Новости науки

Результаты показали, что большинство из нейтронов, зафиксированных детекторами - "быстрые" нейтроны с начальными энергиями около 10 мегаэлектронвольт. Они рождались в основном в начальный момент разряда, причем исходили не из одной точки, а из некоей протяженной области.

МОСКВА, 14 сен — РИА Новости. Российские физики впервые обнаружили нейтроны, испускаемые искусственной молнией — это поможет разгадать тайну происхождения нейтронов, которые возникают при разряде молний естественных, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Хотя со времен опытов Бенджамена Франклина с воздушным змеем известна электрическая природа молний, вопрос о том, какие именно процессы провоцируют разряд, оставался предметом дискуссий. Другая загадка связана с гамма- и рентгеновским излучением, потоками позитронов и нейтронов, возникающих при молниевых разрядах. Нейтроны могут возникать от ядерных реакций между ускоренными ионами или при фотоядерных взаимодействиях, но текущие эмпирические данные не позволяли точно определить их механизм.

Авторы исследования, Олег Далькаров, Алексей Агафонов и их коллеги из Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН) воспроизводили молниевые разряды в лаборатории с помощью установки ЭРГ, которая создавала "искры" напряженностью 1 миллион вольт на метр и силой тока около 10 килоампер.

"Мы смотрели помимо ультрафиолетовых и рентгеновских лучей возможность испускания нейтронов. Оказалось, что при искусственном разряде тоже генерируются нейтроны, это что называется the first time, первый раз было обнаружено", — сказал РИА Новости Далькаров.

Результаты показали, что большинство из нейтронов, зафиксированных детекторами — "быстрые" нейтроны с начальными энергиями около 10 мегаэлектронвольт. Они рождались в основном в начальный момент разряда, причем исходили не из одной точки, а из некоей протяженной области. Однако у ученых пока недостаточно данных, чтобы делать далекоидущие выводы.

"Похоже, здесь какая-то ионная лавина, которая рождается на головке стримера (проводящие каналы, возникающие вдоль будущего пути молнии). Это одна из теорий, которая до конца не разработана. Мы проводим ряд тестов, которые позволят нам дать ответ — где именно источник нейтронов: это поверхность электрода, или это в процессе самой молнии", — сказал Далькаров. По его словам, точная локализация места рождения молниевых нейтронов поможет определить окончательно, какие типы ядерных реакций их порождают.

Источник

Ключ к событиям, которые, возможно, дали начало жизни на Земле 3.5 млрд. лет назад, может находиться на расстоянии почти 1 млрд. миль от нас, полагает руководитель группы исследователей Титана – одного из самых необычных спутников в Солнечной системе. 

«Данные, полученные с помощью космических миссий, - говорит Джонатан Лунайн (Jonathan Lunine), - позволяют нам подвергнуть проверке идею, лежащую в основе современного представления о происхождении жизни на Земле. Мы считаем, что простым органическим соединениям, присутствовавшим на древней Земле, удалось под действием солнечного излучения и других источников энергии положить начало реакциям, продуктами которых становились все более и более сложные химические соединения. По какой-то причине они развили способность к самовоспроизведению. Можем ли мы проверить теорию экспериментально? Эти процессы могут идти на Титане в течение миллиардов лет. Мы не располагаем такими временами в лаборатории – у нас нет даже тысячи лет».

Только два объекта в Солнечной системе имеют достаточно большие запасы органических веществ, чтобы предоставить информацию такого рода. Ими являются Земля и Титан. Однако, земная органика уже множество раз прошла переработку в жизненных циклах. Органические соединения Титана, которые включают залежи метана и других гидрокарбонатов, находятся в древних условиях – насколько известно, они никогда не взаимодействовали с жизнью.

Титан – единственная луна Солнечной системы, у которой есть атмосфера. Как и земная, она состоит в основном из азота, вторым по распространенности является метан. Солнечное излучение, достигающее верхних слоев атмосферы, разбивает эту сложную смесь на составляющие, которые затем вступают в реакции между собой и с азотом, формируя органические соединения. Так образуются ацетилен, цианистый водород, цианоацетилен и другие известные земные вещества. 

Недавние исследования позволили предположить, что глубоко под поверхностью Титана может находиться жидкая вода. Согласно другим данным дно его «океанов» может быть похоже на земные глубины, где существуют гидротермальные источники. 

С помощью данных аппарата НАСА/ЕКА «Гюйгенс» удалось создать картину поверхности Титана и окутывающей его плотной атмосферы. Там текут реки и наполняют собой озера. Разражаются гигантские штормы, и по пасмурному небу летят облака. 

Дело однако в том, что Титан удален почти на миллиард миль от Солнца и получает примерно 1 процент той энергии, что достается Земле. Результат – там невообразимо холодно – на 160 градусов ниже температуры, зарегистрированной в Антарктиде. Реки и озера? Они состоят из жидких углеводородов, этана и метана, которые на Земле являются главными компонентами природного газа. Согласно оценкам эти залежи на Титане могут в 10-100 раз превосходить все земные запасы газа и нефти. 
Источник

Установка, изготовленная в Международном бюро мер и весов, на которой было выполнено новое измерение гравитационной постоянной. Фото с сайта www.bipm.org

Эксперименты по измерению гравитационной постоянной G, проведенные в последние годы несколькими группами, демонстрируют поразительное несовпадение друг с другом. Опубликованное на днях новое измерение, выполненное в Международном бюро мер и весов, отличается от всех них и только усугубляет проблему. Гравитационная постоянная остается на редкость неподатливой для точного измерения величиной.

Измерения гравитационной постоянной

Гравитационная постоянная G, она же постоянная Ньютона, — одна из самых важных фундаментальных констант природы. Это та константа, которая входит в закон всемирного тяготения Ньютона; она не зависит ни от свойств притягивающихся тел, ни от окружающих условий, а характеризует интенсивность самой силы гравитации. Естественно, что такая фундаментальная характеристика нашего мира важна для физики, и она должна быть аккуратно измерена.

Однако ситуация с измерением G до сих пор остается очень необычной. В отличие от многих других фундаментальных констант, гравитационная постоянная с большим трудом поддается измерению. Дело в том, что аккуратный результат можно получить только в лабораторных экспериментах, через измерение силы притяжения двух тел известной массы. Например, в классическом опыте Генри Кавендиша (рис. 2) на тонкой нити подвешивается гантелька из двух тяжелых шаров, и когда сбоку к этим шарам пододвигают другое массивное тело, то сила гравитации стремится повернуть эту гантельку на некоторый угол, пока вращательный момент сил слегка закрученной нити не скомпенсирует гравитацию. Измеряя угол поворота гантельки и зная упругие свойства нити, можно вычислить силу гравитации, а значит, и гравитационную постоянную.

Рис. 2. Классический эксперимент Кавендиша. Измеряя угол поворота гантельки и зная массы тел, расстояние между ними и упругие свойства нити, можно вычислить гравитационную постоянную. Изображение с сайта en.wikipedia.org

Это устройство (оно называется «крутильные весы») в разных модификациях используется и в современных экспериментах. Такое измерение очень просто по сути, но трудно по исполнению, поскольку оно требует точного знания не только всех масс и всех расстояний, но и упругих свойств нити, а также обязывает минимизировать все побочные воздействия, как механические, так и температурные. Недавно, правда, появились и первые измерения гравитационной постоянной другими, атомно-интерферометрическими методами, которые используют квантовую природу вещества. Однако точность этих измерений пока сильно уступает механическим установкам, хотя, возможно, за ними будущее (см. подробности в новости Гравитационная постоянная измерена новыми методами, «Элементы», 22.01.2007).

Так или иначе, но, несмотря на более чем двухсотлетнюю историю, точность измерений остается очень скромной. Нынешнее «официальное» значение, рекомендованное американским Национальным институтом стандартизации (NIST), составляет 6,67384 ± 0,00080 м³·кг^–1·с^–2. Относительная погрешность тут составляет 0,012%, или 1,2·10^–4, или, в еще более привычных для физиков обозначениях, 120 ppm (миллионных долей), и это на несколько порядков хуже, чем точность измерения других столь же важных величин. Более того, вот уже несколько десятилетий измерение гравитационной постоянной не перестает быть источником головной боли для физиков-экспериментаторов. Несмотря на десятки проведенных экспериментов и усовершенствование самой измерительной техники, точность измерения так и осталась невысокой. Относительная погрешность на уровне 10^–4 была достигнута еще 30 лет назад, и никакого улучшения с тех пор нет.

Ситуация по состоянию на 2010 год

В последние несколько лет ситуация стала еще более драматичной. В 2008–2010 годах три группы обнародовали новые результаты измерения G. Над каждым из них команда экспериментаторов работала годами, причем не только непосредственно измеряла величину G, но и тщательно искала и перепроверяла всевозможные источники погрешностей. Каждое из этих трех измерений обладало высокой точностью: погрешности составляли 20–30 ppm. По идее, эти три измерения должны были существенно улучшить наше знание численной величины G. Беда лишь в том, что все они отличались друг от друга аж на 200–400 ppm, то есть на целый десяток заявленных погрешностей! Эта ситуация по состоянию на 2010 год показана на рис. 3 и кратко описана в заметке Неловкая ситуация с гравитационной постоянной.

Рис. 3. Измерение гравитационной постоянной по состоянию на 2010 год. Рекомендованное NIST значение (показано зеленым) учитывает все предыдущие измерения; три новых измерения (показаныкрасным), несмотря на высокую заявленную точность, очень сильно расходятся друг с другом. Изображение с сайта www.schlammi.com

Совершенно ясно, что сама гравитационная постоянная тут не виновата; она действительно обязана быть одной и той же всегда и везде. Например, есть спутниковые данные, которые хоть и не позволяют хорошо измерить численное значение константы G, зато позволяют убедиться в ее неизменности — если бы G изменилась за год хоть на одну триллионную долю (то есть на 10^–12), это уже было бы заметно. Поэтому единственный вытекающий отсюда вывод таков: в каком-то (или в каких-то) из этих трех экспериментов есть неучтенные источники погрешностей. Но вот в каком?

Единственный способ попытаться разобраться, это повторять измерения на других установках, и желательно разными методами. К сожалению, особенного разнообразия методик здесь пока достичь не удается, поскольку во всех экспериментах используется то или иное механическое устройство. Но всё же разные реализации могут обладать разными инструментальными погрешностями, и сравнение их результатов позволит разобраться в ситуации.

Новое измерение

На днях в журнале Physical Review Letters было опубликовано одно такое измерение. Небольшая группа исследователей, работающих в Международном бюро мер и весов в Париже, с нуля построила аппарат, который позволил измерить гравитационную постоянную двумя разными способами. Он представляет из себя те же крутильные весы, только не с двумя, а с четырьмя одинаковыми цилиндрами, установленными на диске, подвешенном на металлической нити (внутренняя часть установки на рис. 1). Эти четыре груза гравитационно взаимодействуют с четырьмя другими, более крупными цилиндрами, насаженными на карусель, которую можно повернуть на произвольный угол. Схема с четырьмя телами вместо двух позволяет минимизировать гравитационное взаимодействие с несимметрично расположенными предметами (например, стенками лабораторной комнаты) и сфокусироваться именно на гравитационных силах внутри установки. Сама нить имеет не круглое, а прямоугольное сечение; это, скорее, не нить, а тонкая и узкая металлическая полоска. Такой выбор позволяет ровнее передавать нагрузку по ней и минимизировать зависимость от упругих свойств вещества. Весь аппарат находится в вакууме и при определенном температурном режиме, который выдерживается с точностью до сотой доли градуса.

Это устройство позволяет выполнять три типа измерения гравитационной постоянной (см. подробности в самой статье и на страничке исследовательской группы). Во-первых, это буквальное воспроизведение опыта Кавендиша: поднесли груз, весы повернулись на некоторый угол, и этот угол измеряется оптической системой. Во-вторых, его можно запустить в режиме крутильного маятника, когда внутренняя установка периодически вращается туда-сюда, а наличие дополнительных массивных тел изменяет период колебаний (этот способ, впрочем, исследователи не использовали). Наконец, их установка позволяет выполнять измерение гравитационной силы без поворотагрузиков. Это достигается с помощью электростатического сервоконтроля: к взаимодействующим телам подводятся электрические заряды так, чтобы электростатическое отталкивание полностью компенсировало гравитационное притяжение. Такой подход позволяет избавиться от инструментальных погрешностей, связанных именно с механикой поворота. Измерения показали, что два метода, классический и электростатический, дают согласующиеся результаты.

Рис. 4. Измерение гравитационной постоянной по состоянию на 2013 год. Зеленая точка — обновленное рекомендованное значение; красная точка — результат нового измерения; черным цветом показаны многочисленные более ранние эксперименты. Изображение из обсуждаемой статьи

Результат нового измерения показан красной точкой на рис. 4. Видно, что это измерение не только не разрешило наболевший вопрос, но и еще сильнее усугубило проблему: оно сильно отличается от всех остальных недавних измерений. Итак, к настоящему моменту у нас имеется уже четыре (или пять, если считать неопубликованные данные калифорнийской группы) разных и при том довольно точных измерения, и все они кардинально расходятся друг с другом! Разница между двумя самыми крайними (и хронологически — самыми последними) значениями уже превышает 20(!) заявленных погрешностей.

Что касается нового эксперимента, тут надо добавить вот что. Эта группа исследователей уже выполняла аналогичный эксперимент в 2001 году. И тогда у них тоже получалось значение, близкое к нынешнему, но только чуть менее точное (см. рис. 4). Их можно было бы заподозрить в простом повторении измерений на одном и том же железе, если бы не одно «но» — тогда это была другая установка. От той старой установки они сейчас взяли только 11-килограммовые внешние цилиндры, но весь центральный прибор был сейчас построен заново. Если бы у них действительно был какой-то неучтенный эффект, связанный именно с материалами или изготовлением аппарата, то он вполне мог измениться и «утащить за собой» новый результат. Но результат остался примерно на том же месте, что и в 2001 году. Авторы работы видят в этом лишнее доказательство чистоты и достоверности их измерения.

Ситуация, когда сразу четыре или пять результатов, полученных разными группами, все различаются на десяток-другой заявленных погрешностей, по-видимому, для физики беспрецедентна. Какой бы высокой ни была точность каждого измерения и как бы авторы ею ни гордились, для установления истины она сейчас не имеет никакого значения. И пока что пытаться на их основании узнать истинное значение гравитационной постоянной можно только одним способом: поставить значение где-то посередине и приписать погрешность, которая будет охватывать весь этот интервал (то есть раза в полтора-два ухудшить нынешнюю рекомендованную погрешность). Можно лишь надеяться, что следующие измерения будут попадать в этот интервал и постепенно будут давать предпочтение какому-то одному значению.

Так или иначе, но гравитационная постоянная продолжает оставаться головоломкой измерительной физики. Через сколько лет (или десятилетий) эта ситуация действительно начнет улучшаться, сейчас предсказать трудно.

Источник

Ученые сделали первый атлас одного из крупнейших астероидов в астероидном поясе – Веста. На основе полученных фотографии большого разрешения от автоматической станции «Dawn» / «Рассвет» /, были сделаны карты с масштабом примерно 2 км на 1 сантиметр.

Как рассказал один из авторов Томас Роач, создание данного атласа – это трудоемкая задача, так как при составлении каждого листа атласа было использовано порядка 400 фотоснимков астероида. Сей атлас показываем нам, какие всё же перепады высот на поверхности Весты. Глубина кратера Северина /Severina crater/, который находится на южном полюсе, достигает почти 18 км, а через несколько сотен км от него начинает возвышаться 7-километровый горный пик.

Атлас был составлен на основе порядка 10 000 фотоснимков с КА «Dawn», который работал на орбите Весты с 16 июля 2011 года до 5 сентября прошлого года, на средней высоте 210 км. Атлас состоит из двадцати девяти карт и сделан в 3-х проекциях: проекция Меркатора, Ламберта и стереографической проекции.

Зонд снимал астероид лишь в то время, когда на севере была так называемая «зима», а значит северный полюс был в темноте, и поэтому, в атлас его не вставили.

Напомним, что Веста была открыта еще 29 марта 1807 г. астрономом из Германии Генрихом Ольберсом /Heinrich Olbers/. Диаметр астероида составляет 530 км, масса 2,67x10¹⁷ т, период обращения 5,342 ч и абсолютная звездная величина 3,20 m.

Для исследования и фотографирования Весты в космос запустили АМС «Dawn». Запуск был произведен в 11:34 UTC 27 сентября 2007 г. с мыса Канаверал. 16 июля 2011 г. зонд достиг астероида. А 5 сентября 2012 г. зонд покинул астероид и направился изучать другой объект – карликовую планету Церера. Прибытие ожидается в феврале 2015 года и в июле 2015 года миссия закончится.

Источник

Аппарат похожий на те, которые используют на Земле для поиска взрывчатых веществ в аэропортах, будет взят в космос в 2018 году, когда состоится миссия ExoMars на красную планету от Европейского космического агентства. Комбинационный спектрометр поможет ученым отыскать следы жизни на Марсе. 

Астробиологи, которые представили свою работу на Европейском планетарном научном конгрессе (ЕПНК) (European Planetary Science Congress) в Лондоне 9 сентября 2013 года, заявили, что спектрометр может быть использован для обнаружения микроорганизмов даже после того, как они подвергаются таким воздействиям, как высокий уровень радиации, что свойственно поверхности Марса. 

В отличие от Земли, у Марса нет устойчивой атмосферы или глобального магнитного поля, поэтому он абсолютно не защищен от потоков радиационных частиц. Космическая радиация является главной проблемой не только для астронавтов, но и для выживаемости примитивных форм жизни на красной планете или даже каких-либо признаков ее бывшего существования. 

Доктор Льюис Дартнелл (Lewis Dartnell) из университета Лестера, который представил результаты проделанной работы на ЕПНК 2013, сказал: «Комбинационный спектрометр является очень чувствительным и подвижным аппаратом. Он в состоянии обнаружить элементы минерализованных глубинных пород, что по существу является микросредой для существования жизни. Но мы также можем использовать его для обнаружения органических молекул и признаков жизни на красной планете».

Источник

Это происходит со всеми типами плоских, дисковых галактик – являются ли они большими, маленькими, одиночными или входящими в состав скопления. Все они утрачивают неправильность и неоднородность в своем внешнем виде, а концентрация их старых звезд предсказуемо уменьшается от яркого центра галактики к ее темному краю. 

Или, как написал в обзоре исследования Кертис Страк (Curtis Struck), астроном из Университета штата Айова: «В галактических дисках все шрамы детства и пятна юности сглаживаются со временем».

Но как это происходит?

По словам Страка, профессора физики и астрономии, автора книги 2011 года «Столкновение галактик», этому было предложено несколько объяснений, но все они относятся только к определенным типам галактик. Не было универсального объяснения экспоненциального падения блеска сходных дисковых галактик.

Пытаясь найти такое объяснение, Страк и Брюс Элмигрин (Bruce Elmegreen), ученый из нью-йоркского исследовательского центра IBM имени Томаса Джона Уотсона, построили компьютерную модель, имитирующую эволюцию галактики. По их мнению, фундаментальный ответ лежит в гравитации неправильных, колампированных структур молодых галактик. 

Страк и Элмигрин в своей работе использовали наиболее простую из возможных галактических моделей, которая включает все основные компоненты: тонкий диск и обращающиеся звезды, подверженные гравитационному воздействию со стороны массивных скоплений.

«Мы обратили внимание на эти скопления», – говорит Страк. «Мы полагали, что кластерные структуры молодой галактики могут быть ответственны и за ее собственное «разглаживание», и за гладкость общего профиля яркости».

Модель показала, что это имеет место. Гравитация таких скоплений межзвездного газа и молодых звезд изменяет орбиты соседних звезд. В некоторых случаях это влияние столь существенно, что отбрасывает звезды с их исходных круговых орбит.

Со временем это «перебрасывание» звезд с круговых на более вытянутые орбиты становится причиной монотонного уменьшения яркости от галактического центра к краю. Этот процесс занимает от нескольких сотен миллионов до нескольких миллиардов лет.

Страк отметил также, что для окончательного объяснения загадки внешнего вида старых дисковых галактик должна быть проделана большая работа. Страк и Элмигрин собираются постепенно включать в свою модель дополнительные физические процессы, чтобы посмотреть, как дополнительное усложнение влияет на то, что они узнали о фундаментальном процессе рассеивания звезд. 

Но даже в таком упрощенном виде модели дали хорошее объяснение вида старых дисковых галактик. «Если галактика имеет некоторые неоднородности, в конце концов все равно получится этот гладкий профиль», - говорит Страк.
Источник

Британский физик профессор Брайан Кокс (Brian Cox) утверждает, что путешествие во времени возможно. К сожалению, с большой оговоркой: если кому-то удастся это сделать, то он сможет путешествовать только в будущее, причем без возможности возвращения. Почему? Путешествие в прошлое невозможно. Скорее всего.

Допустим, вам удалось построить космический корабль, который может развивать скорость, близкую к скорости света. Теория относительности предсказывает, что всего за несколько часов такого движения (в системе отсчета астронавта) на Земле успеют пройти тысячи лет. Таким образом, сверхбыстрый космический корабль оказывается машиной времени! Хотите попасть в еще более далекое будущее? – Двигайтесь еще быстрее. 

«Если вы двигаетесь с большой скоростью, ваши часы замедляются по сравнению с часами неподвижных наблюдателей. Приближение к скорости света замедлит ваши часы настолько, что вы сможете заглянуть на десятки тысяч лет вперед», – говорит Кокс. 

«В общей теории относительности это принципиально возможно. Это связано с так называемыми кротовыми норами – кратчайшими путями в пространстве-времени. Однако, большинство физиков сомневаются в их существовании. Предположение Хокинга о ненарушении хронологии -еще не до конца понимаемая физика - означает, что кротовые норы неустойчивы».

Следствия некоторых уравнений релятивистской теории Эйнштейна предсказывают существование кротовых нор, но через них невозможно путешествовать – это короткоживущие мелкомасштабные аномалии. Для создания кротовой норы понадобилась бы фантастическая форма материи, которая смогла бы стабилизировать вход в нору при помощи отрицательной энергии. 

На данный момент такой вид материи – чистая теория, но если бы ее удалось обнаружить или получить, она оказалась бы чрезвычайно полезной для перемещений во времени и, возможно, межзвездных путешествий. 
Источник

Вода, найденная на Луне в древнейших породах, могла появиться благодаря Прото-Земле. Последние исследования относительно наличия воды в лунных породах на основе данных, полученных благодаря миссиям Аполлон, были представлены Джессикой Барнес (Jessica Barnes) на Европейском планетарном научном конгрессе (European Planetary Science Congress) в Лондоне в понедельник 9-го сентября. 

Луна, в том числе ее внутренняя составляющая, как полагают, более насыщена влажностью, чем считалось ранее. Исследования Барнес и ее коллег позволили сделать заключение, что в лунных апатитах присутствует вода. 

«У нас есть несколько образцов древнейших лунных пород, которые намного старше земных. Древность этих самых пород делает их наиболее подходящими образцами для того, чтобы попытаться понять водную составляющую Луны, после того как она образовалась около 4,5 миллиардов лет назад, а также разгадать, откуда она появилась», - заявила Барнес. 

«Вода, которая скрыта в апатитах на Луне, обладает изотопными свойствами, что свойственно Земле и углеродным метеоритам с хондритовой структурой», - прокомментировала Барнес. «Водородная составляющая лунных образцов и водных источников Земли наводит на мысль о том, что вода на Луне и Земле имеет общее происхождение», - добавила она. 

Источник

Астрономы из университета Техаса уверены в том, что им наконец-то удалось получить ответ на интересующий всех вопрос уже на протяжении 20 лет – каким же образом таинственная «темная материя» распределена в малых галактиках? Академик Джон Джардель (John Jardel) и его помощник Карл Гебхард (Karl Gebhardt) пришли к заключению, что подобное распределение основывается на обычном законе уменьшения плотности от галактического центра. 

Темная материя – это материя, которая не испускает света. Существует множество теорий относительно того, из чего же все-таки может состоять темная материя – из невидимых частиц, потухших звезд. Никто не знает точный ответ. А ведь понимание истинной природы темной материи очень важно. 

Уже на протяжении 20 лет астрономы и теоретики спорят о том, как же темная материя распределяется в галактиках. Астрономы на основе наблюдений, полученных при помощи телескопов, полагают, что темная материя равномерно распределена в галактиках. Теоретики, используя компьютерные модели 90-х годов, считают, что плотность темной материи увеличивается по направлению от галактического центра к его окраинам. 

Джардель занимается изучением этого вопроса уже на протяжении долгого времени, используя как данные телескопов, так и новые компьютерные модели. Он полагает, что все-таки теоретики были совершенно правы.

Источник

Капсула корабля «Союз», в которой находились три астронавта, приземлилась на Землю рано утром в среду после расстыковки с Международной космической станцией. В космосе она пробыла целых 166 дней. 

Американец Крис Кассиди (Chris Cassidy) и россияне Павел Виноградов и Александр Мисуркин покидали капсулу с улыбкой на лице. Приземление состоялось в Казахстане ярким и солнечным утром. 

К месту приземления подлетели несколько вертолетов, а также можно было увидеть медиков и летный экипаж, которые помогали трем астронавтам высаживаться. 

Первоначально произошла расстыковка капсулы от космической станции, а затем астронавтам предстоял полет на Землю, который занял более трех часов. Ранее в космос астронавты отправлялись с космодрома Байконур 29 марта. 

Телевизионный комментатор НАСА заявил, что Мисуркин и Кассиди были доставлены в медицинский центр, где им предстоит пройти ряд тестов на пригодность к будущим полетам. 

В настоящее время Международную космическую станцию обслуживают россиянин Федор Юрчихин, Карен Найберг (Karen Nyberg) из НАСА и итальянец Лука Пармитано (Luca Parmitano). 25 сентября с территории Казахстана будет запущен космический корабль с экипажем из трех человек, которые сменят астронавтов. 
Источник

Согласно новому исследованию признаки жизни на поверхности Марса будут видны, даже если бактерии погибли, получив смертельную дозу радиации. Если, конечно, они вообще когда-то там существовали. 

Тестируя «модель», имитирующую возможный вид микробов на красной планете, исследовательская команда использовала спектрометр комбинационного рассеяния – инструмент такого типа будет на борту марсохода ExoMars в 2018 году – чтобы увидеть, как изменяется сигнал от бактерии под действием все большей дозы радиации.

Авторы исследования считают, что аппаратура ровера сможет зафиксировать присутствие бактерий на Марсе – если они там есть сейчас или были когда-то.

Недавние данные Curiosity показали, что на поверхности Марса человек будет подвержен повышенному риску заболевания раком из-за уровня радиационного фона: у Марса нет ни глобального магнитного поля, которое могло бы защитить его от солнечного ветра, ни достаточно плотной атмосферы. 

Новая модель исследования предсказывает наличие признаков микробов, получивших дозу излучения в 15000 грей, что в тысячи раз больше значения дозы, смертельной для человека. При увеличении радиации еще в 10 раз признаки жизни пропадают. 

«Мы смогли показать, как исчезают следы жизни, когда сильная радиация разрушает молекулы клеток», - заявил Льюис Дартнелл, астробиолог из Университета Лестера, возглавляющий исследование. 

Никто не уверен, что жизнь существует на Марсе сейчас или существовала в прошлом. Марсоход Curiosity предназначен для исследования условий на планете в прошлом, но не разработан специально для поиска самой жизни.

Многие ученые верят в то, что на Марсе могла присутствовать жидкая вода – основываясь на данных трех роверов НАСА и орбитальных спутников. Известно, однако, что вода не является обязательным признаком жизни. 

Источник

Группа ученых из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) показала, что замерзшая вода в виде снега может таять, вызывая селевые потоки на подсолнечной стороне склонов песчаных дюн Аляски даже при температурах, значительно меньших точки таяния воды. Селевые потоки состоят из смеси песка и жидкой воды, которая спускается каскадом по крутым склонам.

Ученые провели свои наблюдения в национальном парке Кобук-Валли, на Аляске. Это холодноклиматический аналог марсианских дюн. Потоки формировались и в те дни, когда температура, непрерывно измеряемая исследователями, оставалась ниже точки таяния воды. Нужно всего несколько минут взаимодействия с поверхностью, которая чуть теплее точки замерзания, чтобы произошло локальное таяние снега и спуск селей вниз по склонам. 

Гипотеза ученых состоит в том, небольшие количества темного песка, перенесенного ветром на белый снег, вызывают появление местных «горячих точек». Энергия солнечного излучения, поглощенная песком, передается лежащему ниже снегу. Это вызывает локальное таяние и, как следствие, селевой поток – при температуре окружающего воздуха, остающейся ниже точки таяния воды. Подобный механизм может быть ответственным за селевые потоки на замерзших марсианских дюнах. 

Селевые потоки на Аляске показывают морфологическое сходство с небольшими потемнениями, которые сезонно появляются в конце зимы на некоторых дюнах Марса. Подобные темные потоки когда-то получили известность как «марсианские деревья» - оптическая иллюзия, оказавшаяся на изображениях орбитального спутника HiRISE. Эти изображения были опубликованы в неправильной ориентации, так что перевернутые потоки, спускающиеся вниз по склонам под действием гравитации, создавали впечатление древовидной структуры. 

Темные пятна не распределены равномерно по всей поверхности замерзших марсианских дюн, а находятся только возле гребней или на крутых склонах. Тонкий слой воды может появиться и спускаться вниз по склону после сезонной сублимации оксида углерода. Большая поглощательная способность освобожденных от углеродного льда темных мест вызывает локальное нагревание на очень небольших участках. Так что орбитальные спутники не в состоянии обнаружить следы этих селевых потоков - слишком слабых при существующих климатических условиях. 
Источник

Наша Солнечная система полна пыли, которая образуется в результате столкновений астероидов и испарений комет. Зодиакальный свет – диффузное, вытянутое вдоль эклиптики сияние сумеречного неба вызывается именно этими мельчайшими частицами. 

Гравитация планет влияет на распределение этих пылевых частичек. Применение радиоинструментов позволило изучить так называемую нанопыль – осколки вещества, размеры которых меньше длины волны видимого света. Из-за своей малости они не могут эффективно отражать солнечный свет, поэтому для их регистрации нужны специальные инструменты. Когда частица нанопыли ударяется о космический корабль, она создает расширяющееся облако ионизованного газа, что может привести к появлению доступного для регистрации импульса напряжения между корпусом корабля и его антенной. 

Под воздействием межпланетного магнитного поля нанопыль может приобрести скорость солнечного ветра – это значительно больше, чем скорости крупных пылевых частиц, вызывающих зодиакальный свет. Семилетняя программа исследования нанопыли проводилась с использованием инструментов космической обсерватории STEREO. В среднем, аппаратура регистрировала 50 ударов (импульсов напряжения) в секунду. Ученые обработали более семисот тысяч наблюдений и пришли к выводу, что эти мельчайшие частицы вносят существенный вклад в общую массу вещества в межпланетном пространстве. Новые результаты обсерватории STEREO, которая регистрирует не только пыль, но и отдельные атомы, помогут улучшить наше понимание Солнечной системы. 
Источник

Космический охотник за черными дырами – аппарат НАСА NuSTAR, получил первую десятку изображений сверхмассивных черных дыр. Этот телескоп способен фокусировать их высокоэнергетическое рентгеновское излучение в детальные изображения. 

Новая черная дыра – одна из сотен, которые, как ожидается, будут открыты в течение следующих двух лет. Гигантские структуры - черные дыры, окруженные толстыми дисками газа - расположены в самом сердце удаленных галактик на расстоянии от 0.3 до 11.4 млн. св. лет от Земли. 

«Мы нашли черные дыры случайно», - объясняет Александр Дэвид, один из участников команды NuSTAR. «Мы исследовали известные объекты и обнаружили черные дыры на заднем плане изображения».

От миссии ожидаются и другие случайные открытия. Наряду с целенаправленными исследованиями выбранных участков неба, команда NuSTAR планирует тщательно просмотреть сотни изображений телескопа с целью обнаружения черных дыр на заднем плане. 

Исследуя изображения, полученные в рентгеновском диапазоне, астрономы надеются раскрыть необъясненные загадки черных дыр. Сколько, например, их может быть во Вселенной?

«Мы подходим ближе к раскрытию тайны, появившейся в 1962», – говорит Александр. «Еще тогда астрономы заметили диффузное фоновое свечение неба в рентгеновском участке спектра, но не были уверены в его происхождении. Сейчас мы знаем: источники этого излучения - далекие сверхмассивные черные дыры, и нам нужны данные NuSTAR, чтобы выяснить их количество».

Рентгеновское свечение, называемое космическим рентгеновским фоном, имеет максимум на частоте высоких энергий, для регистрации которых как раз и разработан NuSTAR , так что миссия является ключом к установлению источника этого фона. Также NuSTAR займется поиском сверхмассивных черных дыр, скрытых плотными слоями газа.

Таким образом, будущие данные миссии расскажут многое о близких и далеких черных дырах. В дополнение к своей основной задаче NuSTAR ведет поиск других экзотических объектов в нашей галактике Млечный Путь.

Источник

Существование пузыря Хаббла может объяснить, по крайней мере частично, различия в результатах измерений скорости расширения Вселенной - следовательно, и ее возраста. Это предложение команды ученых из Института Теоретической Физики в Гейдельбергском университете. В сотрудничестве с коллегами из Нидерландов они развили теоретическую модель, согласно которой Млечный Путь находится в таком космическом пузыре. Исследователи полагают, что пузырь может объяснить некоторые из несоответствий между предыдущими и новыми измерениями спутника Plank. Результаты исследований опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Наблюдаемая Вселенная расширяется со времен Большого Взрыва. Этот процесс продолжается до сих пор, заставляя другие галактики удаляться от Млечного Пути. Современная скорость расширения известна как постоянная Хаббла. Она определяет основные свойства Вселенной - например, возраст, и потому современная космология пытается установить точное значение этой константы. Существует два стандартных метода, и тот факт, что их результаты не совпадают, уже давно является темой дискуссии в научном обществе.

В своих попытках объяснить это различие гейдельбергская группа ученых основывается на предположении, что причина расхождений состоит в физическом явлении, а не в ошибке измерений. По словам доктора Марры, такой причиной может быть пузырь Хаббла. Пузырь - это часть космического пространства с пониженной плотностью вещества. «Давайте предположим, что мы находимся внутри такого пузыря. Материя снаружи будет притягивать ближайшие галактики так сильно, что они будут двигаться быстрее, чем в среднем. В этом случае мы получим завышенное значение постоянной Хаббла, применимое к нашему космическому окружению, но не ко всей Вселенной», - говорит он.

Ученым уже удалось приблизить друг к другу значения константы и они надеются, что дальнейшая работа позволит уменьшить расхождение еще больше. «До сих пор мы использовали сферическую модель пузыря Хаббла. Но скорее всего пузырь обладает асимметрией, и ее учет позволит согласовать данные даже лучше. Если же расхождение, напротив, увеличится, то это будет означать лишь одно: в нашей научной картине космоса все еще не хватает детали», - говорят ученые. 
Источник

Никто не может сказать наверняка, что Вселеннаяпостроена именно так, как это описывают многочисленнее современные теории и модели.

Наиболее широко используемая на сегодняшний день модель не может объяснить все процессы, происходящие во Вселенной. Именно поэтому целесообразно проводить исследования тех частей природы, которые не нашли своё подтверждение в модели. Эта область исследований, называемая «новой физикой», переворачивает наше представление о Вселенной с ног наголову.

Как объясняет аспирант Matin Mojaza с CP3-Origins, новая физика заключается в поиске неизвестных физических явлений, которые к тому же весьма проблематично выявить.

Заручившись поддержкой Stanley J. Brodsky из Stanford University и Xing-Gang Wu из Сhongqing University, Matin Mojaza существенно преуспел в создании нового метода, который призван значительно облегчить поиски новой физики во Вселенной. Метод – так называя «процедура шкалы измерения», заполняет пустые, но очень важные пробелы в ториях, моделях и методах, которые формируют основание для всей физики элементарных частиц на сегодняшний день.

По словам Matin Mojaza, с помощью разработанного им метода, учёные смогут разрешить значительную долю неопределённостей в современных теориях. У многих из нынешних моделей, используемых в физике элементарных частиц, есть одна весомая проблема – все они полагаются на определённые параметры, однозначно установить которые учёным по сей день так и не удалось. Например, Стандартная модель содержит огромное множество неизвестных параметров, как интерпретировать которые – в поддержу либо против теоретической конструкции в физике элементарных частиц – так и остается для учёных загадкой.

Благодаря новому подходу исследователи могут полностью «очистить» свои теории и модели от неизвестных.

Стандартная модель на протяжении последних 50 лет была господствующей теорией, описывающей строение Вселенной. Согласно этой теории 16 (если не учитывать частицы Higgs) субатомных частиц формируют базу для всего во Вселенной. Самой большой проблемой этой модели является то, что она не может объяснить гравитацию и существование темной материи и темной энергии. Кроме того, свойства недавно обнаруженной частицы Higgs, несовместимы со стабильностью Вселенной, описанной в модели.

Mojaza отмечает, что часть Стандартной модели представлена теорией квантовой хромодинамики, и именно эту область науки учёные планируют первой рассмотреть с использованием нового метода, дабы разъяснить все непонятные моменты.

Теория квантовой хромодинамики определяет, как взаимодействуют кварки (такие же как протоны и нейтроны) с друг другом, обмениваясь особыми частицами – глюонами.

Mojaza вместе со своими коллегами из США и Китая полагает, что Стандартная модель должна быть расширена таким образом, чтобы она смогла объяснить Higgs, темную материю и гравитацию. Одна возможность в этом отношении состоит в том, чтобы исследовать так называемую теорию яркости, а другая — теорию суперсимметрии. Согласно теории суперсимметрии, у каждой частицы где-то во Вселенной есть пара. Теория яркости предполагает, что существует некая сила, которая связывает между собой кварки, в результате чего формируются иные частицы – возможно такие как Higgs.

Rolf-Dieter Heuer руководитель европейской организации по ядерным исследованиям CERN (Швейцария), где расположен знаменитый 27 километровый ускоритель элементарных частиц – Большой андронный коллайдер, считает, что поиск новой физики чрезвычайно важен. Согласно ему, Стандартная модель не может считаться окончательной общепринятой теорией, ведь с её помощью можно описать всего 35% всех процессов во Вселенной.

Также, как и CP3-Origins, CERN акцентирует внимание на искоренении старых, изживших себя теорий и подчёркивает целесообразность поисков новой физики.

CP3-Origins – это научно-исследовательский центр в University of Southern Denmark, где проходят исследования в области физике, которые выходят за рамки Стандартной модели. Исследователи центра фокусируются на таких темах как темная материя, её формирование во Вселенной, а также разгадке тайны — из чего всё-таки состоят частицы Higgs.

Источник

Новое исследование магнитных полей экзопланет-гигантов проливает свет на магнитное окружение экзолун. Работа Рене Хеллера из Университета Макмастера (Канада) и Хорхе И. Зулуага из Университета Антиокия (Колумбия) впервые привлекает внимание к исследованию сложных магнитных полей вблизи экзолун и их влиянию на обитаемость этих специфических тел. К сожалению, результаты не слишком ободрительны. Даже луны с наибольшими массами, которых можно ожидать по теории формирования планет, окажутся слишком маленькими по сравнению с Землей. Таким образом, единственная возможность защиты от высокоэнергетической звездной и космической радиации для этих небольших тел – оказаться внутри магнитосферы своей гигантской планеты. В то же время, на близких к планете орбитах экзолуны могут подвергаться периодическому нагреванию, что делает их потенциально непригодными для обитания. 

В своем исследовании ученые определили так называемую «границу обитания» - минимальное расстояние до планеты, на котором должна находиться экзолуна, чтобы избежать парникового эффекта. 

Основная идея работы состоит в вычислении размера магнитосфер гиганских планет, расположенных в «зоне жизни». Планетные магнитосферы – это пузыри полей и плазмы, которая возникает в результате взаимодействия звездного ветра с собственным магнитным полем планеты. Эти пузыри отделяют непосредственную магнитную среду планеты от совершенно иного окружения. Магнитосферы могут быть действительно огромными. Например, в солнечной системе Юпитер окружен магнитосферой, которая простирается до расстояний в 50 раз больших, чем его размер, на дневной стороне и растягивается почти до орбиты Сатурна на теневой, создавая невидимый плазменный хвост. 

Объединение результатов оценки размеров магнитосфер и положения границы обитания привело к очень интересным результатам. Как получили Хеллер и Зулуага, экзолуны, которые являются спутниками планет-гигантов, подобных Юпитеру и находящихся в зоне жизни звезды массой в 0.7 солнечных, будут защищены магнитным полем своей планеты, только в том случае, если их орбита находится к планете ближе, чем граница обитания. Иными словами, такая экзолуна будет либо защищена магнитным полем, либо обитаема, но не то и другое вместе. Впрочем, эти результаты могут зависеть от состава планет. Например, планета подобная Нептуну, но состоящая почти полностью из тяжелых элементов, все-таки могла бы иметь некоторый шанс защитить свои пригодные для жизни луны уже на ранней стадии жизни системы, когда звездный ветер силен. 

Хеллер и Зулуага, таким образом, обращают внимание на возможность обитаемости экзолун и заявляют о необходимости более детального исследования этой задачи. 
Источник

В мае 2009 марсоход Spirit, нарушив своим весом верхний твердый слой почвы, просел и завяз в мягком лежащем ниже слое песка. Песочная ловушка безвозвратно поглотила аппарат, несмотря на то, что в течение многих месяцев инженеры НАСА пытались освободить ровер с помощью дистанционных команд. 

Предотвращение таких неудач требует лучшего понимания террамеханики – взаимодействия между аппаратом и деформируемой им поверхностью. Ученые имеют достаточно хорошее представление о таком взаимодействии, когда передвижной модуль имеет вес порядка тонны. Но для более легких марсоходов ситуация остается неясной. 

Исследователи из Вашингтонского университета и Лаборатории Реактивного Движения (JPL) разработали модель Artemis, которая точно воспроизводит движение ровера по различным типам грунта и ландшафта. 

Модель работает как видеоигра: исследователь дает команду переместиться, например, вперед на определенное расстояние – инструкции, аналогичные тем, что дают инженеры НАСА роверам на Марсе. Моделирование в этом случае предсказывает, как будет двигаться аппарат с учетом свойств подстилающей поверхности, его собственных характеристик и наклона рельефа. 

Группа протестировала Artemis на имеющихся наблюдательных данных, включая реальные траектории движения предыдущих марсианских роверов, и пришла к выводу, что испытуемые модели ведут себя практически как настоящие марсоходы на различных ландшафтах. Также исследователи провели лабораторные эксперименты по движению копии колеса ровера по мелкозернистому грунту, аналогичному марсианскому песку. Тестирование установило взаимосвязь между динамикой колеса и свойствами грунта, и эта информация была использована для дальнейшего усовершенствования модели. 

В будущем Artemis может быть использован для выбора наиболее безопасной траектории движения марсохода Curiosity, которому предстоит передвигаться через более сложный рельеф.
Источник