно будет создавать трансформаторы, которые будут устойчивы к шоковым нагрузкам.

Источник

Вода в океанах превратилась в соляную кислоту после того, как с Землей столкнулся громадный астероид. Вследствие этого события вымерли все динозавры. Это предположение высказали ученые по результатам нового исследования. 

Восемьдесят процентов видов живых организмов на планете вымерло в конце Критского периода Мезозойской Эры, около 65,5 миллионов лет назад, в том числе большая часть морских обитателей верхних слоев океана, так же, как животные, которые жили в реках и озерах. Ученые считают, что все это произошло в результате столкновения с астероидом или кометой, в результате которого образовался кратер Чикшулуб (Chicxulub) на острове Юкатан. 

Новая модель катастрофы говорит о том, что это столкновение могло оказать влияние на атмосферу Земли: ее заполнил триоксид серы, или серный газ, который выделился в результате вызванных взрывом испарений богатых сульфатами морских камней – ангидритов. Оказавшись в воздухе, сера быстро превратилась в серную кислоту, в результате чего в течение нескольких дней после столкновения шли обильные кислотные дожди. Работа, в которой описывается данное исследование и его результаты, была опубликована 9 марта в журнале Nature Geoscience.

Эта модель помогает объяснить, почему большая часть морских обитателей, которые жили в глубинах моря, выжила, а те, кто жил выше, исчезли после этого столкновения. Сильные кислотные ливни заполнили серной кислотой лишь верхние слои океана. Эта модель объясняет и еще одну загадку: так называемый папоротниковый пик, который случился сразу после столкновения. Папоротники – единственные растения, которые могут расти в земле, пропитанной кислой водой.

Источник

Глорию - похожее на радугу оптическое явление - впервые удалось сфотографировать на другой планете, в атмосфере нашей соседки, Венеры. Это сделал космический орбитальный зонд Венеры Venus Express.

Радуги и глории мы видим, когда солнечный свет светит на облачные капли. Если радуга растягивается аркой по небу, то глории проявляются, как разноцветные круги вокруг яркого ядра. 

Глорию можно увидеть лишь тогда, когда наблюдатель находится на прямой линии между Солнцем и облачными частицами, которые отражают солнечный свет. На Земле их можно видеть довольно часто невооруженным глазом из самолета, или тогда, когда наблюдатель смотрит вниз на туман или водный пар, например, взбираясь на гору. 

На Земле для радуги нужны лишь солнечный свет и капли воды. На Венере эти капли представляют собой серную кислоту.

Ученые увидели эту глорию не случайно: они провели необходимые расчеты для того, чтобы сделать снимок облаков в тот момент, когда Солнце находилось прямо за космическим аппаратом Venus Express. Ученые надеялись, что им удастся сфотографировать глорию для того, чтобы узнать важные характеристики облачных капель. 

И вот, наконец, они добились успеха. Глория, которая изображена на этом снимке, была видна на вершинах облаков Венеры, на расстоянии около 70 км от поверхности планеты, 24 июля 2011 года. 

Ширина глории была 1200 км, если смотреть от космического аппарата, который находился на расстоянии 6 000 км. 

Ученые благодаря этим снимкам установили, что диаметр облачных частиц около 1,2 микрометра, приблизительно в 50 раз меньше поперечного среза человеческого волоса. Разница в яркости колец этой глории отличается от той, что должна была бы быть, если бы облака состояли лишь их серной кислоты и воды; то есть, в составе облаков могут присутствовать и другие вещества. 

Есть предположение, что причина этого - “поглотитель ультрафиолета”, - неизвестный атмосферный компонент, из-за которого и появились загадочные темные отметины, которые видны на вершинах облаков Венеры в ультрафиолетовом свете. Для того, чтобы сделать окончательный вывод, нужны дальнейшие исследования. 

Ученые надеются, что смогут увидеть радугу, - и, возможно, даже глорию, - на Титане, - так как атмосфера этой луны Сатурна, предположительно, наполнена облачными каплями метана.

Источник

Ученые давно обратили внимание на то, что массовые вымирания животных в результате падений метеоритов или природных катаклизмов случаются с определенной периодичностью. Вполне возможно, что причина этих явлений в движении Солнечной системы через тонкий диск темной материи, находящийся в центре Галактики.

Сгусток вещества приводит к столкновениям космических тел, оказывая на них гравитационное воздействие. По предположениям ученых, в прошлом такой диск мог вызвать падение огромного метеорита на поверхность нашей планеты, погубив таким образом динозавров.

В основе модели лежит гипотетическая форма темной материи, описанная двумя американскими физиками-теоретиками. Косвенные свидетельства существования подобного диска дают астрономические наблюдения, но прямых доказательств пока нет. Также пока неизвестно существуют ли частицы темной материи.

В течение долгого времени ученые считали, что причина периодических бомбардировок нашей планеты, происходящих раз в 26-35 миллионов лет, может быть в еще не обнаруженной звезде-компаньоне нашего Солнца – Немезиде.

Предполагается, что за границами Солнечной системы находится звезда-карлик, которая вращается вокруг Солнца. Из-за непосредственной близости к гипотетическому облаку Оорта, в котором находится множество космических глыб, некоторые кометы и астероиды притягиваются внутрь планетарной системы, сталкиваясь с Землей, спутниками и другими планетами.

По словам авторов нового исследования, Мэтью Риса и Лизы Рэндолл из Гарвардского университета, у цикличности массовых вымираний животных может быть связь со смещениями Солнечной системы, находящейся в Млечном Пути. Наше Солнце и планеты перемещаются по спирали вокруг галактического центра, колеблясь вверх и вниз, периодически проходя через центральную плоскость системы звезд.

По мнению физиков, эта плоскость может содержать некий тончайший диск из темной материи, через который периодически проходит Солнечная система. В результате, гравитационный толчок выталкивает астероиды и кометы из облака Оорты в сторону Солнца и Земли.

Темная материя, в традиционном представлении, не может образовать плоский диск. Поэтому Рис и Рэндолл предложили модель «диссипативной темной материи», которая, к слову, подтверждается данными некоторых астрономических наблюдений.

Ученые подсчитали, что диск, состоящий из темной материи, имеет толщину порядка 35 световых лет, а его плотность – примерно одна солнечная масса на квадратный солнечный год. Обладая такими характеристиками, этот сгусток может вытолкнуть небольшие космические объекты с их первоначальных орбит, бомбардируя ими планеты Солнечной системы каждые 35 миллионов лет.

Для проверки своей гипотезы физики создали компьютерную модель для анализа земных кратеров возрастом менее 250 миллионов лет и диаметром не менее 20 километров. В результате оказалось, что правдоподобность модели в три раза выше вероятности случайных бомбардировок из космоса. Пока ученые не могут опровергнуть или подтвердить предположения гарвардских специалистов. Однако в декабре 2013 года состоялся запуск космического телескопа «Гайя», который займется исследованием просторов Млечного Пути. Вполне возможно, что он сможет найти доказательства данной гипотезы.

Источник

Телескоп VLT (Very Large Telescope/Очень большой телескоп) Европейской Южной Обсерватории обнаружил самую большую из известных желтых звезд, при этом она входит в десятку самых больших звезд, открытых на данный момент. Звезда HR 5171 A на 50% больше, чем знаменитый красный супергигант Бетельгейзе, и приблизительно в миллион раз ярче Солнца.

Диаметр этого супергиганта – более чем в 1300 раз больше диаметра Солнца, к тому же он является частью двойной звездной системы, в которой второй компонент находится очень близко.

Астрономы использовали технику, которая называется интерферометрия, для того, чтобы объединить данные многочисленных отдельных телескопов, составляющих громадный телескоп VLT.

Наблюдения, которые проводились в течение 60 лет, так же говорят о том, что этот объект очень быстро изменяется. 

Новые данные побудили их тщательно проверить прошлые наблюдения за звездой, которые проводились в течение более 60 лет, - для того, чтобы проверить, как она меняется с течением времени.

Желтые супергиганты очень редки, в нашей галактике известно лишь около дюжины таких звезд. Самый известный пример – Ро Кассиопеи (Rho Cassiopeiae). Они являются одними из самых ярких и больших известных звезд и находятся на той стадии эволюции, когда они нестабильны и быстро меняются. Из-за этой нестабильности желтые супергиганты отдают часть вещества в окружающее пространство, формируя, вокруг звезды расширенную атмосферу. 

Несмотря на расстояние – около 12 000 световых лет от Земли, этот объект можно увидеть невооруженным глазом. За последние 40 лет HR 5171 A значительно выросла в размерах, охлаждаясь по мере роста. Лишь несколько звезд удается «поймать» на этой стадии эволюции, обычно очень короткой, - их температура значительно меняется, так как они быстро эволюционируют.

Анализируя данные об изменяющейся яркости звезды и используя данные, полученные от других обсерваторий, астрономы подтвердили, что объект – затменно—двойная звездная система, в которой звезда меньшего размера делает полные оборот вокруг HR 5171 A каждые 1300 дней.

Источник

Вода в океанах превратилась в соляную кислоту после того, как с Землей столкнулся громадный астероид. Вследствие этого события вымерли все динозавры. Это предположение высказали ученые по результатам нового исследования. 

Восемьдесят процентов видов живых организмов на планете вымерло в конце Критского периода Мезозойской Эры, около 65,5 миллионов лет назад, в том числе большая часть морских обитателей верхних слоев океана, так же, как животные, которые жили в реках и озерах. Ученые считают, что все это произошло в результате столкновения с астероидом или кометой, в результате которого образовался кратер Чикшулуб (Chicxulub) на острове Юкатан. 

Новая модель катастрофы говорит о том, что это столкновение могло оказать влияние на атмосферу Земли: ее заполнил триоксид серы, или серный газ, который выделился в результате вызванных взрывом испарений богатых сульфатами морских камней – ангидритов. Оказавшись в воздухе, сера быстро превратилась в серную кислоту, в результате чего в течение нескольких дней после столкновения шли обильные кислотные дожди. Работа, в которой описывается данное исследование и его результаты, была опубликована 9 марта в журнале Nature Geoscience.

Эта модель помогает объяснить, почему большая часть морских обитателей, которые жили в глубинах моря, выжила, а те, кто жил выше, исчезли после этого столкновения. Сильные кислотные ливни заполнили серной кислотой лишь верхние слои океана. Эта модель объясняет и еще одну загадку: так называемый папоротниковый пик, который случился сразу после столкновения. Папоротники – единственные растения, которые могут расти в земле, пропитанной кислой водой.

Источник

Магнитное поле Земли является одним из самых удивительных и загадочных явлений природы. Благодаря наличию магнитного поля смертоносная космическая радиация не проникает к поверхности нашей планеты, защищая все живое. Проведенные исследования показали, что в геологической истории нашей планеты было несколько смен магнитных полюсов, то есть Северный магнитный полюс и Южный магнитный полюс (не путать с географическими) менялись между собой местами.

Французские специалисты из Научного центра климата и окружающей среды предполагают, что примерно через 1500 лет может произойти очередная смена магнитных полюсов нашей планеты.

Пока процесс смены магнитных полюсов недостаточно хорошо изучен учеными, которые не могут с достаточной степенью достоверности предположить временной промежуток, когда полюса будут меняться местами, а также насколько уменьшится магнитное поле нашей планеты в процессе инверсии магнитных полюсов.

Ученые попытались в лабораторных условиях смоделировать процесс инверсии магнитных земных полюсов, чтобы получить ответы на свои вопросы. Ученые создали схему, из которой следует, что между двумя сдвигами магнитное поле восстанавливалось весьма быстро до нормальной интенсивности.

Согласно статистическим данным, в данный момент магнитное поле Земли убывает катастрофически быстро — порядка 5% за столетие.  По мере изменения полярности поле ослабевает, в результате чего усиливается воздействия космической радиации, что может приводить к увеличению генетических мутаций, а также к запуски химических реакций, которые приведут к формированию оксида азота, разрушающего озоновый слой нашей планеты.

В результате изучения морских отложений и полярных ледников ученые выяснили, что такие изотопы, как бериллий-10 и хлор-36 из-за изменения интенсивности воздействия космического излучения, проникающего в верхние слои атмосферы, подвергались значительным колебаниям.

Источник

Группа астрономов из Канады и США с помощью телескопа ALMA изучала связь между светящимися звездами О-типа и близлежащими протозвездами в Туманности Орион. Они выяснили, что протозвезды, которые находятся на расстоянии около 0,1 светового года (приблизительно 965 миллиардов километров) от звезд О-типа, зачастую лишаются своих оболочек из пыли и газа всего через несколько миллионов лет, намного быстрее, чем могут сформироваться планеты. 

«Звезды О-типа, которые намного больше нашего Солнца, выделяют невероятное количество ультрафиолетового излучения, и это может оказывать губительное влияние на молодые планетные системы», - отмечает Рита Манн (Rita Mann), участник исследования и ведущий автор статьи, опубликованной в журнале Astrophysical Journal. 

Многие, если не все звезды солнечного типа рождаются в густонаселенных звездных яслях, таких же, как Туманность Орион. Всего через несколько миллионов лет частицы пыли и скопления газа «собираются» и формируют космические тела большего размера и плотности. Если эти системы оставить в относительном спокойствии, они в конце концов разовьются в полноценные звездные системы, с маленькими и большими планетами.

Астрономы считают, что массивные звезды с коротким жизненным циклом в межзвездных облаках и вокруг них влияют на этот процесс звездообразования. В конце своего жизненного цикла массивные звезды взрываются как сверхновые, «засевая» окружающее пространство пылью и тяжелыми элементами, которые будут подхвачены следующим поколением звезд. Эти взрывы, кроме того, служат толчком, необходимым для того, чтобы инициировать новый круг звездной и планетной формации. Однако, во время своей жизни, эти огромные звезды могут оказывать негативное влияние на образование планет в зарождающихся системах типа Солнечной, которые находятся слишком близко к ним. 

Наблюдения, которые проводились чуть раньше с помощью космического телескопа Hubble (Хаббл), позволили обнаружить протопланетные диски, которые приняли форму слезинок, пыль и газ из них уходят. Однако, эти оптические снимки ничего не говорили о количестве пыли, или о том, как изменилась концентрация газа и пыли в отношении массивных звезд. 

Новые наблюдения с помощью ALMA помогли обнаружить эти и другие, ранее неизвестные протопланетные диски и заглянуть внутрь, за пределы их поверхности, чтобы таким образом измерить, какова была их масса. 

Объединив эти данные с прошлыми наблюдениями Субмиллиметровой Решетки на Гавайях, ученые обнаружили, что любая протозвезда, которая находится в пределах крайней ультрафиолетовой оболочки массивной звезды, через очень короткое время потеряет большую часть вещества своего диска. Масса протопланетных дисков в этих близлежащих регионах равна в лучшем случае половине массы, необходимой для формирования одной планеты размером с Юпитер. За пределами радиуса 0,1 световой год ученые нашли протопланетные диски, масса которых равна или до 80 раз больше массы, необходимой для формирования планеты типа Юпитера.

Источник

Стандартная модель физики элементарных частиц предполагает равенство и противоположность материи и антиматерии – во всем. Однако наблюдаемая нами часть Вселенной почти вся состоит из материи. Эта асимметрия остается одной из величайших нераскрытых тайн физики.

Но в поиске различий между материей и антиматерией только что взят новый рубеж: Ясунори Ямадзаки (Yasunori Yamazaki) и его коллеги из лаборатории атомной физики университета RIKEN (Токио) впервые создали стабильный луч атомов антиводорода.

Водород содержит положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон. Электрон может занимать два слегка отличных друг от друга основных состояния, в зависимости от того, как его спин соотносится со спином протона (так называемое сверхтонкое расщепление).

Антиводород же состоит из отрицательно заряженного антипротона и положительно заряженного антиэлектрона (или позитрона). Оно из основных положений стандартной модели (СРТ-инвариантность/симметрия) гласит, что антиводород должен демонстрировать точно такое же сверхтонкое расщепление, что и водород. «Если оно отличается, мы можем немедленно заключить, что СРТ-симметрия нарушена, и стандартную модель нужно заменить на иную теорию», - говорит Ямадзаки.

Измерение сверхтонкого расщепления антиводорода – чрезвычайно сложная задача. Поскольку при контакте с обычной материей антиматерия немедленно аннигилируется, ученые ловят ее с помощью магнитных полей. Однако те могут менять энергию сверхтонкого перехода, что уменьшает точность измерений. Чтобы избежать этого, Ямадзаки и его коллеги, участвующие в ЦЕРН’овском эксперименте ASACUSA (Atomic Spectroscopy and Collisions Using Slow Antiprotons, спектроскопия и столкновение атомов с помощью медленных антипротонов) создали луч атомов антиводорода, которые можно детектировать на расстоянии, вдали от искажающих магнитных полей.

Луч антиводорода получается из смеси антипротонов и позитронов в специальной конфигурации магнитных и электрических полей – заостренной ловушки (cusp trap). Атомы антиводорода убегают из ловушки в виде луча и могут быть «увидены» на расстоянии 2,7 метра. Однако для измерения сверхтонкого расщепления понадобятся атомы антиводорода более низких энергий. «Наша следующая цель – создать “холодный” луч атомов антиводорода в основном состоянии», - говорит Ямадзаки.

Эксперимент со сверхтонким расщеплением потребует возбуждения атомов антиводорода с помощью радиоволн частотой 1,4 гигагерц, которые вызывают спонтанный переход с одной ориентации спинов на другую. Исследователи надеются, что эти революционные эксперименты можно будет провести к концу 2014 года.

Источник

В то время, как в южном полушарии Марса наступает зима, в северном полушарии планеты начинается весна и «самые северные» песчаные дюны начинают проявляться из-под тающего льда, состоящего из сухого диоксида углерода.

На этом потрясающем снимке, сделанном 16 января с орбиты камерой HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment /научный эксперимент по съемке с высоким разрешением), установленной на борту Марсианского Исследовательского Орбитального зонда MRO, покрытую ледяной коркой поверхность Красной Планеты можно рассмотреть в мельчайших деталях. 

На полюсах Марса температура зимой падает до -153 градусов Цельсия, и диоксид углерода, который содержится в разреженной атмосфере Марса, замерзает и формирует ледяную корку ( мы называем замороженный диоксид углерода «сухой лед»). Однако, по мере того, как солнце поднимается все выше и выше над линией горизонта весной, слабого солнечного света становится достаточно для того, чтобы лед начал таять и сублимировать обратно в атмосферу. 

Это – ежегодный марсианский цикл, и HiRISE следит за изменением поверхности Красной Планеты, чтобы лучше понимать, как влияет на эти изменения смена времен года. В данном конкретном случае, яркий слой льда отступает, обнажая темно-ржавые оттенки марсианского реголита на той стороне дюн, которая обращена к югу. 

Пятнистые темные области – это места, где песок был сдвинут с места вследствие сублимации льда: это вызвало своеобразные миниатюрные «сходы лавин» вещества вниз по склонам.

Источник

После поисков миллионов объектов на нашем небе, широкоугольный инфракрасный обзорный исследователь NASA – WISE, не нашел никаких доказательств присутствия в нашей Солнечной Системе гипотетического небесного объекта, который называют «Планета Х», «Немезида» или «Тихе». 

Некоторые ученые выдвинули теорию о существовании этого большого, однако невидимого небесного объекта, который, по предположениям, должен находиться где-то за орбитой Плутона. 

Последнее исследование, во время которого WISE просканировал все небо в инфракрасном свете, не обнаружило присутствия объекта размера Сатурна (или больше) на расстоянии 10 000 астрономических единиц (АЕ), или объекта больше, чем Юпитер, на расстоянии 26 000 астрономических единиц от Плутона. Земля находится на расстоянии 1 АЕ, а Плутон – на расстоянии 40 АЕ от Солнца. 

Однако, ученые не остались с пустыми руками. В результате второго исследования, которое было сконцентрировано на объектах, которые находятся непосредственно за пределами Солнечной Системы, исследователи обнаружили несколько тысяч новых резидентов - 3525 звезд и коричневых карликов на расстоянии в пределах 500 световых лет от Солнца. 

Миссия WISE работала с 2010 до начала 2011 года, за этот период было проведено два полных небесных обзора, перерыв между которыми составил около шести месяцев. Во время обзора были сделаны снимки почти 750 миллионов астероидов, звезд и галактик. В 2013 году NASA опубликовало данные программы AllWISE, которая теперь дает возможность астрономам сравнивать два небесных обзора для того, чтобы таким образом следить за движущимися объектами.

Источник

Ученые обнаружили кратер, из которого появились почти все марсианские метеориты, которые были найдены на Земле. Исследователи считают, что источником шерготтитов (семейства метеоритов, которое составляет около 75 процентов из приблизительно 150 известных марсианских метеоритов) является находящийся на экваторе Красной Планеты кратер Mojave, диаметр которого 55 километров. 

Кратер расположен в направлении к северо-востоку от Meridian Planum, где в январе 2004 года приземлился марсоход NASA Opportunity (Оппортьюнити).

Знания о том, откуда пришли метеориты, помогут ученым восстановить историю и эволюцию Марса, - планеты, больше всего похожей на Землю в Солнечной Системе. 

Ученые решили, что кратер Mojave является источником метеоритов, по нескольким причинам. Во-первых, его большой размер означает, что он появился в результате столкновения, достаточно мощного для того, чтобы осколки в результате могли отлететь в космос. Судя по внешнему виду, метеориты провели в космосе, где подвергались воздействию космических лучей, чуть меньше 5 миллионов лет, после чего достигли Земли. 

Во-вторых, кратер Mojave – относительно молодой, сформировавшийся благодаря столкновению, которое произошло меньше 5 миллионов лет назад на рельефе, возраст которого был около 4,3 миллиардов лет. 

В-третьих, химический анализ кратера, проведенный на основании данных, собранных приборами на борту спутников Mars Express и Mars Reconnaissance Orbiter. Ученые нашли в кратере и вокруг него пироксен и оливин, - два минерала, которые обычно присутствуют в марсианских метеоритах.

Источник

Астрономы с помощью рентген-обсерватории Chandra и космического телескопа XMM смогли измерить скорость вращения сверхмассивной черной дыры, расположенной на расстоянии около 6 миллиардов световых лет от нас. 

Черные дыры разделяются по двум простым характеристикам: масса и скорость вращения вокруг собственной оси. Ученые уже давно научились измерять массу черных дыр, однако определить скорость вращения – более трудная задача. 

Рубенс Райс (Rubens Reis) из Университета Мичигана, который руководил исследованием, и его коллеги определили скорость вращения сверхмассивной черной дыры, которая поглощала окружающий газ, образуя очень яркий квазар - RX J1131-1231 (сокращенно RX J1131). Рентген-спектр этого квазара удалось исследовать достаточно подробно благодаря эффекту гравитационного линзирования. 

Рентген-лучи выделяются, когда вращающийся аккреционный диск газа и пыли, который окружает черную дыру, создает облако, или корону, вокруг черной дыры. Рентген-лучи этой короны отражают внутренний край аккреционного диска. Силы притяжения рядом с черной дырой изменяют отраженный рентген-свет. Чем сильнее изменения спектра, тем ближе должен быть внутренний край диска к черной дыре.

Вращающаяся черная дыра притягивает пространство вокруг нее и позволяет веществу вращаться ближе к черной дыре, чем это возможно в случае с черной дырой, которая не вращается вокруг собственной оси.

Измеряя скорость вращения отдаленных черных дыр, ученые пытаются узнать больше о том, как эти объекты растут с течением времени. Если черные дыры растут главным образом благодаря столкновениям и слияниям между галактиками, они должны собирать вещество в стабильный диск, и постоянные поставки нового вещества из диска приводят к тому, что черные дыры начинают быстро вращаться. И наоборот, если черные дыры растут благодаря множеству небольших эпизодов аккреции, они будут собирать вещество из случайных направлений, поэтому черная дыра будет вращаться медленнее. 

Открытие того, что черная дыра в RX J1131 вращается со скоростью большей, чем половина скорости света, позволяет предположить, что эта черная дыра, обнаруженная на расстоянии около 6 миллиардов световых лет, и образовавшаяся приблизительно через 7,7 миллиардов лет после Большого Взрыва, скорее выросла благодаря слияниям, а не благодаря притягиванию вещества из разных направлений.

Источник

Фото: science.mit.edu

Ученые Массачусетского технологического института и NASA открыли, что магнитосфера нашей планеты реагирует образованием плазменных потоков на вспышки солнечной активности.
 
По утверждению физиков, плазменные потоки снижают влияние солнечного ветра на ионосферу планеты.

Подробные данные исследования можно найти на страницах журнала Science, а тезисно работа изложена на сайте MIT.
 
Выводы физиков были основаны на сопоставлении измерений магнитного поля, как с нашей планеты, так и из космоса. Наблюдения с Земли проводились при помощи тысячи GPS ресиверов. Основываясь на некоторых искажениях в их данных, исследователи могли просчитать концентрацию заряженных частиц в атмосфере.
 
Наземные измерения, которые осуществлялись в начале минувшего года, удалось дополнить проведенными американским аппаратом THEMIS наблюдениями из космоса.
 
Как сообщает «Лента.ру», ходе январской вспышки активности Солнца был обнаружен 100-кратный избыток электронов в магнитосфере.
 
По утверждению физиков, данные заряженные частицы выступают в роли буфера, изолирующего в некоторой степени магнитное поле нашей планеты от магнитной активности на Солнце.

Источник