Новости науки

«Звезда-донор» вдыхает жизнь в «компаньона-зомби»

Астрономы обсерватории Integral Европейского космического агентства стали свидетелями редкого космического события: момента, когда раздувшийся красный гигант «вернул к жизни» своего медленно вращающегося компаньона, ядро мертвой звезды, разразившееся вспышкой рентгеновского излучения.

Эта рентгеновская вспышка была впервые зарегистрирована обсерваторией Integral 13 августа 2017 г. со стороны неизвестного источника, расположенного в направлении плотно населенного звездами центра Млечного пути. Последующие наблюдения обнаружили, что сигнал идет со стороны медленно вращающейся нейтронной звезды, обладающей мощным магнитным полем, которая, вероятно, недавно начала поглощать материю, перетекающую на нее от расположенного по соседству красного гиганта.

Звезды, близкие по параметрам нашему Солнцу, в конце жизненного цикла увеличиваются в размерах, превращаясь в красные гиганты, после чего от них остаются плотные, медленно остывающие ядра, называемые белыми карликами. Более массивные звезды взрываются как сверхновые, и на их месте остается нейтронная звезда или черная дыра.

Двойные звезды не представляют собой ничего необычного, однако эта пара звезд примечательна тем, что относится к редкому классу «симбиотических рентгеновских двойных», насчитывающему не более 10 известных науке представителей.

Согласно исследованию, проведенному командой астрономов во главе с Энрико Боззо (Enrico Bozzo) из Женевского университета, Швейцария, обсерватория Integral запечатлела уникальный момент, когда поток материи, идущий со стороны красного гиганта, достиг нейтронной звезды и впервые вызвал вспышку высокоэнергетического излучения со стороны этого мертвого звездного ядра.

У этой звездной системы была отмечена еще одна странность. Наблюдения показали, что нейтронная звезда вращается очень медленно - со скоростью всего лишь один оборот в два часа, в то время как другие нейтронные звезды совершают множество оборотов в секунду. Кроме того, звезда обладает мощным магнитным полем, характерным для молодых нейтронных звезд. Со временем магнитное поле нейтронных звезд ослабевает. Однако возраст красного гиганта намного превышает возраст нейтронной звезды, если определять его, исходя из мощности магнитного поля. Согласно команде Боззо это противоречие может объясняться либо тем, что магнитное поле нейтронной звезды не ослабело со временем по каким-то причинам, либо тем, что нейтронная звезда сформировалась относительно недавно из белого карлика, на который перетекала материя со звезды-донора, красного гиганта.

Источник

Планетная система с тремя суперземлями

Свыше 3500 внесолнечных планет подтверждены по состоянию на сегодняшний день. Большинство из них было открыто при помощи транзитного метода, и астрономы объединяют кривые блеска звезд при транзитах экзопланет с результатами измерения «покачивания» звезды, вызываемого присутствием планеты, чтобы определить массу планеты и ее радиус, таким образом получая информацию о внутренней структуре планеты. Во время транзита планеты также может быть получена информация об ее атмосфере, поскольку химический состав газовых оболочек планет определяет изменение их проницаемости по спектру. Измеряя глубину транзитного сигнала на различных длинах волн, ученые могут получить информацию о химическом составе атмосферы планеты и ее температуре.

В новом исследовании астрономы во главе с Джозефом Родригесом (Joseph Rodriguez) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, открыли три небольшие планеты, совершающие транзит перед звездой GJ9827, которая лежит на относительно небольшом расстоянии в 100 световых лет от нас. Эти три экзопланеты имеют радиусы, составляющие примерно 1,6; 1,3 и 2,1 радиуса Земли соответственно. Все они относятся к категории суперземель, то есть планет, имеющих массы в диапазоне от массы Земли до массы Нептуна.

GJ9827 является одной из немногих известных ученым звезд, вокруг которой обращается сразу несколько обнаруженных транзитным методом экзопланет размером с Землю, атмосферы которых могут быть подробно охарактеризованы. В действительности, эти три экзопланеты представляют особый интерес, поскольку радиусы двух из них находятся в диапазоне от 1,5 до 2,0 радиуса Земли. Ожидается, что состав планет, массы которых находятся в этом диапазоне, будет промежуточным между газовым и каменистым; более того, до настоящего времени в распоряжении ученых имеется совсем немного таких кандидатов для изучения.

Изученные в этом исследовании планеты обращаются очень близко к родительской звезде – их орбитальные периоды составляют соответственно 1,2; 3,6 и 6,2 суток. Близость к звезде обусловливает высокие температуры на этих планетах, составляющие соответственно 1172; 811 и 680 Кельвинов.

Работа опубликована в журнале Astronomical Journal.

Источник

Как вода изменяет историю происхождения Луны

Просто удивительно, насколько сильно вода может повлиять на историю происхождения Луны. Луна сформировалась примерно 4,4-4,5 миллиарда лет назад, когда неизвестный космический объект столкнулся с протоземлей, находящейся в то время в процессе формирования. В результате этого столкновения образовался диск горячего и частично испаренного материала, который вращался вокруг нашей новорожденной планеты, а затем остыл и сконденсировался в то, что теперь мы называем Луной.

На протяжении многих лет ученые считали, что после этого столкновения молекулы воды диссоциировали с образованием водорода, который вместе с другими элементами, имеющими низкие температуры кипения – так называемыми «летучими» элементами – истекал из диска в космос. В результате этого процесса Луна должна была стать сухой и обедненной летучими элементами, и это вполне согласовывалось с результатами ранних исследований лунных образцов.

Однако новейшие исследования химии Луны указывают на то, что на ней может находиться значительно больше воды, чем предполагалось. Для выяснения причин этого несоответствия между теорией и наблюдениями в новой работе исследователи во главе с Мики Накаджимой (Miki Nakajima) из Института Карнеги, США, построили компьютерную модель столкновения, в результате которого была сформирована Луна, концентрируя внимание на возможности сохранения в составе вещества Луны воды при отсутствии других летучих элементов, таких как натрий и калий.

Накаджима и его группа смоделировали разные температурные режимы столкновения и показали, что при относительно низких температурах диссоциации молекул воды с образованием водорода не происходит, и вода может сохраниться в составе вещества Луны. Однако исследователи так и не смогли в этой работе ответить на вопрос о том, почему в этом случае Луна оказалась обеднена другими летучими элементами, такими как натрий, калий и прочие элементы. Есть вероятность, что эти элементы упали на Землю или они изначально входили в состав вещества Луны, но были потеряны в космос впоследствии, указывают авторы.

Работа опубликована в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Источник

Минералогия лунного кратера, который может стать целью пилотируемой экспедиции

Подробное исследование гигантского ударного кратера, расположенного на обратной стороне Луны, может стать «дорожной картой» для будущих исследователей естественного спутника Земли.

Это исследование, проведенное планетологами из Брауновского университета, США, раскрывает минералогию бассейна Южный полюс — Эйткен, углубления на поверхности Луны диаметром примерно 2500 километров. Этот бассейн считается самым древним и обширным ударным кратером на поверхности Луны, и ученые уже давно присматриваются к нему как к цели для будущих пилотируемых экспедиций.

«Мы подробно рассмотрели минеральный состав вещества этого гигантского ударного кратера, используя новейшие научные данные, - сказал Дэн Мориарти (Dan Moriarty), исследователь-постдок из Центра космических полетов Годдарда НАСА, возглавляющий это новое исследование. – Учитывая тот факт, что этот бассейн является важной целью для будущих исследований и возможного отбора образцов для возврата на Землю, мы надеемся, что результаты нашего исследования помогут более обоснованно выбрать место для высадки будущей экспедиции».

Согласно этим результатам бассейн Южный полюс — Эйткен включает четыре концентрические зоны различного минералогического состава. В центре располагаются отложения вулканического материала, которым поверхность могла быть покрыта уже после столкновения, сформировавшего кратер. Вокруг центральной зоны располагается кольцо, в котором основным материалом является пироксен – богатый магнием материал, характерный для лунной мантии. Это кольцо, в свою очередь, окружено вторым кольцом, в котором пироксен смешан со стандартными для нагорий Луны породами коры. Состав вещества третьего, внешнего кольца почти не демонстрирует признаков наличия материала, непосредственного связанного с древним столкновением.

Эти данные позволяют выбрать оптимальное место для высадки будущей лунной экспедиции и отбора образцов, считают Мориарти и его коллеги. В случае посадки в самом центре кратера будет невозможен отбор материала мантии, вышедшего на поверхность, который представляет наибольший интерес для ученых. Поэтому оптимальным вариантом будет высадка экспедиции и отбор проб грунта на границе между центральной зоной вулканического материала и пироксеновым кольцом, считают авторы, поскольку в данном случае окажется возможным отбор как вулканического материала, так и обнаженного материала мантии Луны.

Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

Источник

Физики создали и сфотографировали квантовую "шаровую молнию"

Физики из Финляндии и США создали и сфотографировали необычный квантовый объект, своеобразный магнитный вихрь, который похож по своему облику и свойствам на обычную шаровую молнию, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

"Крайне удивительно, что нам удалось создать синтетический электромагнитный узел, квантовую шаровую молнию, используя всего два противоположно направленных потока электрического тока. Все это говорит о том, что и природные шаровые молнии такого типа могут возникать в результате обычных ударов грозовых разрядов", — рассказывает Микко Мёттёнен (Mikko Möttönen) из университета Аалто в Хельсинки (Финляндия). 

Шаровые молнии представляют собой шары из раскаленной плазмы, заряженные электричеством. Они периодически появляются в атмосфере во время гроз и живут при этом гораздо дольше, чем обычные молнии. Как именно они возникают и какие процессы управляют их движением, ученые пока не знают и спорят об их природе уже почти полтора столетия.

Мёттёнен и его коллеги предполагают, что шаровые молнии носят не только электрическую, но и квантовую природу, создав полный аналог этой "загадки природы", экспериментируя с так называемыми скирмионами, особыми объектами квантового мира.

Скирмионы представляют собой особые гипотетические частицы материи, обладающие необычными магнитными свойствами, которые делают их похожими или на своеобразного "ежа" или микроскопический вихрь. Кончики игл у такого "ежа" или края урагана заряжены положительно, а тело "животного", или эпицентр урагана – отрицательно.

Такие квантовые "ежи", как считают физики, обладают чрезвычайно высокой стабильностью, что позволяет использовать их в качестве долговечных и экономичных ячеек памяти для спиновых и квантовых компьютеров будущего, а также обычных компьютеров современности.

"Настоящих" скирмионов ученые пока не открыли и не создали, и их ближайшими аналогами являются особые двумерные структуры внутри тонких пленок из магнитных материалов или особых веществ, вроде силицида марганца. Подобные вихри возникают в них сами по себе при особых условиях, к примеру, при температурах, близких к абсолютному нулю.

 

© Lee et al. / Science Advances 2018

Схема устройства трехмерного скирмиона, квантовой квазичастицы

Финские и американские физики создали новую версию этих частиц, имеющую трехмерную, а не двумерную природу, используя другую  квантовую субстанцию – так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна.

Он представляет собой необычную по своим свойствам форму материи, похожую на газ и жидкость, которая ведет себя как один гигантский атом и обладает типичными "атомными" свойствами. Как правило, ученые получают его, охлаждая облако из атомов рубидия и других щелочных металлов до температур, близких к абсолютному нулю.

Как выяснили Мёттёнен и его коллеги, этот искусственный атом можно превратить в трехмерный аналог скирмиона, если поместить его внутрь сильного магнитного поля и особым образом поменять положение спина каждого настоящего атома внутри него. Когда это поле "отключается", внутри конденсата Бозе-Эйнштейна возникает особая квантовая структура, обладающая той же конфигурацией электромагнитных полей, заплетенных в узел, что и шаровая молния.

Ее главным необычным свойством, как отмечает физик, является то, что она существует в подобном виде необычно долго для квантового объекта, несколько сотен микросекунд. Это, по мнению Мёттёнена, говорит о том, что трехмерные скирмионы могут быть "ядром" шаровых молний, которые также живут необычно долго по сравнению с обычными грозовыми разрядами.

Источник

На Энцеладе могли бы существовать земные микробы

Некоторые выносливые земные микробы могли бы, вероятно, выжить на Энцеладе, одной из лун Сатурна. Пищей для них стал бы водород, производимый во время взаимодействия между морской водой и горной породой, предполагает новое исследование.
Микробы, протестированные во время исследования, производят метан как побочный продукт обмена веществ. Это интересно, так как космический аппарат НАСА «Кассини» выявил метан в струе частиц, выброшенных в космос мощными гейзерами Энцелада на южном полюсе.

«Мы смогли показать, что при имитации условий на Энцеладе в лаборатории происходит производство метана», — сказал соавтор исследования Самон Риттманн из Венского университета (Австрия). «Следовательно, часть метана, который обнаружили на Энцеладе, может быть биологического происхождения».
Исследователи под руководством Рут-Софи Таубнер, также из Венского университета, провели первоначальные эксперименты над тремя видами производящих метан архей. Археи похожи на бактерии тем, что у них нет ядра или других связанных мембраной внутренних образований, но от них, возможно, восходит родословная всех живых организмов Земли.
Ученые определили микроб Methanothermococcus okinawensis как лучше всего подходящий для изучения при энцеладоподбных условиях. Поэтому команда подвергла M. okinawensis различным газовым составам и относительно высокому давлению при 65 градусах Цельсия — как раз такова среда в гидротермальных источниках на морском дне Энцелада.
Астрономы пришли к заключению о существовании таких источников на Энцеладе после нескольких наблюдений «Кассини». Например, сатурнианский орбитер заметил крошечные частицы кремния и молекулярный водород (H2) в струе, выброшенной с луны. Их образование можно объяснить взаимодействием горячей воды и горной породы.
M. okinawensis хорошо росла и производила метан во время экспериментов, которые, скорее всего, не были непривычными для микроба. Организм был извлечен из гидротермального источника вдоль побережья японского острова Окинава на глубине почти 975 метров.
Помимо того, Таубнер и ее коллеги смоделировали реакции между водой и горной породой, которые, вероятно, происходят внутри Энцелада. Они обнаружили, что такие реакции вероятно производят много H2 — достаточно, чтобы поддерживать метанообразующие организмы, такие как M. okinawensis, если такие существуют на спутнике Сатурна.
Ученые не заявляют, что метан на Энцеладе биологического происхождения; газ может быть также произведен геологически (в ходе реакций между горной породой и горячей водой, например). Но новые результаты могут быть полезны для поиска жизни в океанах лун Солнечной системы.

Источник

Галактики с небольшими черными дырами могут испускать гамма-лучи

Астрофизики открыли семь галактик, которые могут перевернуть наши представления о том, каким образом размер галактики – и черной дыры, лежащей в ее центре – влияет на ее яркость.

Ранее исследователи считали, что только массивные эллиптические галактики обладают энергией, достаточной для того, чтобы стать блазаром – галактикой, выбрасывающей мощные джеты излучения, протягивающиеся на тысячи световых лет. Однако в новой научной работе коллектив, возглавляемый Вайдехи Палия (Vaidehi Paliya) с кафедры физики и астрономии Университета Клемсон, США, сообщает об открытии семи галактик, относящихся к классу активных спиральных галактик, или сейфертовских галактик, которые, тем не менее, интенсивно излучают в гамма-диапазоне и поэтому могут быть отнесены к классу блазаров.

Чтобы однозначно выяснить природу наблюдаемых ими источников, Палия и ее коллеги намерены теперь получить более глубокие снимки этих галактик в высоком разрешении. Для этого исследователи планируют использовать космический телескоп Hubble («Хаббл»), поскольку наземные оптические телескопы не позволяют вести такие наблюдения из-за искажающего изображения галактик действия атмосферы нашей планеты. Если наблюдаемые источники действительно окажутся спиральными, а не эллиптическими галактиками, это будет означать, что джеты могут быть испущены из окрестностей почти любой черной дыры. Это, в свою очередь, является важным сдвигом парадигмы в астрофизике, считают Палия и ее коллеги.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Ученые обнаружили планету с большими запасами воды в ее атмосфере

Специалисты космического агентства NASA сделали очередное сенсационное открытие, они обнаружили планету с огромными запасами воды в ее атмосфере. Эта планета, получившая название WASP-39b, находится на расстоянии около 700 световых лет от Земли, сообщается в одной из последних статей, опубликованной в журнале Astronomical Journal. 

Дэвид Синг, представляющий британский университет Эксетера, заявил, что теперь ученые могут с высокой долей уверенности заявить, что экзопланеты по химическому составу и своей истории могут коренным образом отличаться от небесных тел, находящихся в Солнечной системе. Этот специалист высказал мнение, что в ближайшем времени астрономы будут находить планеты не только подобные обнаруженной WASP-39b, но и будут находить другие необычные небесные тела за пределами нашей Солнечной системы. 

На примере конкретно этой экзопланеты можно изучать эволюцию космических объектов и выстраивать модель формирования планет. В течение двух последних лет астрономы обнаружили несколько планет, которые по многим параметрам напоминают нашу Землю и претендуют на звание ее «сестры» или «кузины». 

Первая землеподобная планета была обнаружена в районе звезды Проксима Центавра. Затем были обнаружены сразу семь планет, по многим параметрам похожие на Землю, они располагаются в пределах звездной системы TRAPPIST-1 в созвездии Водолея. Ученые относят эти планеты к типу землеподобных, так как они обладают похожими на нашу планету размерами, вращаются на орбите на таком расстоянии, что на их поверхности теоретически может находиться вода в жидком состоянии. 

Почти все такие планеты вращаются вокруг так называемых красных карликов. Последние данные, полученные с космического телескопа «Хаббл», показывают, что на некоторых землеподобных планетах атмосфера действительно содержит влагу. Это косвенно подтверждает версию о наличии любого типа жизни на их территории. 

Причем ученые полагают, что большие запасы воды могут находиться в атмосфере не только землеподобных планет, но и планет-гигантов типа наших Юпитера и Сатурна. Экзопланета WASP-39b находится в созвездии Девы на расстоянии около 700 световых лет от Земли. Ее открыли еще семь лет назад с помощью телескопа Super WASP в Южной Африке. 

Открытие состоялось благодаря тому, что экзопланета систематически заслоняет свет своей звезды и заставляет ее тускнеть. Год на этой планете длится примерно четверо суток из-за близкого расстояния к звезде, размер WASP-39b сопоставим с Юпитером, но масса в три раза меньше этого гиганта. 

Помимо «Хаббла» ученые используют при изучении WASP-39b телескоп «Спитцер». К настоящему времени получены первые детальные данные с этих аппаратов, благодаря которым ученые начали изучать состав атмосферы. 

Уже установлено, что в атмосфере планеты WASP-39b есть не только большое количество аммиака, водорода, метана и других углеводородов, но и есть вода. Причем ее доля может оказаться значительно выше, чем в недрах Сатурна. 

Предполагается, что планета WASP-39b возникла вне пределов своей звездной системы и затем переместилась туда, где она находится сейчас. Механизм такой «миграции» пока ученые объяснить не могут, но намерены получить в скором времени ответ на этот вопрос.

Источник

Сотрудники Института сильноточной электроники СО РАН описали открытое и воспроизведенное ими в лабораторных условиях явление апокампа — формирование голубых и красных струй плазмы, возникающих на изгибе канала импульсно-периодического электрического разряда в различных газах. Открытое явление можно использовать для исследования голубых струй (джетов) и красных спрайтов — световых явлений, наблюдаемых в верхних слоях атмосферы на высотах в десятки километров и образующихся естественным путем над областями с грозовой активностью. Подробнее результаты исследований ученых описаны в журналах Physics of Plasmas и «Письма в ЖЭТФ», а также в книге из серии Horizons in World Physics. Исследование диффузных разрядов атмосферного давления и их применений было поддержаноРоссийским научным фондом (РНФ).

Новое явление ученые впервые наблюдали во время экспериментов по созданию диффузной плазмы атмосферного давления, проводимых в рамках проекта РНФ. Было замечено, что перпендикулярно к середине канала разряда появлялись струи плазмы. Повторив эксперименты, ученые установили место, в котором возникает струя — область изгиба плазменного канала, и явление получило название апокампа от греческих слов από — «от» и κάμπη — «изгиб».

Для возникновения апокампа нужны два электрода и импульсно-периодический генератор, формирующий импульсы высокого напряжения. На электроды подается напряжение. При этом канал электрического разряда должен изгибаться, например, за счет наклона электродов. Плазменная струя формируется от места этого изгиба. Апокамп появляется с бóльшей вероятностью, если в используемом газе или смеси газов есть электроотрицательные компоненты, такие как кислород.

Плазма апокампа состоит из двух частей: отростка, который одной стороной контактирует с каналом импульсно-периодического разряда, и струи — стримера, фронт которого движется со скоростью 100-220 километров в секунду. Температура плазмы апокампа в разных его частях колеблется от 100 °С до 1300 °С.

Открытое явление можно использовать для исследования голубых струй (джетов) и красных спрайтов — световых явлений, наблюдаемых в верхних слоях атмосферы на высотах в десятки километров и образующихся естественным путем над областями с грозовой активностью. Интерес к их изучению существенно возрос в последние годы благодаря появлению все более совершенных технических средств наблюдения: как космических станций, так и специальных самолетов-лабораторий.

Эксперименты, проведенные в лаборатории оптических излучений Института сильноточной электроники (ИСЭ) СО РАН, показали, что многие свойства голубых джетов и красных спрайтов совпадают со свойствами апокампов при соответствующих давлениях. Так, фронты голубой струи и апокампа движутся с одинаковой скоростью, а спектральные характеристики голубых струй и красных спрайтов совпадают со спектральными характеристиками апокампа. Кроме того, апокампы, голубые струи и красные спрайты схожи по цвету и форме. Например, голубые струи также состоят из двух частей. Нижняя, примыкающая к грозовому облаку, имеет, как и отросток в апокампе, белый цвет. Верхняя часть имеет форму голубой струи и является стримером.

«Так как высотные атмосферные разряды изучать очень сложно и эти работы связаны с большими материальными затратами, благодаря открытию режима разряда с апокампом часть этих исследований можно проводить в лабораториях, создавая миниатюрные голубые струи и красные спрайты. Это значительно проще, чем в естественных условиях», ‒ добавил один из авторов работы, руководитель гранта и лаборатории оптических излучений ИСЭ Виктор Тарасенко.

Источник

Низкая скорость звездообразования в центре Галактики объясняется турбулентностью

По сравнению с другими галактиками Вселенной Млечный путь представляет собой относительно «спокойное место». Во Вселенной существуют галактики, яркость которых превосходит яркость нашей галактики в тысячи раз, поскольку в Центральной молекулярной зоне (Central Molecular Zone, CMZ) таких галактик присутствует теплый газ. Нагрев этого газа осуществляется звездами, стремительно формирующимися в окрестностях сверхмассивной черной дыры (СМЧД) близ ядра галактики.

В центре Млечного пути тоже лежит СМЧД, называемая Стрелец А*, а также имеются запасы газа для формирования новых звезд. Однако по некоторым причинам скорость звездообразования в CMZ нашей Галактики оказывается ниже среднего уровня. Для выяснения причин этого противоречия международная команда астрономов провела обширное и разностороннее изучение CMZ Млечного пути.

Исследователи во главе с Дэниэлом Уолкером (Daniel Walker) из Объединенной обсерватории ALMA и Национальной астрономической обсерватории Японии изучили набор из 13 звездных ядер больших масс (50-2150 масс Солнца), находящихся в «пылевом гребне» CMZ. Эти ядра являются зародышами новых звезд. Согласно полученным командой результатам скорость звездообразования в CMZ оказалась примерно равна скорости звездообразования в диске Галактики, несмотря на то, что давление газа в CMZ на несколько порядков выше.

Для объяснения этих результатов исследователи предлагают использовать известную теорию, согласно которой скорость звездообразования в центре Галактики затруднена вследствие высокой степени турбулентности газовых потоков. Команда измерила спектральными методами скорости движения молекул формальдегида в газе вокруг исследуемых звезд и подтвердила, что скорость движения частиц газа, а следовательно, и степень турбулизации газовых потоков, в этой области очень высока. Высокая скорость частиц газа повышает его пороговую плотность, при которой начинается интенсивное звездообразование, считают Уолкер и его коллеги.

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

Источник

Выбросы со стороны черных дыр превращают супернептуны в каменистые планеты

Команда астрофизиков и планетологов прогнозирует, что планеты, подобные Нептуну, которые входят в состав планетных систем звезд, расположенных близ центра Млечного пути, были превращены в каменистые планеты за счет действия выбросов близлежащей сверхмассивной черной дыры (СМЧД).

В этой новой работе были объединены результаты компьютерного моделирования с данными наблюдений экзопланет, а также наблюдений звезд и черных дыр в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах.

«Кажется, на первый взгляд, довольно странным предполагать, что черные дыры влияют на эволюцию планет, однако именно такой процесс протекает в центре нашей Галактики», - сказал главный автор исследования Говард Чен (Howard Chen) из Северо-западного университета, штат Иллинойс, США.

Чен и коллеги изучили окрестности СМЧД нашей галактики Млечный путь, рассмотрев влияние жестких излучений, формируемых при падении материи на черную дыру, на планеты, расположенные на расстоянии не более 70 световых лет от этой СМЧД, имеющей массу порядка 4 миллионов масс Солнца и называемую Стрелец А*. В исследовании были проанализированы свойства экзопланет массами в диапазоне от массы Земли до массы Нептуна.

Согласно полученным результатам рентгеновское и УФ излучение, идущее со стороны СМЧД Стрелец А*, «сдувает» большую часть толстых газовых атмосфер таких планет, оставляя в ряде случаев лишь каменистое ядро. Сформированные таким образом планеты относятся к классу суперземель (каменистых планет массой больше массы Земли, но меньше массы Нептуна). Исследователи считают, что этот механизм отвечает за формирование основного массива суперземель в окрестностях центра Галактики.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Астрономы проникают в природу сверхярких нейтронных звезд

В 1980-х гг. были открыты экстремально яркие рентгеновские источники, расположенные во внешних областях галактик, вдали от сверхмассивных черных дыр, лежащих в их центрах. Сначала исследователи считали, что эти космические объекты, получившие название сверхярких рентгеновских источников (ultraluminous X-ray sources, ULXs), представляют собой массивные черные дыры, массами свыше 10 масс Солнца. Однако наблюдения, начатые в 2014 г. при помощи обсерватории НАСА NuSTAR и других космических телескопов, показали, что некоторые из ULX-источников, яркость которых в рентгеновском диапазоне сравнима с яркостью миллионов Солнц, на самом деле представляют собой нейтронные звезды – ядра сгоревших массивных звезд, вспыхнувших как сверхновые. К настоящему времени три ULX-источника были отождествлены с нейтронными звездами.

В новом исследовании астрономы во главе с Мюрреем Брайтмэном (Murray Brightman) из Калифорнийского технологического института, США, используя данные наблюдений, проведенных при помощи космической рентгеновской обсерватории НАСА Chandra («Чандра»), идентифицировали четвертый по счету ULX-источник как нейтронную звезду – и получили новые подробности о природе этих загадочных объектов. Наблюдая ULX-источник, расположенный в галактике Вертушка, или М51, лежащей на расстоянии примерно 28 миллионов световых лет от нас, команда Брайтмэна выяснила, что эта нейтронная звезда может иметь мощное магнитное поле, благодаря которому преодолеваются силы светового давления, действующие на материю, аккрецируемую нейтронной звездой, и падение материи облегчается, в результате чего яркость источника, обусловленная выделением гравитационной энергии, резко возрастает.

Исследование вышло в журнале Nature Astronomy.

Источник

Ученые раскрывают происхождение звездных скоплений гало Млечного пути

Астрономы изучили небольшую популяцию звезд, лежащих в гало нашей галактики Млечный путь, и обнаружили, что химический состав вещества этих звезд близок химическому составу вещества звезд Галактического диска. Это сходство позволяет заключить, что происхождение изученных в работе звезд связано с самим диском, а не со сталкивающимися карликовыми галактиками. Причиной такой миграции звезд из диска в гало являются, вероятно, теоретически предполагаемые осцилляции диска Млечного пути как целого, вызываемые приливным взаимодействием нашей Галактики с проходящей мимо массивной галактикой-спутником.

Наша галактика Млечный путь относится к спиральным галактикам и включает обширный диск, богатый звездами, вокруг которого располагается «шар» темной материи с меньшей, по сравнению с диском, плотностью распределения звезд, называемый гало.

Международная группа астрономов под руководством доктора Марии Бергеманн (Maria Bergemann) из Института астрономии Общества Макса Планка в Гейдельберге, Германия, изучила 14 звезд, входящих в состав двух различных звездных структур гало нашей Галактики, Треугольник-Андромеда и А13, расположенных по разные стороны от плоскости диска, на расстоянии примерно 14000 световых лет от нее. Изучив спектры высокого разрешения звезд этих скоплений, полученные при помощи телескопа им. Кека и Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, команда Бергеманн установила химический состав вещества этих звезд, который оказался близок химическому составу вещества звезд диска Галактики. Это позволило исключить альтернативную гипотезу происхождения этих звездных скоплений, согласно которой они образовались при слиянии карликовых галактик-спутников Млечного пути. Предложенная командой версия происхождения этих звездных структур включает осцилляции, или «волны» в диске, вызываемые взаимодействием гало темной материи и диска Млечного пути с проходящей мимо массивной галактикой-спутником. В результате осцилляций часть звезды была выброшена из диска в гало, считают авторы статьи.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Новая «дорожная карта» поможет защитить астронавтов от

Международная команда исследователей опубликовала «дорожную карту», отражающую возможные направления повышения сопротивляемости организма человека воздействию космической радиации, которое испытывают на себе все люди, находящиеся в космосе.

В этой «дорожной карте» представлены основные возможные пути повышения сопротивляемости организма человека к воздействию радиации, включая повышение эффективности эндогенных механизмов восстановления и защиты; методы генной терапии, такие как повышение сопротивляемости радиации путем переноса экзогенных и искусственно синтезированных генных комплексов, осуществляющих защиту и восстановление поврежденных участков ДНК; замещение органических молекул усиленными изомерными формами; комбинацию регенеративных и аблативных технологий; а также методы снижения метаболической активности при сохранении когнитивных функций. В заключительной части отчета описано влияние сопротивляемости действию радиации на продолжительность жизни и делается вывод о том, что повышение сопротивляемости организма человека к действию космических излучений способно существенно повысить продолжительность жизни астронавтов.

«В работе показаны те средства, которые уже доступны или будут доступны в ближайшем будущем медицине для повышения сопротивляемости организма человека к действию ионизирующих излучений. Кроме того, развитие этих средств может привести к рывку в развитии гражданской биомедицинской геронтологии – важного научного направления, особенно актуального сегодня, в период демографического старения населения мира», - рассказал Франко Кортезе (Franco Cortese), один из авторов работы и заместитель директора Фонда биогеронтологических исследований.
Источник

Новая модель поможет оценить возможность существования жизни на Европе

Ледяной спутник Юпитера Европа представляет собой важную научную цель для астробиологов, поскольку является одним из немногих мест в Солнечной системе, где могут поддерживаться условия, пригодные для обитания жизненных форм. Под корой Европы, составляющей в толщину примерно 10 километров, находится океан жидкой воды глубиной свыше 100 километров. Гигантский источник энергии, производимой в результате гравитационного взаимодействия с Юпитером, поддерживает эту воду теплой.

Поэтому Европа так интересна ученым. Американское космическое агентство НАСА планирует миссию к Европе, примерно в 2030-е гг., для изучения обитаемости ледяного спутника Юпитера и поисков биологической активности в подповерхностном океане. Это реальный проект, работа над которым уже ведется в настоящее время.

В новой научной работе группа бразильских исследователей, возглавляемая Тьяго Альтаиром Феррейрой (Thiago Altair Ferreira), оценивает обитаемость Европы на основе изучения аналогичных условий на Земле. Такие условия были обнаружены в шахте Мпоненг, Южная Африка, на глубине 2,8 километра, где обитают бактерии-экстремофилы вида Candidatus Desulforudis audaxviator, способные существовать без солнечного света, используя радиолиз воды, то есть ее разложение под действием ионизирующего излучения. Радикалы, полученные таким образом из воды, атакуют молекулы пирита (FeS2) окружающих горных пород, превращая их в сульфат железа (FeSO4), способный служить источником энергии для этих бактерий.

Согласно выводам бразильских ученых для протекания процессов, аналогичных изученным в данном исследовании, на Европе требуется, во-первых, наличие источника ионизирующего излучения – радиоактивного вещества, например, урана – а во-вторых, пирита, существование которого на Европе вполне вероятно, поскольку в ее составе обнаружены элементы железо (Fe) и сера (S).

Источник