Новости науки

Обнаружены аномальные сигналы, предположительно искусственного происхождения

Канадские астрономы из университета Лаваля во Франции, засекли аномальные, не свойственные звездам сигналы идущие из космоса, некоторые из них произошли в нашей галактики.

Они представляют собой световые импульсы, разделенные постоянным временным промежутком.

Однако это не обязательно сигналы от представителей внеземного разума - неисправность приборов ученые не исключают. Этому так же может быть другое научное объяснение. Так что на все 100 процентов утверждать о исскуственном происхождении сигналов повода пока что нет.

Но все-же это так же может быть сигнал от представителей внеземного разума.

Ранее от астрофизики сообщали, что из космического пространства периодически приходят радиосигналы, происхождение которых не поддается современному научному объяснению. Западные астрономы считают, что,данные сигналы исходят от представителей внеземного разума. Есть версия, что их место зарождения - очень удаленных звездных систем, которые невозможно или очень сложно заметить пользуясь современными научными приборами.

Источник

Открытие ученых из России в фотонике признали прорывом года

МОСКВА, 27 ноя – РИА Новости. Созданный российскими учеными трехмерный метаматериал, который позволяет управлять распространением света и электромагнитных волн без потерь энергии, попал в число главных научных открытий этого года по версии журнала Optics & Photonics News.

"Благодаря трехмерным изоляторам мы можем добиться такого поведения электромагнитных волн, которое раньше было технически недостижимо. На сегодняшний день невозможно создать оптический волновод без дефектов поверхности. Из-за них сигнал постепенно затухает, и в какой-то момент его уже невозможно уловить. С помощью топологических систем мы сможем избежать возникающих оптических потерь", †объясняет Александр Ханикаев, профессор Городского университета Нью-Йорка (США).

Каждый год журнал Optics & Photonics News, профессиональное издание для физиков, специализирующихся на свойствах света и создании фотонных устройств, называет 30 самых важных научных открытий в этой научной области.

В нынешнем году в их число попало устройство, созданное в стенах Университета ИТМО в Санкт-Петербурге. Используя теоретические наработки Ханикаева, Алексей Слобожанюк и его коллеги представили первый в мире "трехмерный" топологический изолятор, способный управлять движением света.

Речь идет об особом материале, поверхность которого может проводить ток, а внутренняя часть остается изоляторами или полупроводниками. Физики достаточно давно пытались приспособить их и для передачи света и других электромагнитных волн, однако этому мешали две вещи – громоздкость оптических топологических изоляторов и высокие потери энергии, неизбежно возникавшие в процессе их работы.

В 2015 году физики из Международного научного центра нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО совместно с коллегами из Австралийского национального университета первыми экспериментально реализовали компактную топологическую структуру, в которой можно полностью контролировать локализацию света на очень маленьких масштабах.

"Работа началась с исследования одномерной структуры. По сути, это цепочка из нанодисков, в которой электромагнитное поле локализуется на том или ином конце. Мой коллега Александр Поддубный предложил теоретическую идею, потом мы сделали эксперимент в микроволнах и в оптике совместно с Иваном Синевым и Антоном Самусевым", †рассказывает Слобожанюк.

Позже российские ученые использовали идеи Ханикаева для создания двумерной и трехмерной версии подобного топологического изолятора, теоретическое описание которого было опубликовано в престижном научном журнале Nature Photonics.

"Экспериментально реализовать трехмерную структуру гораздо сложнее, но Алексей Слобожанюк и его коллеги из Университета ИТМО активно работают над этим. Сейчас Алексей готовится получить степень доктора наук в Австралии, а затем он вернется в Университет ИТМО, чтобы развивать здесь новое научное направление. Я поддерживаю его решение. Очень важно, чтобы молодые ученые видели перспективы развития здесь, а не только за рубежом", − рассказывает Юрий Кившарь, соруководитель Центра нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО и профессор Австралийского национального университета.

Источник

На МКС обнаружены космические бактерии

На поверхности российского сегмента МКС обнаружены живые бактерии внеземного происхождения, сообщил космонавт Антон Шкаплеров в интервью ТАСС.

По его словам, микроорганизмы были собраны ватными тампонами с внешней стороны станции во время выходов экипажа в открытый космос. «При запуске модуля МКС их не было. Значит, они прилетели откуда-то и поселились на обшивке. В настоящее время их исследуют ученые, но, скорее всего, они безопасны», — сказал Шкаплеров.
Земные бактерии, оказавшиеся на МКС, тоже выжили, отметил космонавт. Одни из них были случайно завезены с различными материалами, другие специально помещены на борт станции для изучения их поведения в условиях открытого космоса.
Минувшей весной Роскосмос сообщил о завершении космического эксперимента «Тест», в рамках которого было взято 19 проб пыли с поверхности МКС. Позже в образцах было выявлено наличие типичных земных микроорганизмов, обитающих в море и на суше.

Источник

Для обнаружения жизни на Марсе нужно исследовать «особые области»

Международная команда исследователей недавно провела новый теоретический анализ, который показал необходимость изучения так называемых «Особых областей» поверхности Марса. Авторы работы призывают к смягчению правил защиты планет от биологических загрязнений земного происхождения, что позволит отправить роботизированные аппараты для поисков следов жизни в Особых областях поверхности Красной планеты.

Комитет по космическим исследованиям (Committee on Space Research, COSPAR) определяет Особые области поверхности Марса как зоны, в пределах которых земные организмы имеют возможность распространяться, или зоны с повышенной вероятностью присутствия марсианских жизненных форм. Однако политика защиты планет от биологических загрязнений земного происхождения накладывает строгие ограничения на исследование этих зон.

Учитывая тот факт, что до сих пор ни одна из марсианских миссий не исследовала Особые области, группа ученых под руководством Альберто Ж. Файрен (Alberto G. Fairen) из Астробиологического центра, Мадрид, Испания, призывает к смягчению правил защиты планет от загрязнения земными жизненными формами.

Команда Файрена считает, что текущие стандарты чистоты для Особых областей поверхности Марса являются слишком строгими, и поэтому множество интересных возможностей исследования этих областей остаются нереализованными. Авторы предлагают открыть доступ к Особым областям поверхности Красной планеты аппаратам с таким уровнем чистоты, как у роверов НАСА Curiosity и Mars 2020 или миссии ЕКА ExoMars.

«В настоящее время аппарату миссии ExoMars запрещено приближаться к Особым областям, а значит, мы будем искать жизнь на Марсе во всех областях поверхности кроме тех, где вероятность встретить ее существенно выше», - замечает Файрен.

Источник

Поверхность Луны была обновлена после затвердевания коры

История формирования Луны представляется современным ученым весьма «бурной». Образовавшаяся из осколка Земли, который был выбит из нашей планеты в результате мощного космического столкновения, Луна пребывала на первых этапах своего формирования в расплавленном состоянии, то есть на ее поверхности находился глобальный океан расплавленной магмы, который лишь через некоторое время постепенно охладился и затвердел, сформировав ту твердую поверхность, которую мы наблюдаем на Луне сегодня.

При определении минерального состава вещества поверхности Луны исследователи с удивлением обнаружили, что она состоит почти полностью (на 98 процентов) из одного минерала – плагиоклаза. Для объяснения этого факта была предложена гипотеза, согласно которой слой плагиоклаза «всплывает» в океане магмы в ранние годы формирования Луны, чтобы затем при кристаллизации дать почти чистый минерал, покрывающий собой всю поверхность естественного спутника Земли. Эта гипотеза основана на допущении о том, что вязкость расплава магмы имела достаточно низкое значение для быстрого всплывания слоя плагиоклаза в смешанном исходном расплаве. В новом исследовании команда ученых во главе с Ником Дайгертом (Nick Dygert), ассистент-профессором Университета Теннесси, США, решила проверить при помощи лабораторных экспериментов, могла ли вязкость расплава на самом деле иметь достаточно низкие для протекания предлагаемых процессов значения вязкости.

Проведя эксперименты в лаборатории с разогревом и расплавлением смеси горных пород, близкой по составу веществу Луны, при помощи рентгеновского излучения синхротрона, команда Дайгерта подтвердила, что вязкость расплава действительно была очень низкой, и слой плагиоклаза при такой вязкости имел возможность успеть всплыть на поверхность расплава. Однако вместе с тем ученые обнаружили, что всплывший слой плагиоклаза не мог в этих условиях достичь чистоты 98 процентов, поскольку оказывался загрязнен другими составляющими расплава. Поэтому, опровергая в результате проведенной лабораторной проверки исходную гипотезу, команда Дайгерта предложила другую версию, согласно которой исходный верхний слой коры Луны мог быть удален с ее поверхности в результате вторичных процессов, таких как падения астероидов, обнажая нижележащие слои из чистого плагиоклаза.
Источник

Физики ЦЕРН открыли новый сверхтяжелый "магический" изотоп

МОСКВА, 24 ноя – РИА Новости. Наблюдения за поведением нестабильных атомов меди помогли физикам из ЦЕРН доказать, что никель-78 является двойным "магическим" изотопом с необычно высокой стабильностью. Это шаг к открытию стабильных сверхтяжелых элементов, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

"Изотопы с "магическим" числом протонов и нейтронов крайне интересны, так как они могут многое рассказать о том, что происходит в недрах Солнца и других звезд прямо сейчас и в конце их жизни. В целом они раскрывают тайны рождения элементов и позволяют понять, в какую сторону движется Вселенная", — заявил Андрэ Велкер (Andree Welker), один из участников коллаборации ISOLDE.

Магия цифр

Все ядра элементов тяжелее водорода состоят из двух типов элементарных частиц – протонов, заряженных положительно, и нейтронов, не имеющих заряда. Их число определяет, насколько атом стабилен. При избытке частиц ядро старается избавиться от лишних протонов или нейтронов, выбрасывая альфа-частицу ("голое" ядро гелия-4) или же превращая один из нейтронов в протон или наоборот.

В редких случаях, когда нейтронов в атоме гораздо больше, чем протонов, такой распад приводит к выделению свободных нейтронов или пар нейтронов и электронов. Пока ученые не знают, как часто это происходит и какие именно процессы заставляют нестабильное ядро так себя вести. Это мешает точно определить, какие элементы формируются в звездах и как нейтроны влияют на поведение топлива в ядерных реакторах. 

Ситуация осложняется тем, что есть целый набор элементов с так называемым "магическим числом" протонов и нейтронов: 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Они обладают заметно более высокой стабильностью, чем предсказывает теория, и не распадаются так, как описано выше. Как полагают ученые, выявление принципов нейтронного распада ядер позволит вычислять "магические" числа теоретически, а не искать их вслепую.

Все эти тайны, как отмечает Велкер, пытается раскрыть проект ISOLDE – один из самых долгоживущих ускорителей и "изотопных фабрик" ЦЕРН, начавший работу в 1967 году.

В рамках этого эксперимента ученые обстреливают пучками протонов мишень на основе урана. Большая часть частиц пролетает сквозь этот экран, но некоторые взаимодействуют с его атомами и превращают их в другие химические элементы. Детекторы ISOLDE измеряют массу и прочие свойства этих элементов, что позволяет искать новые "магические" изотопы.

Сверхновая в лаборатории

По словам ученого, изучать такие вещества довольно сложно, так как они возникают в ускорителе крайне редко и распадаются очень быстро. Яркий пример — никель-78, сверхтяжелый изотоп, не существующий на Земле, но являющийся одним из главных продуктов термоядерных реакций внутри сверхновых.

Его редкость подчеркивает то, что совсем недавно ученые практически ничего о нем не знали, в том числе и его период полураспада, который составляет, как показали опыты на установке NCSL в 2005 году, примерно 110 миллисекунд. С другой стороны, никель-78 всегда интересовал астрономов и физиков-теоретиков, так как он отличается сразу двумя "магическими числами" (28 протонов и 50 нейтронов) и играет важную роль в рождении урана и других сверхтяжелых элементов.

Велкер и его коллеги смогли доказать, что этой действительно "магический" изотоп, наблюдая за его соседом по периодической таблице Менделеева — нестабильной медью-79, распадающейся примерно за то же время.

У таких элементов тоже есть довольно необычные свойства, наблюдая за которыми можно изучать "магические" изотопы, проводя экспериментов с ними самими. К примеру, разница в массе меди-79, никеля-78 или меди-78 должна быть меньше, чем различия в весе между более легкими изотопами меди.

Руководствуясь этой идеей, ученые создали большое количество атомов меди и измерили их массы. Опыты показали, что нейтроны и протоны в атомах меди-79 и меди-78  действительно сцеплены друг с другом сильнее, чем в других изотопах этого металла, что подтвердило магическую природу их соседа, никеля-78.

Это открытие, как отмечают физики, позволяет ЦЕРН приступить к поискам еще более тяжелых "магических" элементов и открытию новых элементов с крайне нестандартным расположением протонов и нейтронов, природу которых еще предстоит раскрыть.

Источник

Космическая пыль может переносить жизнь между планетами

Жизнь на нашу планету могла быть занесена с биологическим материалом, доставленным на Землю на поверхностях частиц космической пыли, сообщается в новом исследовании.

Быстродвижущиеся потоки межпланетной пыли, которые постоянно бомбардируют нашу планету, могли доставить крохотные организмы с далеких планет или захватить с собой земные организмы, чтобы затем доставить их к другим планетам, согласно этому исследованию.

Эти потоки пыли могут сталкиваться с биологическими частицами, присутствующими в атмосфере Земли, в результате чего те приобретают достаточно высокую скорость, чтобы выйти в космос, указывают исследователи в своей работе.

В исследовании говорится, что столкновения с крупными астероидами являются не единственным механизмом возможного переноса жизни с одной планеты на другую, как считалось ранее.

В этом исследовании, проведенном ученым из Эдинбургского университета, Шотландия, профессором Арджуном Берера (Arjun Berera), рассчитываются параметры столкновений мощных потоков космической пыли – которые могут двигаться со скоростями до 70 километров в секунду – с частицами, присутствующими в атмосфере Земли.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что небольшие частицы, расположенные в атмосфере Земли на высоте 150 километров и выше от поверхности планеты, могут быть выбиты частицами входящих потоков космической пыли, покинуть Землю и в конечном счете достичь других планет.

Такой же механизм может объяснять обмен атмосферными частицами между далекими планетами, считает Берера.

Исследование появилось в журнале Astrobiology.

Источник

Ученые выяснили, как много нейтрино проходит через ядро Земли

МОСКВА, 22 ноя – РИА Новости. Наблюдения за нейтрино сверхвысоких энергий при помощи детектора IceCube помогли физикам выяснить, как много этих частиц проходит через ядро Земли и доказать, что часть из них поглощается недрами планеты, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Это открытие крайне важно по той причине, что оно впервые показало, что нейтрино сверхвысоких энергий могут взаимодействовать и поглощаться другими формами материи, в данном случае, недрами Земли. Мы и до этого знали, что нейтрино низких энергий могут пролетать через что угодно, и, хотя мы и ожидали, что частицы высоких энергий будут вести себя иначе, доказать это нам раньше не удавалось", — заявил Даг Коуэн (Doug Cowen) из университета Пенсильвании в Филадельфии (США).

Нейтринный телескоп IceCube является самой большой в мире обсерваторией, предназначенной для изучения потоков нейтрино и мюонов космического происхождения. Она расположена на территории антарктической станции Амундсен-Скотт, у южного полюса Земли. Постройка обсерватории началась в 2005 году и была завершена в декабре 2010 года. Главная задача детектора — обнаружение основных источников нейтрино в космосе.

Одной из отличительных особенностей IceCube является то, что данный детектор может следить за нейтрино в очень широком диапазоне энергий, начиная с космических аналогов маломощных частиц, которые можно получить даже при помощи земных ядерных реакторов и ускорителей материи, и заканчивая нейтрино сверхвысоких энергий, вплотную подобравшихся к так называемому пределу Грайзена-Зацепина-Кузьмина.

Под этим словом ученые понимают количество энергии, которую может иметь нейтрино или космический луч, движущийся к Земле от далеких галактик и прочих объектов космоса. Корпускулы, "нарушающие" этот предел, начнут взаимодействовать с микроволновым "эхом" Большого Взрыва, образуя пионы и другие заряженные частицы, и терять энергию. Сегодня физики ожесточенно спорят о том, могут ли нейтрино и другие частицы не соблюдать этот предел, и данные с IceCube могут помочь разрешить этот диспут.

Стандартная модель физики, как отмечает Коуэн, к тому же предсказывает, что нейтрино не будут отличаться в этом плане от других космических лучей и элементарных частиц – вероятность их взаимодействия с другими формами материи должна расти по мере приближения к этому пределу.

С другой стороны, несмотря на этот рост, она будет оставаться крайне невысокой, и следы взаимодействия частиц можно будет увидеть только в том случае, если нейтрино будет проходить через многокилометровый слой очень плотной материи. IceCube может решить эту задачу, так как он может наблюдать за частицами, проходящими всю толщу планеты, и определять направление, откуда они прилетели.

Для поисков ответа на этот вопрос ученые воспользовались простым наблюдением — нейтрино высоких энергий должны взаимодействовать с материей чаще, чем нейтрино низких энергий. Поэтому число подобных частиц, попавших в IceCube со стороны северного полюса и пролетевших через ядро Земли, будет заметно меньшим, чем со стороны экватора и "боков" планеты.

Руководствуясь этой идеей, ученые проанализировали данные, накопленные IceCube в первый год его работы, за который детекторы установки зафиксировали примерно 10 тысяч нейтрино, пролетевших через детектор со стороны "центра" планеты. Изучив их свойства, ученые подсчитали число и доли нейтрино высоких и низких энергий, пролетевших через ядро Земли и окраины планеты, и сравнили их между собой.

Как оказалось, предсказания Стандартной модели были верны – доля нейтрино, пролетевших через центр планеты, заметным образом падала по мере повышения энергии частиц. Сопоставив эти значения, Коуэн и его коллеги вычислили скорость, с которой нейтрино "толстеет" по мере роста энергии.
Результаты расчетов почти полностью совпали с тем, что говорит классическая теория, что ставит под сомнение идеи о существовании "лишних" измерений или экзотических переносчиков взаимодействий между лептонами и кварками.

"После обновления IceCube мы проведем новую серию измерений, которые помогут нам избавиться от погрешностей и выйти на более высокие энергии. Когда мы достигнем этого уровня, мы сможем проследить за тем, как поглощение нейтрино влияет на поведение материи ядра Земли и его электромагнитные свойства", — заключает Спенсер Кляйн (Spencer Klein) из университета Калифорнии в Беркли (США).

Источник

Повторяющиеся линии на марсианских склонах связаны с движением песка, не воды

Темные полосы на поверхности Марса, прежде рассматриваемые как доказательство подповерхностного течения воды, в новом исследовании интерпретируются как потоки песка и пыли, скольжение которых по склону приводит к формированию темных образований, не имеющих ничего общего с сочащейся из-под поверхности водой.

В этом исследовании, основанном на продолжительных наблюдениях поверхности Марса при помощи орбитального аппарата НАСА Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), показано, что загадочные сезонные темные полосы появляются лишь на тех марсианских склонах, которые имеют уклон, превосходящий так называемый «угол естественного откоса» - то есть, такой уклон, при котором песок и пыль начинают естественным образом скользить по склону.

Открытие сезонных темных полос на склонах Красной планеты, состоявшееся в 2011 г., вызвало бурные научные дискуссии относительно их возможного происхождения. Эти темные полосы на склонах удлиняются в теплые сезоны, затем исчезают к зиме и вновь появляются на следующий год. На Земле такое поведение характерно только для просачивающейся из-под поверхности жидкой воды, однако возможность наличия на засушливом современном Марсе жидкой воды вызывает большие сомнения у экспертов.

В новом отчете, представленном группой под руководством Колина Дундаса (Colin Dundas), проанализирована зависимость наличия/отсутствия темных полос на склонах от крутизны склона и установлено, что темные полосы появляются лишь на склонах, имеющих крутизну, превышающую угол естественного откоса; кроме того, показано, что даже те темные полосы, которые берут начало на склонах, имеющих уклон выше критического, обрываются в местах, где крутизна склона снижается до уровня угла естественного откоса. Согласно авторам эти факты не могут быть объяснены простым совпадением и однозначно указывают на то, что потоки, формирующие темные полосы на марсианских склонах, состоят из песка и пыли, а не воды.

Работа опубликована в журнале Nature Geoscience.

Источник

Гравитация против темной энергии: что обеспечивает существование Вселенной

МОСКВА, 21 ноя — РИА Новости, Ольга Коленцова. Темная энергия — один из феноменов Вселенной, о существовании которого стало известно двадцать лет назад. Однако ученые и по сей день знают о ее природе не так много.  

Когда Эйнштейн в начале прошлого века выводил уравнение гравитации, то предположил, что должна существовать сила, противодействующая притяжению объектов друг к другу. В то время ученые исходили из того, что Вселенная статична. Но ведь гравитация действует таким образом, что все объекты, обладающие массой, притягиваются друг к другу. Следовательно, чтобы Вселенная не схлопывалась, гравитации должна противодействовать некая сила. И Эйнштейн ввел в уравнение космологическую постоянную, которая должна была сбалансировать гравитацию. Но из полученного равенства следовало, что Вселенная не статична, а расширяется, а это противоречило теории. Ученый называл константу своей великой ошибкой, но она оказалась великим пророчеством. 

В конце 1990-х годов исследователи обнаружили, что яркость сверхновых звезд в удаленных галактиках меньше, чем считалось раньше. То есть расстояние до этих галактик оказалось больше вычисленного по старым формулам: D=2R/2sin(α/2), где D — расстояние до звезды, R — радиус земной орбиты, α — угол, под которым был бы виден средний радиус земной орбиты из центра масс звезды.

Ученые сделали вывод, что Вселенная расширяется не просто, а с ускорением. Затем эти наблюдения экспериментально подтвердились измерениями неравномерности реликтового излучения (остаток энергии Большого Взрыва) и наблюдениями за образованием скоплений галактик. 

 

© ESA

Карта реликтового излучения, составленная орбитальной обсерваторией "Планк"

Физики сформулировали гипотезу, из которой следовало, что Вселенной не дает схлопнуться некая энергия, она же решает проблему невидимой массы. Ведь согласно теоретическим выкладкам на основе анализа Большого Взрыва, масса Вселенной не соответствует той, которая должна получиться в результате подсчета вклада всей материи. Может показаться странным, что энергия служит эквивалентом массы, но это утвержденная физическая концепция теории относительности: E=mc².

Помимо влияния на расширение Вселенной, о темной энергии известно совсем немного. Она формирует наш мир на 68%, у нее низкая плотность, она однородна и не взаимодействует (по крайней мере, так, чтобы это было заметно) с обычной материей, за исключением гравитации. 

Сущность темной энергии определить довольно трудно, так как она слишком сильно отличается от привычных явлений. Дело в том, что в физике при описании процессов важна не величина энергии, а ее изменение. Например, при разнице потенциалов возникает напряжение (электроны двигаются от одной точки к другой), а при изменении температуры мы можем точно определить, на сколько градусов тело нагрелось или охладилось. 

Гравитация здесь исключение из правил — на нее действует постоянная энергия, а не разница в значениях. Феноменальное поле, влияющее на темп расширения Вселенной, называют энергией вакуума, или темной энергией. Поле разлито по всему пространству и имеет везде одинаковую плотность. Погрешности в космологических наблюдениях оставляют возможность предполагать наличие слабой динамики у энергии вакуума. 

"Дело в том, что наш опыт исследования Вселенной ничтожно мал по сравнению со временем ее жизни и масштабами. Допустим, мы фотографируем большой старый дуб каждый день в течение нескольких месяцев и не замечаем никаких изменений. На основе эксперимента делаем вывод, что растение со временем совершенно не меняется. Но, вероятно, наш фотоаппарат просто не может засечь незначительные изменения, к тому же время проведения эксперимента слишком мало. Резонно предположить, что постоянство темной энергии лишь кажущееся, а на самом деле мы наблюдаем динамическое поле, только эволюционирует оно очень-очень медленно. Поэтому окончательные выводы о свойствах и сущности темной энергии делать пока рано", — комментирует Дмитрий Горбунов, доцент кафедры фундаментальных взаимодействий и космологии московского Физико-технического института. 

Но если Вселенная расширяется, почему наши органы восприятия этого не чувствуют? Дело в том, что крупные скопления материи (например, галактики) представляют собой гравитационные системы. И в них есть некий баланс между действием темной энергии и гравитации, благодаря чему такие системы остаются стабильными. А разбег Вселенной происходит за счет расширения межзвездного пространства. 

Источник

Астрономы открывают в окрестностях Солнечной системы множество старых звезд

Астрономы открыли одни из самых старых звезд галактики Млечный путь, определив их скорости и местонахождение.

В новом исследовании ученые во главе с доктором Вей-Чун Чжао (Wei-Chun Jao) из Университета штата Джорджия, США, провели подробную «перепись» звездных окрестностей нашей Солнечной системы, с целью определения в них числа звезд разных возрастов. Исследователи рассмотрели звезды, лежащие на расстоянии менее 200 световых лет от Солнечной системы – то есть очень близко к Солнечной системе по галактическим меркам: для сравнения, диаметр Галактики составляет около 100000 световых лет.

Астрономы сначала наблюдали эти звезды на протяжении многих лет при помощи Межамериканской обсерватории Серро-Тололо, расположенной у подножья Чилийских Анд. Исследователи использовали метод, называемый астрометрией, для определения местонахождения звезд, их перемещений по небу и расстояний до них, а также обнаружения звезд-компаньонов, если такие присутствуют в системах наблюдаемых звезд.

Работа команды позволила увеличить число известных ученым старых звезд, расположенных в окрестностях Солнечной системы, на 25 процентов. Среди этих новых субкарликов исследователи обнаружили две двойные звездные системы – что представляет большую удачу, поскольку старые звезды редко обнаруживаются в составе двойных систем.

Работа опубликована в журнале Astronomical Journal.

Источник

Аппараты НАСА установили происхождение «свистящих» космических электронов

Ученым уже давно известно, что высокоэнергетические солнечные частицы, находящиеся в ловушке в окрестностях нашей планеты, иногда испытывают рассеяние в верхних слоях атмосферы Земли, где они могут вносить свой вклад в формирование восхитительных полярных сияний. Тем не менее, в течение нескольких десятилетий никто точно не знал, что является причиной этого движения электронов и по какому механизму оно развивается. Недавно два космических аппарата НАСА оказались «в нужном месте в нужное время» и смогли зарегистрировать in situ потерю высокоэнергетических электронов, а также установить причину этой потери.

В новом исследовании, опирающемся на данные, собранные при помощи зондов НАСА Van Allen Probes и миссии FIREBIRD II CubeSat, показано, что обычные космические волны в плазме, вероятно, обусловливают потерю высокоэнергетических электронов в атмосфере Земли. Известные как «свистящие» хоровые волны (whistler mode chorus waves), эти волны формируются в результате флуктуаций электрических и магнитных полей. Эти волны характеризуются высокими тонами – напоминающими чириканье птиц – и способны эффективно ускорять электроны.

«Наблюдения череды взаимодействий, происходящих между хоровыми волнами и электронами, требует совместного использования двух и более спутников, - сказал Аарон Бренеман (Aaron Breneman) из Миннесотского университета в Миннеаполисе, США. – Есть такие вещи, которые невозможно наблюдать при помощи лишь одного спутника – их требуется наблюдать с разных позиций».

Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

Источник

Происхождение метеорита указывает на неоткрытый астероид Главного пояса

Новый анализ метеорита под названием Bunburra Rockhole показывает, что этот космический камень является фрагментом неизвестного ученым родительского небесного тела – и эта информация позволит ученым глубже понять геологию родительского тела метеорита.

Это родительское тело было дифференцировано, то есть оно было достаточно крупным для того, чтобы произошло гравитационное разделение его на ядро, мантию и кору, и имело форму, близкую к сферической, считают исследователи.

Соотношение между изотопами кислорода в веществе метеорита позволяет однозначно идентифицировать родительское тело космического камня. Метеориты группы, известной как HED (Howardite, Eucrite, Diogenite - говардит, эвкрит, диогенит), предположительно, приходят со стороны Весты, поскольку соотношение между изотопами кислорода в них примерно такое же, что и в материале Весты. Метеорит Bunburra Rockhole был изначально классифицирован как эвкрит, однако соотношение между изотопами кислорода в нем существенно отличается от аналогичного соотношения в веществе других метеоритов группы HED.

В новом исследовании группа ученых во главе с Гретченом Бенедиксом (Gretchen Benedix) из Университета Картина, Австралия, провела более подробный анализ этого метеорита. Исследователи рассмотрели три основных версии его происхождения: метеорит мог быть «загрязнен» чужеродным материалом, происходить из прежде неизученной области поверхности Весты или являться фрагментом неизвестного до сегодняшнего дня ученым дифференцированного астероида.

Если бы произошло загрязнение материала метеорита чужеродным материалом, то примерно 10 процентов его вещества должно относиться к материалу-загрязнителю, чтобы объяснить наблюдаемое соотношение между изотопами кислорода, рассчитали ученые. Такое количество чужеродного материала было бы отчетливо видно на снимках, полученных при помощи метода компьютерной томографии – но в действительности такого материала на снимках не наблюдалось. Это позволило исключить версию с «загрязнением» чужеродным материалом.

Вторая версия, предполагающая, что метеорит происходит из прежде неизученной области поверхности Весты, подразумевает, что Веста является гетерогенным телом, то есть состав ее вещества неодинаков в разных точках поверхности. Однако до сих пор все метеориты группы HED показывали одинаковый изотопный состав, что является убедительным подтверждением гомогенности вещества Весты. Таким образом была исключена вторая версия происхождения этого метеорита.

С учетом изложенных соображений, авторам работы наиболее вероятной представляется версия, согласно которой метеорит Bunburra Rockhole является осколком неизвестного ученым астероида, принадлежащего Главному астероидному поясу.

Работа опубликована в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.

Источник

«Знакомо выглядящий» гость из другой планетной системы

Визит «гостя» из межзвездного пространства, объекта 1I/2017 U1, недавно замеченного в Солнечной системе, дает людям Земли первый шанс изучить со сравнительно близкого расстояния объект, прибывший из другой планетной системы. В новом исследовании ученые во главе с Дэвидом Джуитом (David Jewitt) находят, что, несмотря на то, что объект U1 происходит из другой планетной системы, тем не менее, его параметры - такие как размер, скорость вращения и цвет – близки к параметрам астероидов Солнечной системы. Эти находки свидетельствуют в пользу теории, согласно которой наша Солнечная система могла извергать большие количества таких «посланников» в межзвездное пространство много лет назад.

Объект U1 был впервые обнаружен 18 октября 2017 г., когда он удалялся от Солнца, и сразу же был распознан как объект, прибывший из межзвездного пространства, так как имел гиперболическую орбиту.

На новых снимках, сделанных при помощи инструмента One Degree Imager 3,5-метрового телескопа WIYN Национальной обсерватории Китт-Пик, США, и 2,5-метрового Северного оптического телескопа, расположенного на Канарских островах, Испания, объект U1 выглядит слегка красноватым, а его яркость меняется с 8-часовым периодом. Оба этих свойства характерны для астероидов внутренней части Солнечной системы.

По изменению яркости астероида команда Джуита смогла вычислить его примерные размеры, которые составили 30м х 30м х 180м. Эти размеры также не являются необычными для астероидов Солнечной системы, говорят исследователи.

Выглядящий «таким знакомым» астероид U1 носит близкое сходство с астероидами и кометами Солнечной системы, которые предположительно были вытолкнуты из нее при формировании гигантских планет, считают авторы работы. Эти находки могут иметь большое значение для подтверждения теорий формирования планет, указывают они.

Составлено по материалам, предоставленным Национальной обсерваторией оптической астрономии США.

Источник

Нейтронные звезды с мощными магнитными полями, вероятно, могут испускать джеты

Международная команда астрономов во главе с исследователями из Амстердамского университета, Нидерланды, считает, что нейтронные звезды, обладающие мощными магнитными полями, тем не менее, способны испускать так называемые «джеты». Начиная с 1980-х гг. считалось, что мощные магнитные поля предотвращают формирование этих плазменных потоков. Однако новые наблюдения, проведенные при помощи более современных телескопов, указывают на присутствие излучения, напоминающего по характеристикам излучение джета.

Джеты представляют собой потоки плазмы, которые с высокой скоростью испускаются нейтронными звездами или черными дырами. Джеты известны астрономам уже в течение нескольких десятилетий, однако до сих пор никто никогда не наблюдал джетов, испускаемых нейтронными звездами, обладающими мощным магнитным полем. Наиболее популярным объяснением этого факта было то, что мощные магнитные поля затрудняют формирование джетов.

В 2013 г. исследователи во главе с Натали Дегенар (Nathalie Degenaar) из Амстердамского университета провели наблюдения нескольких нейтронных звезд при помощи современного радиотелескопа Very Large Array (VLA), расположенного на территории штата Нью-Мексико, США. 6 и 16 июня 2013 г. ученые наблюдали двойные системы Her X-1 и GX 1+4 в течение нескольких десятков минут. Каждая из систем включает нейтронную звезду с мощным магнитным полем и нормальную звезду-компаньона. Материал перетекает от нормальной звезды к нейтронной звезде. Эти радионаблюдения ставили целью выяснить, не испускает ли нейтронная звезда энергию в форме джетов.

Анализ этих данных (проведенный лишь в 2017 г.) показал, что обе нейтронные звезды испускают излучение в радиодиапазоне, и что это излучение носит признаки, характерные для излучения джетов. Однако утверждать наличие джетов в исследуемых системах пока рано, поскольку для однозначного установления этого факта требуются дополнительные наблюдения, отмечают исследователи. Данная работа, однако, позволяет исключить из рассмотрения ряд процессов, например звездный ветер, указывают авторы.

Эти результаты изложены в двух научных работах, появившихся на arxiv.org.

Источник

Ученые обсерваторий LIGO и Virgo открывают новое событие слияния черных дыр

Ученые, занимающиеся поисками гравитационных волн, подтвердили еще одно обнаружение, сделанное в рамках наблюдательной кампании, начатой ранее в этом году. Получившее обозначение GW170608, это последнее зарегистрированное гравитационно-волновое событие было связано с объединением двух черных дыр относительно небольших масс – соответственно 7 и 12 масс Солнца – находящихся на расстоянии примерно в один миллиард световых лет от Земли. Это столкновение привело к формированию новой черной дыры массой 18 масс Солнца, следовательно, энергия, эквивалентная примерно одной массе Солнца, выделилась в этом процессе в виде гравитационных волн.

Это событие было зарегистрировано двумя детекторами LIGO в 02:01:16 UTC 8 июня 2017 г. и стало вторым по счету слиянием черных дыр, наблюдаемым при помощи обсерваторий LIGO в рамках второй наблюдательной кампании после технического перевооружения обсерваторий по программе Advanced LIGO. Однако публичное объявление об этом открытии было отложено на некоторое время из-за двух других открытий гравитационно-волновых событий, пришедшихся соответственно на 14 августа (слияние двух черных дыр, зарегистрированное сразу тремя гравитационно-волновыми детекторами) и на 17 августа (первое гравитационно-волновое обнаружение события слияния двух нейтронных звезд).

Источник GW170608 соответствует наименее массивной системе из двух черных дыр, когда-либо наблюдаемой при помощи обсерваторий LIGO и Virgo – и поэтому является одним из первых случаев обнаружения при помощи гравитационных волн черных дыр примерно таких же масс, что и черные дыры, обнаруживаемые при помощи косвенных методов, таких как наблюдения в рентгеновском диапазоне.

Это открытие позволит астрономам сравнить свойства черных дыр, зарегистрированных при помощи гравитационно-волновой астрономии, со свойствами черных дыр близких масс, прежде обнаруживаемых лишь при помощи рентгеновских наблюдений, и объединить информацию, получаемую при использовании этих двух принципиально разных методов наблюдения.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters; первый автор Б.П. Абботт (B. P. Abbott).

Источник

Физики доказали, что сверхлегкая темная материя не существует в принципе

МОСКВА, 16 ноя – РИА Новости. Наблюдения за движением нейтронов и атомов тяжелых металлов при сверхнизких температурах показали, что самые легкие формы аксионов, частиц "легкой" темной материи, не могут существовать в принципе, что в очередной раз усложнило ее поиски, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review X.

"Эти результаты открывают новое окно для поисков темной материи. Они указывают на то, что аксионы не могут существовать в принципе в очень широком диапазоне масс и энергий, что заметно сокращает поле, где мы должны искать следы этой загадочной субстанции. Можно сказать, что наши поиски теперь начинаются заново", — заявил Николас Эйрс (Nicholas Ayres) из университета Сассекса (Великобритания).

Достаточно долгое время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы видим, и которая составляет основу всех звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в близлежащих к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся в них с невозможно высокой скоростью, которая была примерно в 10 раз выше, чем показывали расчеты на базе масс всех светил в них.

Причиной этого, как сегодня считают ученые, была так называемая темная материя – загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75% от массы материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в 8-10 раз больше темной материи, чем ее видимой "кузины", и эта темная материя удерживает звезды на месте и не дает им "разбежаться".

Сегодня почти все ученые уверены в существовании темной материи, однако ее свойства, помимо ее очевидного гравитационного влияния на галактики и скопления галактик, остаются загадкой и предметом споров среди астрофизиков и космологов. Достаточно долго ученые предполагали, что она сложена из сверхтяжелых и "холодных" частиц-"вимпов", никак не проявляющих себя, кроме как притягивая видимые скопления материи.

Безуспешные поиски "вимпов" в последние два десятилетия заставили многих теоретиков считать, что темная материя на самом деле может быть "легкой и пушистой" и состоять из так называемых аксионов – сверхлегких частиц, похожих по массе и свойствам на нейтрино.

Эйрс и его коллеги фактически случайно обнаружили, что самые легкие виды аксионов, о которых часто говорят теоретики, не могут существовать в принципе, анализируя результаты эксперимента CryoEDM, крайне далекого от космологии и темной материи.

Этот проект, как рассказывает физик, был запущен два десятилетия лет назад для точного измерения одной из самых малых фундаментальных величин – дипольного момента нейтрона. Под этим словом физики понимают то, как распределены области с положительным и отрицательным зарядом внутри нейтрона, и является ли нейтрон действительно полностью электрически нейтральной частицей.

В рамках CryoEDM физики пытаются найти дипольный момент нейтрона, наблюдая за тем, как "суп" из одиночных атомов редкого изотопа ртути и нейтронов реагирует на резкие изменения в направлении и силе электрического поля, внутри которого они находятся. Если нейтрон имеет дипольный момент, то тогда его спин будет "дергаться" особым образом при "переворачивании" поля, что можно будет "увидеть", наблюдая за тем, как меняется поляризация частицы.

Анализируя данные, полученные детекторами CryoEDM в первый период их работы, ученые заметили, что точность этих наблюдений была столь высокой, что на поведение атомов ртути и нейтронов будут сильно влиять взаимодействия их субатомных частиц с аксионами. Иными словами, если аксионы существуют, то они будут вызывать еще один тип колебаний, причем их сила будет напрямую зависеть от массы частиц темной материи.

Как показал повторный анализ данных CryoEDM, ничего подобного в поведении ртути и нейтронов не наблюдалось, что указывает на принципиальное отсутствие самых легких версий аксионов, чья масса в миллионы и десятки миллиардов раз меньше, чем у электрона.

Подобные результаты, как подчеркивает Эйрс, не исключают возможности существования других видов аксионов, но заметно сужают размеры поля, где их существование остается допустимым с точки зрения науки. Вполне возможно, что темная материя состоит не из сверхтяжелых или сверхлегких частиц, похожих на видимую материю, а имеет совершенно иную природу, о которой мы пока не догадываемся, заключают авторы статьи.

Источник

Ученые: Землю "бомбардирует" антиматерия экзотического происхождения

МОСКВА, 16 ноя – РИА Новости. Наблюдения за соседними пульсарами не помогли ученым найти источник загадочных потоков антиматерии, "бомбардирующих" Землю из космоса, что указывает на их крайне экзотическое происхождение, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"Эти замеры интересны по той причине, что они фактически полностью исключают возможность того, что эти "лишние" позитроны долетают до Земли от двух ближайших к нам пульсаров, если использовать самые простые модели их движения по межзвездной среде. Мы не говорим, что они были точно порождены темной материей, но теперь новые "пульсарные" теории должны как-то учитывать то, что мы обнаружили", — заявил Джордан Гудмэн (Jordan Goodman) из университета Мэриленда (США). 

История этой космической загадки началась в 2008 году, когда российско-итальянский детектор антиматерии PAMELA, установленный на борт спутника "Ресурс-ДК1", обнаружил необычно большое число позитронов высоких энергий в околоземном космическом пространстве. Это впервые указало, что какой-то космический объект или процесс "обстреливает" нашу планету антиматерией.

В 2013 году эти данные были подтверждены детектором AMS-02, установленном на борт МКС в 2011 году, также обнаружившим необычный избыток антиматерии на орбите Земли. Антиматерия, как тогда отмечали ученые, была распределена по околоземному космосу достаточно случайным образом, что впервые указало на ее возможное экзотическое происхождение.

Гудмэн и его коллеги нашли неожиданное свидетельство в пользу этих идей российских и итальянских физиков, наблюдая за космическими лучами сверхвысоких энергий, рождающимися в атмосфере при столкновении земных атомов с частицами антиматерии, а также с другими типами космических лучей, при помощи телескопа HAWC.

Обсерватория HAWC представляет собой набор из трех сотен чанов с почти двумя сотнями тонн воды, тщательно очищенной от всех примесей и радиоактивных веществ, где можно наблюдать любопытный эффект, открытый советскими физиками почти сто лет назад.

 

© Фото : Jordan A. Goodman

Детектор HAWC, предназначенный для наблюдения за космическими лучами высоких энергий

Еще в 1934 году Павел Черенков и Сергей Вавилов заметили, экспериментируя с гамма-излучением, что его попадание в жидкость вызывает в ней слабое, но хорошо заметное свечение благодаря тому, что фотоны высоких энергий выбивают электроны и разгоняют их до скоростей, превышающих скорость света в воде. Этот эффект нашел широкое применение сегодня, его используют для обнаружения космических лучей и для "поимки" нейтрино.

Используя HAWC, ученые пытались понять, как много позитронов вырабатывают два ближайших к нам пульсара — PSR B0656+14 и SN 437 в созвездии Близнецов, считающиеся сегодня основным источником частиц антиматерии, "бомбардирующих" Землю.

Как предположили ученые, если оба этих объекта вырабатывают позитроны, то тогда те уголки неба, где они находятся, будут "подсвечены" пучками гамма-лучей сверхвысоких энергий с определенным спектром.

И в том, и в другом случае HAWC действительно удалось обнаружить гамма-излучение, порожденное распадами антиматерии, однако его мощность была на порядки ниже значений, которые должны были бы вырабатывать оба пульсара, если они служили бы источником всех запасов антиматерии на орбите Земли.

Как полагают ученые, движению позитронов мешают облака из газа и пыли, окружающие каждый пульсар и заставляющие почти все частицы антиматерии аннигилировать еще до того, как они могут добраться до Земли.

Вполне возможно, что источником этой "лишней" антиматерии действительно может быть темная материя, однако, как считает Гудмэн, пока об этом говорить преждевременно – необходимо проверить все остальные варианты, прежде чем переходить к самому экзотическому объяснению этой аномалии.

Источник