Новости науки

В далекой-далекой галактике отсутствует темная материя

Все галактики обычно содержат темную материю – и до сих пор ученым не удавалось найти исключения из этого правила. Поэтому когда исследователи открыли галактику, известную как NGC1052-DF2, которая практически не содержит темной материи, они пришли в изумление.

«Обнаружить галактику без темной материи – это большая неожиданность, поскольку эта невидимая, таинственная субстанция является основной частью структуры любой галактики, - рассказал главный автор нового исследования Питер ван Доккум (Pieter van Dokkum) из Йельского университета, США. – В течение десятилетий мы думали, что галактики формируются из сгустков темной материи. После образования таких сгустков начинают протекать все другие процессы: газ падает в гало из темной материи, затем превращается в звезды, число этих звезд растет - и наконец мы имеем галактику, подобную Млечному пути. Однако галактика NGC1052-DF2 бросает вызов современным представлениям о процессах формирования галактик».

В этом новом исследовании были использованы данные наблюдений, проведенных при помощи обсерватории Gemini North и обсерватории им. Кека (обе обсерватории расположены на Гавайях), а также космического телескопа Hubble («Хаббл») и других телескопов, расположенных по всему миру.

Учитывая большой размер и низкую яркость галактики NGC1052-DF2, ученые классифицировали ее как сверхдиффузную галактику, относительно новый тип галактик, который был открыт в 2015 г. Сверхдиффузные галактики оказались на удивление широко распространены во Вселенной. Однако до сих пор ученые не обнаружили ни одной галактики этого типа, в которой отсутствовала бы темная материя.

Чем больше в галактике массы, тем быстрее движутся в ней звезды, и наоборот. Измерив скорости звезд галактики NGC1052-DF2, Ван Доккум и его команда рассчитали, что скорость всех звезд галактики может быть объяснена при помощи массы только лишь видимой материи, из чего следует отсутствие в галактике невидимой темной материи.

Исследование вышло в журнале Nature.

Источник

Ученые из России создали терагерцовый

Физики из Российской академии наук создали генератор Т-лучей, способных разрушать металлические конструкции пока неизвестным науке способом, и проверили его в деле, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Терагерцовое излучение относится к числу самых перспективных направлений исследований в области оптики, микроэлектроники и в других высокотехнологичных сферах. В перспективе волны такого типа можно приспособить для сверхскоростной передачи информации, наблюдения за работой живых клеток в режиме реального времени и множества других целей.

Михаил Агранат из Объединенного института высоких температур РАН в Москве и его коллеги выяснили, что  терагерцовое излучение можно применять и для других целей, создав установку, способную вырабатывать Т-лучи очень высокой интенсивности.

Когда такие лучи сталкиваются с "непрозрачной" для них материей, такой как металл или вода, она их поглощает. При этом лучи вырабатывают электрические поля, мощность которых может сильно варьироваться. В прошлом, как отмечают российские исследователи, сила этих полей была низкой, и их заинтересовало, как поменяется поведение "просвечиваемой" материи при повышении интенсивности этих полей.

Для этого физики собрали и протестировали уникальный терагерцовый "лазер", позволяющий создать электромагнитное поле с напряжением до 100 миллионов вольт на сантиметр длины, что примерно эквивалентно тому, какие поля возникают при ударах молний. По словам ученых, ни одна установка в мире не может достичь подобных показателей.

Открыв этот феномен, физики попытались повторить его и нащупать ту границу, где терагерцовое излучение начинает разрушать металл. Как показали наблюдения, для прожигания необходим достаточно сильный импульс, имеющий энергетическую плотность примерно в 150 милливатт на квадратный сантиметр.

Если мощность излучателя снизится даже на самое небольшое значение, то отверстие в металлической пластине не появится, однако на ее поверхности начнут выступать "шрамы".

В ближайшее время Агранат и его коллеги планируют продолжить эксперименты, в ходе которых они надеются понять, почему Т-лучи начинают "выжигать" отверстия в металле только при достижении определенной энергетической плотности и почему менее мощные импульсы терагерцовых волн оставляют "царапины" на поверхности. Сами же излучатели такого рода можно использовать для тонкой обработки металлов и других целей.

Источник

Открыта горячая, богатая металлами и плотная планета, похожая на Меркурий

Горячая, богатая металлами планета размером с Землю, имеющая плотность, близкую к плотности Меркурия, и расположенная на расстоянии примерно 340 световых лет от нас, была обнаружена и охарактеризована международной командой астрономов во главе с доктором Дэвидом Армстронгом (David Armstrong) из Уорикского университета, Соединенное Королевство.

Получившая название K2-229b, эта планета почти на 20 процентов крупнее Земли, однако она имеет массу, в 2,5 раза превышающую массу нашей планеты. Температура на дневной стороне планеты составляет порядка 2000 градусов Цельсия.

Планета находится очень близко к родительской звезде, на расстоянии всего лишь 0,012 астрономической единицы (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца) от нее. Родительское светило представляет собой активный карлик спектрального класса К среднего размера, расположенный на небе в направлении созвездия Девы. Период обращения планеты K2-229b вокруг своей звезды составляет 14 часов.

Планета имеет очень высокую плотность, близкую к плотности Меркурия, что указывает на большое количество железа. Это говорит о том, что планеты, подобные Меркурию, не так редки во Вселенной, как считалось ранее, говорит доктор Армстронг.

Плотное, богатое металлами вещество планеты K2-229b могло сформироваться в результате выдувания атмосферы с поверхности планеты мощными звездными ветрами, предполагают авторы работы.

Другая возможность состоит в том, что планета K2-229b сформировалась в результате столкновения между двумя гигантскими небесными телами миллиарды лет назад – предположение, аналогичное гипотезе формирования Луны в результате древнего столкновения Земли с другим космическим телом размером с Марс, указывают авторы.

Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.

Источник

Физики создали гаджет, способный извлекать воду из воздуха пустынь

Ученые из MIT создали первый прототип прибора, способного извлекать питьевую воду из сухого воздуха пустыни, используя пористый материал и средство для удаления накипи, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Год назад Вонг и ее коллеги представили публике необычный прибор, способный извлекать пары воды из воздуха, используя тепло и свет Солнца, и накапливать ее внутри пористого материала, так называемого металл-органического каркаса. Подобные материалы используются сегодня для очистки воздуха от паров различных газов и ускорения реакций.

Как обнаружили тогда ученые, подобные конструкции, собранные из молекул средства для удаления накипи и атомов циркония, активно поглощают не водород или улекислоту, а пары воды.  Руководствуясь этой идеей, инженеры из MIT создали простейший "генератор воды". Работает он очень просто – "песок" из частиц МОК поглощает воду из воздуха, а свет Солнца заставляет пары воды покинуть их и сконденсироваться в сосуде, подключенном к этому опреснителю. 

Эта идея, как отмечает Вонг, привлекла огромное внимание со стороны прессы, и вызвала массу критики от других ученых, считавших, что подобный прибор не сможет извлекать воду из сухого воздуха пустыни, как об этом заявляли его создатели.

Инженеры и физики из MIT решили ответить "скептикам", проведя еще один эксперимент, на этот раз уже с более крупной установкой, которой мог бы пользоваться теоретический житель пустыни или "фермеры-влагодобытчики", подобные семье Люка Скайуокера из "Звездных войн", снабжающие водой всю округу.

Собрав подобный прибор, ученые установили его на крыше университета Аризоны в Темпе, где господствовал "пустынный" уровень влажности – около 10-20%, и высокий уровень солнечного освещения. За день такое устройство производило около 250 грамм воды, если в него было загружено около килограмма "песка". 

Для достижения столь неплохих показателей, по словам физиков, им пришлось усовершенствовать конструкцию прибора, поменяв его таким образом, что свет и тепло Солнца прогревали частицы МОК до температуры примерно в 70 градусов Цельсия. Модификации в структуре самого "песка", как отмечает Вонг, помогут утроить его производительность и повысить КПД до 30-40%.

Сама вода, которую производило это устройство, не содержала в себе ионов циркония, молекул средства для удаления накипи и других примесей, и была абсолютно чистой и пригодной для питья. Как надеются ученые, их разработка поможет решить проблему с обеспечением населения Земли чистой водой уже в ближайшие годы.

Источник

Астрономы открывают гигантскую планету, обращающуюся вокруг коричневого карлика

При помощи метода гравитационного микролинзирования астрономы обнаружили новую гигантскую планету, обращающуюся вокруг коричневого карлика, расположенного в балдже нашей галактики Млечный путь. Масса этой вновь обнаруженной планеты, получившей обозначение OGLE-2017-BLG-1522Lb, примерно на 25 процентов больше массы Юпитера.

Событие микролинзирования OGLE-2017-BLG-1522 было обнаружено 7 августа 2017 г. при помощи эксперимента Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), в котором используется 1,3-метровый Варшавский телескоп, расположенный в обсерватории Лас-Кампанас, Чили. Впоследствии международная команда астрономов проанализировала это событие и обнаружила систему, состоящую из коричневого карлика, вокруг которого обращается гигантская планета.

Согласно этому исследованию OGLE-2017-BLG-1522 представляет собой гигантскую планету массой порядка 0,75 массы Юпитера, обращающуюся вокруг родительской звезды на расстоянии примерно 0,59 астрономической единицы (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца). Исследователи указывают, что на 75 процентов уверены в том, что родительская звезда – коричневый карлик – имеет массу порядка 46 масс крупнейшей планеты Солнечной системы. Для однозначного выяснения природы этого объекта, который может оказаться либо коричневым капликом, либо звездой небольшой массы, требуются дополнительные наблюдения, указывают авторы исследования.

Спроецированное расстояние между планетой и родительской звездой показывает, что OGLE-2017-BLG-1522Lb находится за снеговой линией – линией, очерчиваемой вокруг звезды, за которой вещества преимущественно существуют в конденсированном состоянии и интенсивно идет формирование планет. Кроме того, авторы работы рассчитали, что эта система расположена в галактическом балдже.

Работа опубликована на сервере научных препринтов arxiv.org

Источник

Ученые из России и США создали наночастицы для редактирования ДНК

Биологи из MIT, "Сколтеха" и МГУ впервые смогли соединить перспективный геномный редактор CRISPR/Cas9 с наночастицами, способными проникать в клетки человека и других живых существ, и проверили их работу на мышах, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology.

За последние годы биологи создали сразу несколько очень точных и перспективных редакторов ДНК. Они позволяют легко удалять или заменять отдельные гены, не затрагивая при этом остальную часть генома, и даже исправлять мутации длиной в одну "букву"-нуклеотид. Это вызвало революцию в мире науки, однако прорыва в сфере медицины, за исключением пары очень рисковых операций, пока не произошло.

Причина этого в том, что геномные редакторы необходимо доставить в клетку для того, чтобы они могли начать "починку" ДНК, поскольку сами проникнуть туда они не могут. В живом организме эту задачу пока можно решить только одним способом — используя специальные ретровирусы.

Ретровирусы имеют множество недостатков, которые не позволяют применять их в медицинской практике. К примеру, места внутри них не хватает для того, чтобы разместить самые точные версии геномных редакторов, а иммунная система начинает распознавать вирусы после первой инфекции, поэтому их не получается использовать для повторной генной терапии. 

Андерсон и его коллеги, в том числе Виктор Котелянский и Тимофей Зацепин из "Сколтеха" и МГУ, сделали первый шаг на пути решения этой проблемы.

Для создания новых наночастиц ученые проанализировали структуру различных компонентов CRISPR, в том числе "шаблонов" для чтения и вырезания генов, и нашли те участки, которые можно присоединить к другим молекулам, не нарушая при этом их работу. Как оказалось, примерно 30% "букв" в этих шаблонах и в "заготовках" белка Cas9 можно использовать для прикрепления к наночастицам, не вызывая при этом существенного снижения их эффективности.

Используя эти сегменты CRISPR/Cas9, ученые подготовили набор жировых наночастиц, способных проникать внутрь клеток, и покрыли их компонентами геномного редактора. Эти молекулы предназначались для удаления дефектной версии гена PCSK9, связанной с аномально высокими концентрациями холестерина в крови и преждевременной смертью от болезней сердца и сосудов. 

Работу этих наночастиц ученые проверили на мышах. Как показано в ходе данных опытов, наночастицы успешно проникли и исправили дефект PCSK9 примерно у 80% клеток, что снизило уровень холестерина в крови грызунов на 35% и спасло их от преждевременной смерти.

Аналогичным образом "нановерсию" CRISPR/Cas9 можно использовать для борьбы с другими генетическими болезнями.

Источник

Ученые посвящают рождение новой черной дыры Стивену Хокингу

Один из телескопов сети MASTER Global Robotic Net telescopes (MSU), расположенный на острове Тенерифе (Испания, Канарские острова) помог ученым наблюдать гамма-всплеск, вызванный коллапсом одной звезды и формированием на ее месте черной дыры. Обычные телескопы неспособны осуществлять наведение на гамма-всплески с достаточно высокой скоростью, чтобы отследить изменения их яркости и получить информацию об их источниках.

Гамма-всплески регистрируются космическими обсерваториями довольно часто – каждый день. Эти энергетические всплески сопровождают события столкновения нейтронных звезд или коллапса массивной звезды с превращением ее в нейтронную звезду, кварковую звезду или черную дыру. В случае каждого из перечисленных событий выделяются огромные количества энергии, и телескопы могут обнаружить гамма-всплески, даже если те происходят на расстояниях в миллионы и миллиарды световых лет от Земли. Гамма-всплески длятся от нескольких миллисекунд до десятков секунд и регистрируются в различных диапазонах.

«Главной задачей сети телескопов MASTER Global Robotic Net являются наблюдения раннего оптического излучения гамма-всплеска перед его затуханием. В оптическом диапазоне мы наблюдали всё это событие целиком, от начала до конца. Это редкий случай, который выдается лишь два или три раза в год, и, как правило, такие наблюдения всегда проводятся при помощи сети телескопов MASTER», - рассказал руководитель проекта MASTER Global Robotic Net и профессор кафедры физики Московского государственного университета Владимир Липунов.

Сообщение об этом открытии посвящено памяти Стивена Хокинга и опубликовано на веб-сайте Astronomer"s Telegram.

Источник

Британские ученые создали первый постоянный микроволновый лазер

Ученые из Великобритании создали первый мазер, способный работать при комнатных температурах и излучать постоянный поток микроволнового излучения, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Создание этого мазера станет настоящим прорывом в развитии технологий на базе микроволновых излучателей. Мы надеемся, что мазеры будут столь же успешными, как и их оптические коллеги-лазеры", — заявил Джонатан Бриз (Jonathan Breeze), физик из Имперского колледжа Лондона (Великобритания).

Первые мазеры, источники когерентного микроволнового излучения, были параллельно созданы в 1954 году советскими физиками Александром Прохоровым и Николаем Басовым, а также их американским коллегой Чарльзом Таунсом. За это изобретение ученые получили Нобелевскую премию по физике в 1964 году. Мазеры применяются в радиосвязи, радиоастрономии, радиолокации, а также в качестве генератора стабильных частот.

Подавляющее большинство современных мазеров относится к категории газовых излучателей — в них в качестве рабочего тела используются атомы водорода. Такие мазеры устроены достаточно сложно и состоят из многих дорогостоящих компонентов, из-за чего их стоимость может доходить до сотен тысяч долларов. Попытки разработать твердотельные излучатели долгое время были безуспешными — такие приборы функционировали только при температурах, близких к абсолютному нолю, или требовали особых условий работы.

Как рассказывает Бриз, пять лет назад первые установки такого рода были созданы в Национальной физической лаборатории Британии в Теддингтоне, однако у них был один большой недостаток, не позволявший применять их на практике. "Сердце" такого мазера, кристалл из органических молекул, очень быстро разрушался при нагреве, что не позволяло использовать его в качестве постоянного источника микроволнового излучения.

Если подобный алмаз подсветить при помощи луча лазера, или пропустить через него ток, то дефекты внутри него начнут вырабатывать частицы света, обладающие схожими свойствами. Когда физики поместили этот драгоценный камень в специальный резонатор, изготовленный из кусочков сапфира и кольца меди, им удалось заставить его преобразовать луч зеленого лазера в микроволновое излучение и излучать его неограниченно долгое время.

Подобные мазеры, как считают физики, найдут применение в самое ближайшее время в самых разных областях промышленности и быта – в качестве ключевого элемента в детекторах взрывчатки в аэропортах, системах передачи данных и в многих других сферах жизни.

Источник

Марсианский ровер Curiosity отмечает 2000-й по счету «сол» на Марсе

Марсианский ровер НАСА Curiosity недавно достиг важного рубежа своей миссии, проведя 2000-е по счету марсианские сутки на поверхности Красной планеты. Этот мозаичный снимок, сделанный при помощи ровера в январе, предлагает анонс будущих научных исследований.

Сзади на снимке видны очертания горы Шарп, на которую ровер Curiosity «взбирается», начиная с сентября 2014 г. В центре снимка находится новая крупная научная цель ровера – зона, которую ученые уже наблюдали прежде с орбиты и определили, что в ней повышено содержание глинистых минералов.

Формирование глинистых минералов требует присутствия воды. Ученые уже узнали, что нижние слои горы Шарп формировались в результате отложений из озер, которые некогда были разбросаны по дну кратера Гейл. Изучение этой зоны может дать дополнительную информацию о возможном присутствии воды, продолжительности ее существования на поверхности планеты и о том, могли ли быть древние условия на планете пригодны для обитания жизненных форм.

Команда ровера Curiosity в настоящее время анализирует образцы горных пород, отобранные из этих глиносодержащих пород, которые можно наблюдать в центре снимка. Ровер недавно приступил к испытаниям своей установки для сверления пород впервые начиная с декабря 2016 г.

Ровер Curiosity совершил посадку на поверхность Марса в августе 2012 г. и прошел с того времени уже 18,7 километра.

Источник

Новая гипотеза объясняет различия в составе вещества разных планет

Команда исследователей из Копенгагенского университета, Дания, и их коллег из Берлинского музея предложила новое объяснение различия в составе вещества планет нашей Солнечной системы. В своей работе ученые описывают исследование изотопного состава атомов кальция в веществе некоторых метеоритов, происходящих соответственно с поверхности нашей планеты и Марса, и используют полученные результаты для объяснения различий состава вещества этих разных планет.

Многие планетологи согласны с тем, что планеты Солнечной системы имеют общее происхождение, поскольку они образовались из небольших камней, обращающихся вокруг Солнца и составляющих протопланетный диск. Эти камни сталкивались между собой и сливались, формируя все большие и большие по размерам камни, которые в конечном счете становились экзопланетами. С этой точки зрения представляется не вполне понятным, почему состав вещества оказался настолько различным для разных планет. В новой работе астрономы во главе с Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli) из обсерватории Ниццы, Франция, выявляют те факторы, которые послужили причиной возникновения этих различий.

Протопланеты росли с одинаковой скоростью, однако прекратили расти в разные эпохи, указывает команда. Меньшие по размерам камни прекратили расти быстрее, чем крупные. В течение этого времени диск рос за счет нового материала, добавляют они. Вскоре изменения характера материала стали настолько заметными, что состав вещества крупных протопланет стал значительно отличаться от состава вещества меньших по размерам космических камней.

Исследователи разработали эту гипотезу после изучения изотопного состава атомов кальция вещества нескольких метеоритов, называемых ангритами и урейлитами, а также метеоритов родом соответственно с поверхности Земли, Марса и астероида Весты.

Работа опубликована в журнале Nature.

Источник

НАСА создает

Специалисты НАСА и ядерных ведомств США разрабатывают проект восьмитонного космического корабля HAMMER, главной задачей которого будет уничтожение опасных околоземных астероидов гиперзвуковыми или ядерными боезарядами, говорится в статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica.

"Несмотря на то, что сегодня шансы на падения астероида на Землю являются исчезающе малыми, последствия этого будут действительно катастрофическими. Мы попытались понять, как мы можем снизить время реакции на космические угрозы и при этом иметь максимально возможное число опций для ее отражения. Наша главная задача – защитить жизнь на Земле от уничтожения", — рассказал Кирстен Хоули, руководитель проекта из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Ливерморе (США).

Астероидный патруль

В последние несколько десятилетий ученые всего мира активно следят за околоземными астероидами и проводят своеобразную космическую "перепись" среди них, пытаясь понять, насколько они опасны для человечества. Астероидов в околоземном пространстве существует так много, что астрономам пришлось создать специальные шкалы для оценки того, насколько вероятно их падение на Землю.

Несмотря на все это и гигантское количество астероидов, открытых за последние годы при помощи наземных телескопов и инфракрасной орбитальной обсерватории WISE, многие крупные астероиды и бесчисленное множество менее крупных объектов размером с Челябинский метеорит, упавший на Землю в феврале 2013 года.

Как сообщало НАСА еще в 2011 году при первой презентации каталога NEOWISE, сегодня мы знаем лишь о пяти тысячах астероидов размером примерно в сто метров, тогда как их общая численность оценивается в несколько десятков тысяч. Число менее крупных объектов в пределах главного пояса астероидов может быть еще больше и достигать миллиона.

Как рассказывает издание Space Daily, НАСА и Национальная администрация ядерной безопасности провели первое серьезное исследование, направленное на оценку того, как много энергии требуется на то, чтобы  или уничтожить крупный астероид, или заставить его перейти на более безопасную для Земли траекторию движения.

Космический Армагеддон

В качестве первой "мишени" ученые избрали астероид Бенну (1999 RQ36), один из самых опасных и крупных околоземных объектов, к которому сейчас летит зонд OSIRIS-REx. Недра и поверхность этого астероида уже были достаточно хорошо изучены при помощи радаров, что позволяет использовать 1999 RQ36 для точной оценки того, как много усилий нужно, чтобы "сбить" его на разных этапах сближения с Землей.

К примеру, если эту операцию по коррекции траектория движения Бенну проводить за 25 лет до столкновения, то на это потребуется всего семь кораблей HAMMER, детальные планы постройки которых были разработаны Хоули и его коллегами. Если же подобные запуски начнутся за 10 лет до столкновения, то потребуется свыше 34 ударов по астероиду.

Сам по себе одиночный HAMMER, как отмечают ученые, может сбить лишь относительно небольшой астероид, диаметром в 90-150 метров, если он отправится к нему за 10 лет до столкновения. Очевидно, что этого явно недостаточно для адекватной защиты Земли – астрономы открывают многие опасные околоземные астероиды за несколько дней до их сближения с планетой.

Это позволит бороться с астероидами даже в тех случаях, когда они могут столкнуться с Землей в самое ближайшее время, и даст человечеству возможность уменьшить силу удара, раздробив "небесные камни" на части, если их траекторию движения уже нельзя изменить. В ближайшее время Хоули и его команда опубликуют описание "ядерной" версии HAMMER в одном из престижных научных журналов.

Источник

Океаны Марса формировались рано, возможно, с участием вулканических комплексов

Новая гипотеза, которая объясняет появление и исчезновение в течение 4 последующих миллиардов лет предполагаемых марсианских океанов, гласит, что океаны формировались на несколько сотен миллионов лет раньше, чем считалось прежде, и были не настолько глубокими, как предполагалось.

Эта версия, выдвинутая геофизиками из Калифорнийского университета в Беркли, США, связывает существование океанов в ранние годы марсианской истории с формированием крупнейшей в Солнечной системе вулканической системы под названием Тарсис и подчеркивает ключевую роль глобального потепления в процессе формирования на Марсе океанов жидкой воды.

В этом исследовании ученые во главе с Майклом Манга (Michael Manga), профессором наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Беркли оспаривают основные доводы, приводимые сторонниками гипотезы о том, что океаны воды на Марсе никогда не существовали вовсе.

Первый из доводов противников гипотезы «влажного» Марса обращает наше внимание на то, что оценки общего объема гипотетических древних океанов воды плохо согласуются с оценками запасов воды в форме вечной мерзлоты, находящимися сегодня на поверхности Красной планеты, плюс количество воды, потерянной планетой в космос за последние 4 миллиарда лет. Согласно этому сравнению, океаны Марса должны были занимать гораздо меньший объем, по сравнению с их реально наблюдаемым объемом. В своей работе Манга и его команда разрешают это противоречие, указывая, что океаны действительно могли занимать много лет назад меньший объем в связи с тем, что в то время вулканический комплекс Тарсис еще не успел так исказить форму поверхности планеты, как это происходит в настоящее время, и океаны были в то время более мелководными. Второй важный довод сторонников гипотезы «сухого Марса» состоит в том, что высота берегов гипотетических марсианских океанов разнится вдоль линии берега, чего не наблюдается в случае земных океанов, береговая линия которых целиком находится на одном уровне, то есть не демонстрирует перепадов высот. Этот факт объясняется в случае Марса подъемом вулканического комплекса Тарсис, поднявшего частично береговую линию нескольких океанов, считают авторы.

Исследование опубликовано в журнале Nature

Источник

Астероид Оумуамуа, вероятно, происходит из двойной звездной системы

В новом исследовании показано, что Оумуамуа, каменистый объект, идентифицированный как первый подтвержденный астероид из межзвездного пространства, вероятнее всего, происходит из двойной звездной системы.

«Просто удивительно, что теперь мы видели в нашей Солнечной системе физический объект родом из-за ее пределов», - говорит главный автор нового исследования доктор Алан Джексон (Alan Jackson) из Центра наук о планетах Торонтского университета в Скарборо, Канада.

Двойная звездная система состоит из двух звезд, обращающихся вокруг общего центра масс.

В своем исследовании Джексон и его коллеги проверяют эффективность выталкивания космических объектов из двойных звездных систем. Ученые показали, что в таких системах вероятность выталкивания каменистых объектов оказывается сравнима с вероятностью выталкивания ледяных объектов.

«Действительно, кажется странным, что первый объект из межзвездного пространства, который мы наблюдали в Солнечной системе, оказался астероидом, поскольку комету намного легче заметить, к тому же наша планетная система выталкивает значительно больше комет, по сравнению с астероидами», - говорит Джексон.

После того как Джексон и его коллеги показали, что двойные звездные системы эффективно выталкивают каменистые объекты, исследователи заключили, что астероид Оумуамуа, вероятно, происходит из двойной звездной системы. Также авторы работы отмечают, что в родительской системе этого астероида, вероятно, присутствует относительно горячая звезда большой массы, поскольку в системе такой звезды велика вероятность встретить каменистый объект.

Астероид под названием Оумуамуа, что в переводе с гавайского языка означает «разведчик», был впервые замечен при помощи обсерватории Халеакала 19 октября 2017 г. Этот космический камень радиусом 200 метров, двигающийся со скоростью 30 километров в секунду, подошел к Земле на расстояние в 33 миллиона километров в ближайшей к ней точке своей орбиты. Эксцентриситет орбиты (его величина составила 1,2) указал исследователям на то, что орбита астероида является гиперболической, и что он происходит не из нашей планетной системы.

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

Источник

Физики предсказали существование экзотических пустых

Нашу Вселенную могут населять крайне экзотические объекты – так называемые "черные звезды", излучающие не свет, а гравитационные волны, в центре которых царит абсолютная пустота, заявляет астрофизик в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

"Это первое описание того, как отталкивающая сила, порожденная квантовой поляризацией вакуума, может породить некое стабильное состояние внутри массивного объекта. Если такие "светила" существуют в природе, они будут еще более экзотическими и компактными, чем нейтронные звезды, но при этом они не будут превращаться в черные дыры", —  комментирует Грант Тремблей, астрофизик из Гарварда, чьи слова приводит издание Gizmodo.

Сегодня ученые считают, что вакуум, вопреки нашим обыденным представлениям, не является воплощением абсолютной пустоты и просто пустым местом. Он представляет, в соответствии с законами квантовой физики, постоянно волнующееся "море" из бесконечного числа постоянно рождающихся и самоуничтожающихся пар виртуальных частиц и античастиц. Их взаимодействие, по мнению физиков, должно особым образом влиять на поведение атомов и света.

К примеру, это квантовое "море" должно особым образом влиять на поляризацию света при наличии сильных магнитных полей, заставляя его расщепляться и поляризоваться таким же образом, как свет ведет в себя в некоторых кристаллах, заставляющих его распасться на два луча. О существовании подобного эффекта ученые говорят с 30 годов прошлого века, однако им не удавалось его  зафиксировать до настоящего времени.

Этот квантовый эффект, как считает Рауль Кабальо-Рубио, астрофизик из университета Кейптауна (ЮАР), может порождать одни из самых необычных объектов во Вселенной. Они обладают почти такой же плотностью, что и черные дыры, но при этом у них нет горизонта событий, и они не являются сингулярностями и не могут превратиться в них в принципе.

Как объясняет теоретик, виртуальные частицы, рождающиеся в пустоте вакуума, при некоторых условиях, к примеру, при сверхвысоких давлениях и температурах в недрах умирающих "обычных" звезд, начнут сильно поляризоваться и отталкивать друг друга. В результате этого в центральной части таких светил возникнет необычная "несжимаемая" структура, заполненная пустотой, которая будет мешать его гравитационному коллапсу.

По словам Кабальо-Рубио, прочности этой "сферы пустоты" хватит для того, чтобы предотвратить превращение звезды в черную дыру, и при этом сжать ее до сопоставимой плотности и размеров. Этот объект не будет испускать свет и других форм излучения, за исключением гравитационных волн, которые такие "черные звезды" будут порождать во время сближений с другими светилами и прочими компактными структурами.

Существуют ли подобные экзотические "звезды" в реальности, а также то, как именно они рождаются, пока остается предметом дискуссий среди ученых. С другой стороны, Кабальо-Рубио отмечает, что "черные светила" очень похожи по принципам своего устройства на другой тип вырожденных объектов – нейтронные звезды.

По его словам, и в том, и в другом случае светило удерживается от полного коллапса квантовыми феноменами – давлением вырожденного электронного газа в случае с нейтронными звездами, и квантовой поляризацией вакуума в случае с их "черными кузенами". Поэтому, как он считает, открытые ими объекты могут существовать не только в теории, но и в реальности.

Источник

Ученые обнаруживают «радиоэхо» со стороны черной дыры, поглощающей звезду

11 ноября 2014 г. всемирная сеть телескопов приняла сигнал, идущий со стороны системы, находящейся на расстоянии 300 миллионов лет от нас, сформированный в результате события приливного разрыва – вспышки электромагнитной энергии, которая происходит, когда черная дыра разрывает на части проходящую мимо нее звезду. После этого открытия многие астрономы использовали другие телескопы для более подробного изучения этого события.

В новом исследовании астрономы из Массачусетского технологического института и Университета Джона Хопкинса, оба научных учреждения США, открыли радиосигналы, идущие со стороны этого события, которые по ряду признаков демонстрируют сходство с рентгеновским излучением, которое было испущено со стороны этой же вспышки 13 сутками ранее. Исследователи считают, что это «радиоэхо», совпадение которого с обнаруженным ранее рентгеновским излучением составляет свыше 90 процентов, относится к тому же самому событию. Наличие этого излучения, указывают они, свидетельствует о формировании гигантских джетов высокоэнергетических частиц черной дырой при падении на нее большого количества звездного материала.

Дхеерадж Пашам (Dheeraj Pasham), исследователь-постдок из Института астрофизики и исследований космоса Массачусетского технологического института и главный автор нового исследования говорит, что эти две одинаковые, как близнецы, картины распределения по спектру рентгеновского и радиоизлучения указывают на то, что мощность джета, извергаемого черной дырой, находится в зависимости от скорости поглощения ею материала звезды.

В этом исследовании ученые впервые наблюдали, как поглощение отдельной звезды сверхмассивной черной дырой (СМЧД) приводит к формированию джетов. Уникальность изученного в этой работе события состоит в том, что до поглощения звезды СМЧД была неактивной, и это позволило установить однозначную связь между событием поглощения звезды СМЧД и формированием ею джетов, излучающих в радиодиапазоне.

Исследование увидело свет в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Лаборатория по исследованию темной материи готовится получить новый детектор

Исследователи из Хьюстонского университета, США, помогают разрабатывать технологию, которая может помочь разрешить одну из величайших загадок современности – тайну темной материи. Ученые считают, что на темную материю приходится 85 процентов материи Вселенной, но никто точно не знает, что она собой представляет.

Физики из Колледжа естественных наук и математики Хьюстонского университета работают в рамках программы под названием DarkSide, направленной на поиски темной материи в форме слабо взаимодействующих массивных частиц, или ВИМПов (weakly interacting massive particles, WIMPs). В теории, столкновения ВИМПов с ядрами атомов нормальной материи должны сопровождаться небольшим, низкоэнергетическим «отскоком» последних. Наблюдая эти «отскоки», ученые могут зарегистрировать наличие ВИМПов.

В настоящее время для этих целей команда использует детектор под названием DarkSide-50 (DS-50), расположенный под землей в лаборатории Gran Sasso National Laboratory, Италия. Недавно команда повысила чувствительность детектора, перейдя с атмосферного аргона на низкорадиоактивный жидкий аргон, добываемый из подземных источников в штате Колорадо. Однако сейчас исследователями разрабатывается детектор нового поколения, который резко поднимет уровень чувствительности установки.

Новый детектор под названием DarkSide-20k (DS-20k) будет похож по конструкции на детектор DS-50, однако в нем будет использоваться не 50, а 20000 килограммов низкорадиоактивного жидкого азота. Это позволит поднять поиски ВИМПов на новый уровень, считают члены научного коллектива. Кроме того, при помощи этого детектора можно будет искать темную материю не только в форме ВИМПов, но и в других гипотетических формах, отмечают ученые из Хьюстонского университета.

Ожидается, что сбор научных данных по программе обновленного эксперимента начнется в 2021 г.

Источник

Благородные металлы на Марсе указывают на гигантское столкновение

В новом исследовании показано, что гигантское столкновение небесного тела с Марсом, произошедшее свыше четырех миллионов лет назад, может объяснить аномально высокое количество элементов «любящих железо» в веществе Красной планеты.

После завершения формирования планеты путем аккреции на нее в течение некоторого времени продолжает падать материал – этот процесс известен как «поздняя аккреция». В новом исследовании группа ученых под руководством Рамона Брассера (Ramon Brasser) из Токийского технологического института, Япония, объясняет при помощи этого процесса аномально высокие содержания благородных металлов, таких как золото, платина и иридий, в мантии Марса.

Когда протопланеты аккрецируют достаточное количество материала, металлы, такие как железо и никель, начинают погружаться вглубь, формируя ядро. Это объясняет тот факт, что ядро Земли состоит в основном из железа. Ожидается, что элементы, которые легко связываются с железом, также должны находиться преимущественно в ядре. Обнаружение таких элементов, называемых «сидерофилами» («любящими железо»), в мантии планеты может указывать на их более позднее происхождение, то есть доставку их к поверхности планеты в то время, когда ядро планеты уже сформировано, а мантия остывает.

В своей работе Брассер и его команда на основе результатов анализа марсианских метеоритов показывают, что Красная планета получила примерно 0,8 процента от своей массы в результате поздней аккреции. Для увеличения массы планеты на эту величину требуется, чтобы размер небесного тела, участвующего в столкновении с Марсом, составлял не менее 1200 километров, отмечают исследователи.

Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Источник