Новости науки

Не все звезды в нашей Вселенной похожи на Солнце, поэтому не все планетные системы можно изучать, исходя из допущений, верных лишь для системы нашей звезды. В новом исследовании, проведенной командой исследователей под руководством Эндрю Линковски (Andrew Lincowski), докторанта Вашингтонского университета, США, представлены новые климатические модели для семи планет, движущихся вокруг звезды TRAPPIST-1.

Эта работа также поможет астрономам более эффективно изучать планеты, обращающиеся вокруг других звезд, непохожих на наше Солнце, и более эффективно использовать ограниченные и весьма дорогостоящие ресурсы космического телескопа James Webb («Джеймс Уэбб»), запуск которого по информации, доступной на сегодняшний день, намечен на 2021 г.

Согласно находкам команды Линковски, все семь планет, обращающихся вокруг звезды TRAPPIST-1, эволюционировали по типу Венеры – то есть, на ранних этапах их существования на поверхностях планет находилась вода, которая впоследствии испарилась, и теперь планеты оказались окружены плотной, непригодной для существования жизненных форм атмосферой. Лишь одна из планет, TRAPPIST-1 e, может представлять собой подобную Земле планету, поверхность которой покрыта глобальным океаном – и эта планета может представлять интерес для более глубокого изучения с точки зрения определения возможной обитаемости, пояснили исследователи.

Построенные командой Линковски модели климата экзопланет системы TRAPPIST-1 позволяют сформировать искусственные спектры атмосферных газов, соответствующие тому или иному составу атмосферы, которые затем можно будет сравнить со спектрами атмосфер этих планет, наблюдаемыми при помощи строящейся в настоящее время космической обсерватории НАСА James Webb, пояснили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

Источник

В проведенном недавно исследовании приводятся новые доказательства в пользу гипотезы, согласно которой необычные желоба, наблюдаемые на поверхности спутника Марса Фобоса, были вырезаны на поверхности катящимися камнями, сформировавшимися при древнем столкновении с поверхностью спутника астероида.

«Эти желоба являются характерной «отличительной чертой» Фобоса, и их происхождение является предметом дискуссий ученых уже на протяжении 40 лет, - рассказал Кен Рэмсли (Ken Ramsley), планетолог из Брауновского университета, США, и главный автор новой научной работы. – Мы думаем, что наше новое исследование поможет найти объяснение».

Желоба, покрывающие собой большую часть поверхности Фобоса, были впервые замечены в 1970-е гг. при помощи миссий НАСА Mariner и Viking. На протяжении многих лет ученые предлагали различные версии происхождения этих структур. Некоторые исследователи считали, что желоба являются результатом попадания на поверхность Фобоса осколков столкновений небесных тел с поверхностью Марса. Другие считали, что гравитация Марса медленно разрывает Фобос на части, и наблюдаемые желоба являются трещинами, предвещающими окончательный разрыв.

Однако другие ученые считают, что желоба на поверхности Фобоса связаны с кратером Стикни, представляющим собой ударную воронку на поверхности спутника Марса. Согласно этой версии, осколки астероида после столкновения катились по поверхности Фобоса, вырезая на ней длинные желоба. Основные проблемы этой гипотезы состоят в том, что не все желоба на поверхности Фобоса ориентированы радиально по отношению к кратеру Стикни, кроме того, на поверхности Фобоса имеется обширная «мертвая зона», наличие которой до сих пор не получило объяснения в рамках этой версии. Вдобавок, некоторые желоба накладываются один на другой – чего не наблюдалось бы в том случае, если все катящиеся по поверхности Фобоса камни произошли в результате одного столкновения.

В своей новой работе Рэмсли вместе с коллегами показывает, что все описанные «несостыковки» получают объяснение при подробном компьютерном моделировании процесса столкновения, сформировавшего кратер Стикни. Ввиду слабой гравитации Фобоса часть катящихся по его поверхности камней, образовавшихся при столкновении с астероидом, полностью обогнула одно полушарие астероида и прокатилась далее по уже сформированным другими камнями желобам – в результате чего произошло наложение, а ориентация желобов оказалась измененной по отношению к кратеру Стикни. Наличие мертвой зоны объясняется тем, что перед ней на пути валунов имеется небольшая возвышенность поверхности, и катящиеся камни попросту «перепрыгнули» эту зону, объясняет Рэмсли.

Исследование опубликовано в журнале Planetary and Space Science.

Источник

Забудьте о «спутниках-пастухах». Гравитация и необычная форма астероида Харикло и карликовой планеты Хаумеа – малых объектов, расположенных глубоко в Солнечной системе – могут отвечать за формирование и поддержание существования их собственных колец, согласно новому исследованию.

«Нам давно известны кольца вокруг Сатурна, Юпитера, Нептуна и Урана, однако в последние годы учеными были обнаружены кольца вокруг Харикло и Хаумеа – ставших первыми малыми объектами, вокруг которых были открыты кольца. Теперь мы считаем, что кольца вокруг небесных тел могут встречаться в Солнечной системе чаще, чем мы предполагали, - рассказала Мэриэм эль Мутамид (Maryame El Moutamid), научный сотрудник Центра астрофизики и наук о планетах Корнелл.ского университета, США, и автор нового исследования. – В случае малых тел, таких как Харикло и Хаумеа, «пастухом» для колец выступает гравитация. Кольца удерживаются гравитацией из-за неправильной формы этих тел».

До настоящего времени в научной литературе считалось, что гравитационное влияние «спутников-пастухов», движущихся вокруг планет, является основной силой, удерживающей кольца планет от их рассеяния в космосе. Однако в этой новой работе показано, что топографическая аномалия на поверхности объекта, такая как высокая гора на поверхности Харикло, может выполнять роль гравитационного «пастуха», аналогичного спутнику-пастуху, при удерживании отдельных частиц в составе колец, пояснила Эль Мутамид.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Источник

Исследователи из Нью-Гемпширского университета, США, впервые обнаружили с трудом поддающееся наблюдениям одиночное событие, включающее «пересоединение магнитных линий» - процесс, в ходе которого частицы и энергетические поля в окрестностях Земли сталкиваются, в результате чего происходит кратковременный, но мощный взрыв – в «хвосте» магнитосферы Земли, области космического пространства, пронизанной магнитным полем, которая находится позади нашей планеты.

Пересоединение магнитных линий продолжает оставаться загадкой для ученых. Они знают о существовании этого эффекта и тех последствиях, которые эти энергетические взрывы могут вызывать – яркие полярные сияния и нарушения работы энергосетей в случае особенно крупных событий – однако механизм магнитного пересоединения до сих пор остается не до конца понятым. В новом исследовании ученые впервые описывают ключевые сведения, касающиеся механизмов развития этого события в хвосте магнитосферы нашей планеты.

«Это было необычное открытие, - сказал Рой Торберт (Roy Torbert) из Центра наук о космосе Нью-Гемпширского университета, заместитель руководителя проекта миссии Magnetospheric Multiscale mission (MMS) НАСА. – Мы уже давно знали, что магнитное пересоединение происходит в одном из двух возможных режимов: асимметричном и симметричном, однако в этот раз мы впервые стали свидетелями развивающегося симметричного процесса».

В результате пересоединения линий магнитных полей в окрестностях Земли формируются потоки электронов, движущихся со сверхзвуковыми скоростями. Этот вид события магнитного пересоединения, который был получен при пролете аппаратов миссии MMS непосредственно через зону пересоединения, имел достаточно высокое разрешение для того, чтобы ученые могли четко отличить симметричный режим от других, асимметричных режимов пересоединения, подобных тем, которые обнаруживаются в магнитопаузе, области в окрестностях Земли, расположенной ближе к Солнцу, пояснили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Источник

НАСА выбрало подходящий марсианский кратер, который когда-то был заполнен водой как место посадки для миссии, которая будет собирать образцы для возможной доставки их на Землю.

Агентство объявило 19 ноября, что выбрало Jezero Crater как площадку для посадки миссии Марс 2020. Этот космический корабль, который планируется запустить в июле 2020 года на ракета-носителе Atlas 5, приземлится в кратере шириной 45 километров в феврале 2021 года.

Выбор Jezero был кульминацией процесса подбора, который длился более четырех лет, поскольку ученые оценивали преимущества предполагаемых мест, а инженеры изучали способность благополучно приземляться в этих регионах. Более 60 вариантов были рассмотрены на первом в серии семинаров о посадочных площадках в 2014 году, сказал Майкл Майер, ведущий научный сотрудник Исследовательской программы NASA «Марс» во время разговора с журналистами о выборе площадки.

К моменту проведения заключительного семинара по отбору участков, проведенного в октябре, ученые сократили этот список до четырех. В дополнение к Jezero был близлежащий регион, называемый северо-восточный Syrtis, который имеет древние скалы, представляющие интерес для ученых. Третий вариант, названный Midway, был назван так потому, что он находился между ними; у него были скалы, похожие на те, что были в Syrtis, и находился недалеко от Jezero. Четвертый вариант, Columbia Hills, впервые был посещен ровером «Spirit» в 2003 году, но на заключительном вариант был отвергнут.

Jezero победил из-за перспектив найти там биосигналы прошлой жизни. Кратер был домом для озера около 3,5-3,9 миллиарда лет назад, глубина которого составляла до 250 метров, сказал Кен Фарли, ученый проекта Mars 2020. Снимки кратера показывают остатки дельты реки, которая стекала в озеро.

«Это место очень привлекательно с нашей точки зрения», - сказал он. «Дельта реки - хорошее место для поиска свидетельств того, что жизнь могла здесь сохраняться в течение миллиардов лет, прошедших с момента появления этого озера». Эта жизнь, по его словам, могла бы жить в озере или вокруг него или существовать дальше по течению.

Регион, по его словам, также богат карбонатными породами, которые могут быть еще одной обитаемой окружающей средой, а также могла сохранить условия ранней марсианской среды.

В то время как Марс 2020 основан на базе ровере Curiosity, в том числе с использованием той же системы посадки «skycrane», Mars 2020 будет использовать новую технологию, называемую относительной навигацией по ландшафту. Эта система, когда космический корабль принимает изображения по мере его спуска и сравнивает их с картой, чтобы обеспечить более точную посадку.

Эти опасности включают в себя, в случае Jezero, поля из валунов, песочные ловушки, из-за которых роверу будет трудно выбраться, и края самой дельты. «Ученые всегда хотят видеть обнаженную породу, которой являются валуны и скалы, а люди, которые несут ответственность за посадку ровера, стараются избегать этих вещей», - сказал Фарли.

Окончательное решение по использованию технологии относительной навигации по местности на Марсе 2020 еще находится на рассмотрении. «Этот выбор зависит от дополнительного и обширного анализа» технологии, сказал Томас Зурбучен, научный сотрудник НАСА. Окончательный отчет о технологии должен появиться осенью 2019 года.

Еще один вопрос ожидающий решения, будет ли ровер предпринимать попытки, чтобы покинуть Кратер Jezero и отправиться в Midway. В центре внимания миссии, на данный момент, только главная миссия в Jezero. «Мы хотим, чтобы команда сосредоточилась на главной миссии», - сказал Зурбучен. Как только эта главная миссия закончится, команда проекта рассмотрит возможности ровера и примет решение.

Марс 2020 с предполагаемой общей стоимостью чуть менее $2,5 млрд. призвана стать первым шагом в многопрофильной кампании по сбору образцов с Марса и доставки их на Землю. Mars 2020 будет собирать эти образцы для последующих миссий - запуска на орбиту Марса, а затем сбор для транспортировки на Землю.

«В зависимости от того, как пойдут дела, но в начале 30-х годов мы планируем доставить образцы на Землю, - сказал он.

Источник

Международная команда астрономов под руководством Вардана Адибекяна из Института астрофизики и наук о космосе, Португалия, использовала новый метод для обнаружения звезд, происходящих из того же скопления, что и Солнце.

Число звезд, изначально входивших в состав того же массивного скопления звезд, что и наше Солнце, составляет несколько тысяч. С течением времени звезды скопления рассеивались по Галактике, и теперь определить их принадлежность к одному древнему скоплению стало отнюдь не просто.

Вардан Адибекян объясняет важность обнаружения этих звезд: «Поскольку у нас имеется совсем не много информации о прошлом нашего Солнца, изучение этих звезд может помочь нам понять, где именно в Галактике и при каких условиях формировалась наша звезда».

В этой работе Адибекян вместе с коллегами использовал 230000 спектров звезд, изучаемых в рамках проекта AMBRE. Этот проект относится к области так называемой «галактической археологии», и в основные задачи проекта входит определение параметров атмосфер звезд, спектры которых были получены ранее при помощи спектрографов FEROS, HARPS, UVES и GIRAFFE Европейской южной обсерватории.

Следующим шагом этого исследования было сравнение спектров звезд с высокоточными астрометрическими данными, полученными при помощи миссии Gaia («Гея»), для отбора звезд, химический состав которых близок к химическому составу Солнца. В результате этого отбора была обнаружена лишь одна удовлетворяющая заданным критериям звезда, называемая HD186302. Однако, к удивлению исследователей, эта звезда оказалась близка к Солнцу не только по возрасту и химическому составу – она является почти точной копией нашего светила.

Планетные системы звезд, похожих на Солнце, имеют повышенные шансы оказаться обитаемыми, поскольку, согласно одной из современных гипотез, жизнь могла переноситься в космическом пространстве между системами различных звезд, входящих ранее в состав одного скопления, отмечают авторы исследования.

Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник

Черная дыра в центре нашей галактики, Стрелец A*, впервые была визуализирована в виртуальной реальности. Подробности описаны в статье, опубликованной в журнале «Вычислительная астрофизика и космология». 

Ученые из Университета Радбуда (Нидерланды) и Университета Гёте (Германия) использовали последние астрофизические модели Стрельца A*, чтобы создать серию изображений, которые затем были собраны для создания 360-градусной симуляции черной дыры, которую можно широко рассматривать с доступных консолей VR. Авторы полагают, что эта симуляция виртуальной реальности может быть полезна для изучения черных дыр.

Джорджи Давелаар, автор исследования сказал: «Наша имитация виртуальной реальности создает одно из самых реалистичных представлений о прямом окружении черной дыры и поможет нам узнать больше о том, как ведут себя черные дыры. Путешествие в черную дыру в нашей жизни невозможно, поэтому захватывающие визуализации, подобные этой, могут помочь нам лучше понять эти системы».

Авторы также предполагают, что имитация виртуальной реальности может помочь широкой общественности, включая детей, проявить интерес к астрофизике.

Давелаар сказал: «Визуализации, которые мы создали, имеют большой потенциал для общественности. Мы используем их, чтобы познакомить детей с феноменом черных дыр, и они действительно чему-то научились от этого. Это говорит о том, что визуализация виртуальной реальности - отличный инструмент для показа, наша работа для более широкой аудитории, даже когда речь идет о очень сложных системах, таких как черные дыры».

Хейно Фальке, профессор Университета Радбуда, добавляет: «У всех нас есть фотография в нашей голове о том, как выглядят черные дыры, но наука не стоит на месте, и теперь мы можем сделать гораздо более точные визуализации - и эти черные дыры выглядят совсем не так, как мы привыкли».

Источник

Полярные сияния раскрывают тайны высокоэнергетических космических процессов

Подробное изучение полярных сияний позволило глубже понять физику мощных взрывов, происходящих в космическом пространстве, согласно новому исследованию.

Полярные сияния позволяют изучать физические процессы, которые происходят в космосе за миллионы километров от Земли, в том месте, где магнитное поле нашей планеты вытягивается в длинный «хвост», направленный в противоположную от Солнца сторону.

В этом исследовании команда ученых во главе с Н.М.Е. Калмони (N. M. E. Kalmoni) проводила наблюдения полярных сияний, чтобы понять физику высокоэнергетических процессов, происходящих при взрывном изменении конфигурации источника, дающего начало наблюдаемому полярному сиянию.

«Где-то в гигантском объеме пространства, занимаемом магнитосферой Земли, в результате дестабилизации происходит выделение энергии, и указать местонахождение этой области магнитосферы довольно сложно. В результате формируются суббури, посредством которых заряженные частицы вместе с электромагнитными волнами попадают в атмосферу Земли и вызывают ее свечение, известное нам как полярное сияние, - рассказал один из авторов работы доктор Джонатан Рае (Jonathan Rae) из Университетского колледжа Лондона, Соединенное Королевство. – Изучая подробно полярные сияния, мы можем определить местонахождение зоны нестабильности и выявить физические процессы, протекающие при ее формировании. Это более эффективный способ анализа, по сравнению с попытками наблюдения обширных областей космического пространства».

Изученное в рамках данного исследования полярное сияние, которое наблюдалось над Аляской в 2012 г., позволило авторам установить местонахождение зоны нестабильности, обусловившей возникновение этого атмосферного явления, и подтвердить работоспособность своего метода для изучения физики высокоэнергетических процессов, происходящих в магнитосфере нашей планеты.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Источник

Вокруг Солнечной системы бушует «ураган» темной материи, выяснили ученые

Если верны расчеты астрономов, Солнечная система находится непосредственно в центре мощной космической турбулентности – обширного «урагана» темной материи, скорость которого достигает 500 километров в секунду.

Мы не можем видеть его и не можем почувствовать – однако представление об этом урагане может помочь напрямую обнаружить темную материю.

Темная материя представляет собой одну из самых загадочных субстанций во Вселенной. Она никогда не была обнаружена напрямую, однако ее присутствие определяется по движениям звезд и галактик, которые оказываются слишком быстрыми, чтобы их можно было объяснить действием одних лишь наблюдаемых масс.

После изучения нового релиза данных от миссии Gaia («Гея») Европейского космического агентства астрономы обнаружили звездный поток, представляющий собой остатки относительно крупной карликовой сфероидальной галактики, которая была поглощена нашей галактикой Млечный путь много лет назад.

Ученые обнаружили несколько таких звездных потоков, однако поток под названием S1 примечателен тем, что он протянулся через окрестности нашей Солнечной системы.

В новом исследовании физик-теоретик Киаран О’Харе (Ciaran O"Hare) из Университета Сарагосы, Испания, рассчитал влияние звездного потока S1 на темную материю в нашей части Галактики. Согласно расчетам ученого, характер распределения и движения темной материи в нашей части Млечного пути таков, что обнаружение ее в форме так называемых ВИМПов (слабо взаимодействующих массивных гипотетических частиц темной материи) практически неосуществимо, в то время как детекторы аксионов (сверхлегких гипотетических частиц темной материи) могут провести обнаружение с куда более высоким шансом на успех. Согласно расчетам физиков-теоретиков, аксионы, которые мы не можем видеть, могут быть превращены в присутствии мощного магнитного поля в фотоны света, легко поддающиеся наблюдениям, отмечают авторы.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.

Источник

Астрономы открывают «суперземлю» на орбите вокруг звезды Барнарда

Астрономы открыли планету, движущуюся по орбите вокруг одной из ближайших к Солнцу звезд, звезды Барнарда.

Эта, предположительно, каменистая планета, известная как Звезда Барнарда b, представляет собой «суперземлю» массой не менее 3,2 массы Земли и обращается вокруг родительской звезды с периодом 233 дня.

Эти новые результаты демонстрируют, что планета находится в далекой от звезды области космического пространства, известной как «снеговая линия». Эта область находится далеко за пределами обитаемой зоны, в границах которой может существовать жидкая вода и, возможно, жизнь.

Температура на поверхности этой планеты составляет примерно минус 170 градусов Цельсия, и это означает, что Звезда Барнарда b, вероятно, представляет собой ледяную планету, на которой вряд ли способна существовать жизнь в тех формах, в каких она нам известна на Земле.

Однако, если планета обладает довольно толстой атмосферой, температура на ее поверхности может оказаться значительно выше, а условия – более благоприятными для зарождения и развития жизни.

Звезда Барнарда, расположенная на расстоянии порядка шести световых лет от Солнца, является ближайшей к нашему светилу звездой после тройной системы Альфа Центавра.

Эта звезда имеет небольшую массу и относится к классу красных карликов. Красные карлики считаются лучшими местами для поисков экзопланет-кандидатов – то есть, планет, расположенных за пределами нашей Солнечной системы.

Звезда Барнарда b является второй по счету ближайшей к Солнцу экзопланетой, известной ученым. Ближайшая к нашей звезде внесолнечная планета была открыта в 2016 г. этой же самой командой исследователей. Эта экзопланета, получившая название Проксимы b, обращается вокруг красного карлика Проксимы Центавра.

Для обнаружения Звезды Барнарда b исследователи использовали метод радиальных скоростей. Суть метода состоит в обнаружении «покачиваний» звезды, вызываемых гравитационным притяжением, действующим на нее со стороны планеты.

Дальнейшие наблюдения этой гипотетической планеты для окончательного ее подтверждения станут возможными при помощи научных инструментов следующего поколения, предназначенных для прямых наблюдений экзопланет, таких как, например, телескоп Wide Field Infra Red Survey Telescope (WFIRST) НАСА, проект строительства которого рассматривается в настоящее время американским космическим агентством, рассказали авторы.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Российские физики раскрыли секрет появления "волн-убийц" в океане

Российские физики и математики вместе со своими зарубежными коллегами нашли простое решение для одной из версий уравнения Шредингера и использовали его для того, чтобы объяснить внезапное появление гигантских "волн-убийц" в океане. Об этом сообщает пресс-служба Института теоретической физики РАН.

"Волны распределены по океану не совсем однородно, из-за чего те зоны, где их оказывается больше, как бы притягивают к себе энергию. В итоге в какой-то момент в одном месте рождаются волны большой амплитуды. Еще в 1968 году академик Владимир Захаров показал, что эту неустойчивость эффективно описывает нелинейное уравнение Шредингера", — рассказывает Петр Гриневич из ИТФ имени Ландау в Москве.

Хаос и порядок

Как сегодня считают ученые, гигантские "волны-убийцы" высотой в несколько десятков метров, погубившие не один десяток кораблей, а также их аналоги в мире оптики и электроники, мешающие работе телекоммуникационных систем, возникают в результате так называемых нелинейных процессов.

Под этим физики понимают различные феномены, чье поведение нельзя описать при помощи линейных уравнений. Иными словами, их реакцию на комбинацию из нескольких разных внешних факторов невозможно представить себе как сумму изменений, возникших при действии каждой из этих сил по отдельности. 

Эта особенность, как отмечают Гриневич и его коллеги, резко усложняет прогнозирование подобных процессов. Более того, ученые долгое время считали, что исходное состояние нелинейных систем безвозвратно "забывалось" даже после самых незначительных изменений, что делало их хаотическими по своей природе.

Еще в середине 1950 годов Энрико Ферми и другие американские ученые случайно выяснили, что это не всегда так. В некоторых случаях возникало своеобразное математическое "дежавю", и система произвольно возвращалась в исходное положение.

Позже советские и зарубежные математики выяснили, что его появление было связано с тем, что поведением этих "хаотических" систем управляли определенные закономерности и законы. На роль одного из них давно претендует нелинейное уравнение Шредингера.

Тайны "волн-убийц"

"Хорошая аналогия — коробка передач. Чтобы делать предсказания о том, как она будет работать, не обязательно разбираться в ее детальном устройстве. Достаточно факта, что она подчиняется "золотому правилу" механики: проигрыш в скорости дает выигрыш в силе, а выигрыш в силе — проигрыш в скорости", — объясняет Гриневич.

Роль подобной "коробки передач" в опытах российских ученых сыграл кристалл с нелинейными оптическими свойствами, чей коэффициент преломления зависел от интенсивности света. К примеру, те его зоны, которые были освещены сильнее, фокусировали свет, а более "темные" участки — рассеивали лучи лазера.

Наблюдая за кристаллом и тем, как менялся вырабатываемый им свет, Гриневич и его коллеги доказали, что он периодически порождает эффект "дежавю" и что его поведение описывается нелинейным уравнением Шредингера. 

Анализируя результаты экспериментов, российские математики вывели набор простых формул, позволяющих очень точно просчитывать это уравнение. Ученые использовали их для вычисления, какими свойствами обладали лучи лазера, попавшие в нелинейный кристалл в момент начала эксперимента.

Эти же формулы, как отмечают физики, можно применять не только для описания поведения "волн-убийц" или помех в каналах связи, но и в фундаментальной науке. К примеру, они помогут понять, как ведет себя конденсат Бозе-Эйнштейна, экзотическая форма материи, которая состоит из множества частиц, но ведет себя как один большой атом.

Источник

В окрестностях Млечного пути обнаружена необычная «галактика-призрак»

Спутник Gaia («Гея») помог обнаружить гигантскую «призрачную» галактику, расположенную близ края Млечного пути.

Международная команда астрономов, включающая исследователей из Кембриджского университета, Соединенное Королевство, открыла этот массивный объект во время анализа данных, полученных при помощи космического аппарата Gaia Европейского космического агентства. Этот объект, получивший название Насос 2, не был обнаружен до сих пор по причине его экстремально низкой плотности, а также хорошо выбранного «укрытия», позади диска Млечного пути.

Насос 2 является карликовой галактикой. Карликовые галактики первыми появились во Вселенной, поэтому большинство звезд в этих галактиках являются древними, имеют небольшую массу и небольшое содержание металлов. Однако, по сравнению с другими известными карликовыми галактиками-спутниками Млечного пути, галактика Насос 2 имеет гигантский размер – сравнимый с размером Большого Магелланова Облака (БМО) и составляющий около одной трети размера самого Млечного пути.

Еще более необычной галактику Насос 2 делает то, что она испускает экстремально мало света. По сравнению с БМО, другой галактикой-спутником Млечного пути, ее яркость примерно в 10000 раз меньше. Другими словами, она имеет слишком большой размер для своей яркости, или она слишком тусклая для своего огромного размера.

«Это галактика-призрак, - сказал Габриэль Торреальба (Gabriel Torrealba), главный автор новой работы. – Настолько диффузные объекты никогда не наблюдались прежде. Открытие стало возможным лишь благодаря высочайшему качеству данных, собранных при помощи спутника Gaia».

Пока исследователи не могут однозначно указать причину того, что галактика Насос 2 имеет настолько малую массу, однако, согласно основной рабочей гипотезе, эта галактика могла потерять массу в результате приливного взаимодействия с нашей Галактикой. Эта гипотеза, тем не менее, не объясняет гигантский размер галактики Насос 2, поскольку обычно при приливной потере массы карликовые галактики-спутники Млечного пути также уменьшаются в размерах.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Коллайдер, который перспективнее адронного: учёный о проекте sPHENIX

Физики из разных стран собрались в Национальном исследовательском ядерном университете "МИФИ" (НИЯУ МИФИ), чтобы обсудить международный эксперимент sPHENIX — крупный проект новой установки для исследований по физике высоких энергий и тяжелых ионов. Коллаборация sPHENIX создана для работы на коллайдере релятивистских тяжелых ионов (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории (США). О новом эксперименте корреспонденту проекта "Социальный навигатор" МИА "Россия Сегодня" рассказал представитель руководства проекта sPHENIX, профессор физики Университета штата Айова (США) Джон Лажуа. 

– Профессор Лажуа, какие принципиально новые возможности для науки открывает sPHENIX?

–  Проект sPHENIX создавался для изучения микроскопических свойств кварк-глюонной плазмы. Мы пытаемся узнать, как "длинноволновые" свойства этого нового состояния материи проистекают из его микроскопических свойств, то есть из взаимодействий кварков и глюонов друг с другом. Чтобы найти ответ на этот вопрос, мы обращаем особое внимание на возбуждение квазичастиц в кварк-глюонной плазме. 

Коллайдер релятивистских тяжелых ионов (RHIC), на котором будет проводиться эксперимент sPHENIX, – это, в сущности, лаборатория для изучения физики сильных взаимодействий и соответствующей теории – квантовой хромодинамики (так называется раздел квантовой теории поля, описывающий взаимодействия между кварками и глюонами). 

Помимо изучения столкновения атомных ядер, коллайдер также может сталкивать протоны с ядрами различных атомов. Это поможет нам лучше понять, как ядерная материя переходит в состояние кварк-глюонной плазмы. Мы пытаемся разобраться в происхождении этой горячей, плотной, сильно взаимодействующей, но почти идеальной жидкости. Я считаю эти исследования крайне увлекательными.

В дополнение к этому мы можем лучше изучить квантовую хромодинамику. Можем попытаться понять, как устроен протон во всех подробностях. RHIC – единственный в мире коллайдер, который может осуществлять столкновения между поляризованными протонами, это также очень интересно.

– Однажды вы сказали, что понимание сильного ядерного взаимодействия, связывающего кварки внутри нуклонов, могло бы произвести революцию в технике, подобно тому, как понимание электромагнитной силы привело к появлению современной электротехники. Какие новые технологии могли бы возникнуть?

– Прекрасный вопрос. И прекрасен он тем, что на него нельзя ответить. Если проводить аналогию, то в 1865 году Джеймс Клерк Максвелл сформулировал уравнения, которые стали точкой отсчета для понимания основополагающих взаимодействий в природе. Уравнения Максвелла дают полную картину процессов электродинамики в ее классическом понимании.

Если бы вы спросили кого-нибудь в 1865 году, каким будет мир через сто лет после этого открытия, сомневаюсь, что кто-то смог бы предсказать наш полет на Луну. И даже компьютеры и полупроводники. Никто бы и не предположил, что мир станет таким, как сейчас – полностью работающим на электричестве. Потому что о таком применении электричества тогда еще не было известно. Тем не менее, все это появилось благодаря укрощению одной из главных сил в природе. И понимание электродинамики привело к одной из крупнейших научно-технических революций в истории человечества.

Так что я не знаю, к чему приведет разработка, понимание и применение сильного ядерного взаимодействия, но с полной уверенностью могу сказать, что результат будет грандиозным. Где будет ядерная физика через 100, 150 или 200 лет? Не знаю. Но очень хочу узнать. 

– Эксперименты, подобные коллаборации sPHENIX, требуют сотрудничества ученых из многих стран и гигантского финансирования. Однако, ЦЕРН, например, создал интернет в его нынешнем виде. Можно ли сказать, что подобные проекты — это инвестиции в будущее цивилизации? 

– Интернет был неожиданным побочным продуктом вложений в физику элементарных частиц. Никто и не предполагал, что именно та команда талантливых ученых с ресурсами, выделенными для решения одной из сложнейших задач физики, сможет заодно получить на выходе интернет. Это еще одно революционное изобретение. Но оно было создано совершенно случайно. 

Такие "побочные" открытия происходят до сих пор. У меня в аспирантуре много студентов. Кто-то из них после защиты диссертации продолжает работать физиком, кто-то уходит на Уолл-стрит, кто-то переходит на работу в интернет-компании. То есть физики применяют свои знания в проектах, которые становятся неотъемлемой частью нашей жизни. 

Преподаватели много времени уделяют студентам и исследованиям, думают о том, как эти студенты смогут продолжить исследования. Но наши студенты не всегда становятся физиками. Они уходят в самые разные сферы и вносят свой совершенно конкретный вклад в развитие общества. 

Техническое образование в университетах по всему миру, благодаря которому студенты затем применяют свои навыки критического мышления и решения задач в других сферах, является одним из двигателей современной экономики в большинстве развитых стран.

– Нечто подобное говорил один из наших пожилых ученых: "В МИФИ не учат решать задачи. Там учат думать". 

– Вот именно. Своим новым студентам я всегда говорю, что они пришли не изучать физику. Они пришли, чтобы научиться мыслить. 

В физике они, конечно, разберутся, но это скорее дополнительный эффект – некий бонус. Главное – они научатся мыслить и решать сложные задачи. Многие из моих студентов, которые приходят после бакалавриата, не осознают, что у них нет навыков систематического решения сложных задач. Но когда эти навыки появятся, они будут применимы практически везде. 

– Для того чтобы получить кварк-глюонную плазму, ученым нужно достичь температур, в сотни тысяч раз выше, чем в солнечном ядре. Какие условия вы планируете получить в проекте sPHENIX? 

– Мы не планируем менять условия получения кварк-глюонной плазмы. Условия зависят, главным образом от того, какие частицы сталкиваются, что находится в ядре, и от энергии столкновения ядер. Энергия ускорителя / коллайдера останется прежней. Так как в начальный момент столкновения в на RHIC достигается меньшая температура, чем на Большом адронном коллайдере (БАК), то длительность периода нахождения образовавшейся материи в области существования квазичастиц на RHIC больше. 

Источник

Астрономы открывают две планеты-странницы в нашей Галактике

Польские астрономы на днях открыли две новые планеты в нашей Галактике. Эта новость интересна сама по себе, однако вдобавок к этому обнаруженные планеты являются весьма необычными. В отличие от большинства других известных науке планет, они не обращаются вокруг звезды.

Вместо этого планеты свободно движутся в холодной, мертвой темноте космоса.

Свободно движущиеся в пространстве планеты намного труднее обнаружить, по сравнению с планетами, которые обращаются вокруг звезд. Многие открытия экзопланет происходят при наблюдениях их прохождений перед родительскими звездами, в результате чего мы отмечаем снижение яркости этих звезд, указывающее на присутствие на орбите планеты. Однако этот вариант обнаружения планет в данном случае оказался неприменим.

Чтобы заметить две эти новые планеты-странницы, астрономы из Варшавского университета во главе с П. Мрозом (P. Mroz) использовали метод, называемый «гравитационным микролинзированием».

В своем исследовании ученые описывают, как они использовали этот метод для обнаружения точек, в которых свет далеких звезд был искажен гравитационным притяжением планеты, находящейся на пути света к Земле.

Поскольку свидетельства обнаружения этих планет являются косвенными, ученые не могут точно определить размеры планет. В зависимости от того, насколько далеко от нас находятся обнаруженные планеты, их массы могут составлять от двух до 20 масс Юпитера для первой из планет и от 2,3 до 23 масс Земли – для второй планеты-странницы.

Ученые не исключают полностью шанс того, что планеты могут оказаться обитаемыми, но подчеркивают, что это маловероятно, поскольку поверхности обеих планет получают слишком мало света и тепла.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Академика Скринского наградили орденом Почета

Один из крупнейших мировых специалистов в области физики высоких энергий, научный руководитель Института ядерной физики имени Будкера Российской академии наук (Новосибирск) академик Александр Скринский за заслуги в развитии науки и многолетнюю добросовестную работу указом президента РФ награжден орденом Почета. Текст указа опубликован в среду на официальном портале правовой информации.

Основные научные исследования Александра Скринского относятся к экспериментальной и прикладной физике. Результаты, полученные в ходе работ, выполненных под руководством Скринского, в значительной степени способствовали формированию современной физики высоких энергий.

Скринский внес большой вклад в развитие физики ускорителей (в частности, разрабатывал метод встречных пучков, участвовал в создании новых типов коллайдеров на так называемых электрон-электронных, электрон-позитронных и протон-антипротонных пучках). Технологии, примененные в методе встречных пучков, легли в основу нынешней экспериментальной физики высоких энергий — в частности, на их базе был построен Большой адронный коллайдер.

Значителен вклад Скринского в развитие прикладных и оборонных работ, включая применение синхротронного излучения в исследовательских, технологических и медицинских целях, создание новых видов лазеров на свободных электронах, развитие электронно-лучевых технологий.

Академик Скринский в разные годы был удостоен многочисленных наград, в числе которых — Ленинская премия, Государственные премии СССР и России, ордена "За заслуги перед Отечеством" II, III и IV степеней, орден Трудового Красного Знамени, орден Октябрьской Революции, Золотая медаль имени П.Л.Капицы РАН, Демидовская премия, премия Роберта Уилсона Американского физического общества, германская премия имени Карпинского.

Источник

Новые измерения космологической константы ставят перед учеными новые вопросы

Исследователи из Портсмутского университета, Соединенное Королевство, провели новое измерение одной космологической постоянной – и между учеными вновь вспыхнули давние споры. Три космолога из Института космологии и гравитации этого университета проанализировали новые данные, что позволило произвести одно из самых точных на сегодняшний день определений постоянной Хаббла.

Константа Хаббла неоднократно измерялась различными исследователями, и при ее измерениях были получены до некоторой степени противоречивые значения.

Константа Хаббла характеризует локальную скорость расширения Вселенной, и она является краеугольным камнем современной космологии. Эта скорость расширения нашего мира была впервые измерена Эдвином Хабблом в 1929 г. и описана в законе Хаббла. Ключевым элементом этого закона является постоянная Хаббла, которая отражает скорость расширения Вселенной в нашей ее части.

Для проведения этих новых измерений постоянной Хаббла исследователи из Института космологии и гравитации во главе с профессором Бобом Николом (Bob Nichol) использовали новый метод, называемый «обратной лестницей расстояний» (inverse distance ladder), основанный на использовании новых данных наблюдений сверхновых типа Ia при помощи камеры Dark Energy Survey (DES) совместно с существующими данными по космическим расстояниям.

Профессор Никол сказал: «Полученное нами значение согласуется со значениями, полученными многими другими исследователями, однако не согласуется со значением, полученным нобелевским лауреатом Адамом Риссом и его командой. Это ставит перед нами новые вопросы: возможно, даже сегодня мы не до конца понимаем физику нашей части Вселенной!».

Исследование было представлено на специальном собрании коллектива обзора неба Dark Energy Survey в рамках заседания Королевского астрономического общества в Лондоне, Великобритания.

Источник

Ученые предлагают новую версию происхождения воды на Земле

Вода на Земле может происходить как из материала астероидов, так и из газа, оставшегося после формирования Солнца, согласно новому исследованию. Эти новые находки могут дать ученым ценные сведения об эволюции других планет и их возможной обитаемости.

При изучении происхождения воды на Земле многие ученые склоняются к версии, согласно которой вода была занесена на нашу планету с астероидами – поскольку изотопный состав водорода в воде океанов Земли и материале астероидов примерно одинаков. Отношение содержания дейтерия, более тяжелого изотопа водорода, к содержанию обычного водорода служит уникальной характеристикой источников воды. В случае воды земных океанов отношение дейтерия к водороду оказывается близким к аналогичному отношению для воды материала астероидов.

Однако океаны «рассказывают» не всю историю водорода на Земле, считают авторы нового исследования. В новейших научных работах было показано, что образцы водорода, находящегося глубоко в недрах Земли, на границе между корой и мантией, содержат значительно меньше дейтерия, поэтому версия об астероидном происхождении этого водорода в этом случае оказывается неубедительной. Кроме того, в мантии Земли были обнаружены благородные газы, такие как гелий и неон, имеющие изотопный состав, близкий к изотопному составу благородных газов солнечной туманности.

Для объяснения этих фактов в новой научной работе коллектив исследователей во главе с Джуном Ву (Jun Wu), ассистент-профессором Школы молекулярной физики, а также Школы Земли и исследований космоса Университета штата Аризона, США, разработал новую теоретическую модель. Согласно этой модели, несколько миллиардов лет назад крупные богатые водой астероиды начали превращаться в планеты, в то время, когда солнечная туманность еще не успела рассеяться. Эти астероиды, «планетные эмбрионы», часто сталкивались и стремительно росли. В конечном счете энергии одного из столкновений хватило на расплавление всей поверхности астероида – так появилась покрытая океаном расплавленной магмы Земля.

Газы из солнечной туманности, включая водород и благородные газы, были адсорбированы этим крупным, покрытым океаном магмы планетным эмбрионом и сформировали его раннюю атмосферу. Водород вещества солнечной туманности, содержащий меньше дейтерия, по сравнению с водородом вещества астероидов, растворялся в расплавленном железе океана магмы.

Далее в результате процесса, называемого изотопным фракционированием, легкий водород опустился к ядру Земли, в то время как на границе между мантией и корой выделился обогащенный дейтерием остаток, согласно авторам работы. Затем в результате многочисленных столкновений с астероидами океаны Земли получили воду с более высоким соотношением между количествами водорода и дейтерия, близким к одноименному соотношению для материала астероидов.

Эта новая модель позволяет объяснить наличие благородных газов глубоко в мантии Земли и более низкое содержание дейтерия по отношению к водороду в ядре, по сравнению с мантией и океанами.

По вопросу соотношения между этими двумя источниками воды на Земле, авторы указывают, что на каждые 100 молекул воды на Земле лишь одну или две молекулы можно считать произошедшими из газов солнечной туманности, в то время как все остальные молекулы были доставлены на планету с астероидами.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

Источник