Новости науки

Ученые обнаружили аномально высокие концентрации цинка и германия в кратере Гейл

Новые данные, собранные при помощи марсианского ровера НАСА Curiosity, указывают на возможное существование на Красной планете в прошлом гидротермальной активности, что расширяет разнообразие потенциально обитаемых условий, некогда существовавших на планете, сообщают ученые в новом исследовании.

Исследователи обнаружили, что концентрации химических элементов цинка и германия в составе вещества осадочных пород, наполняющих кратер Гейл, превосходят типичные для большинства марсианских пород концентрации этих элементов в 10 - 100 раз.

Цинк и германий наблюдаются совместно в повышенных количествах в высокотемпературных жидкостях и часто встречаются на Земле в отложениях гидротермального происхождения, содержащих серу. Повышенные концентрации цинка и германия в кратере Гейл могут быть объяснены гидротермальной активностью, происходящей ранее в этой области, согласно Джеффу Бергеру (Jeff Berger), геологу из Гуэлфского университета, Канада, и главному автору нового исследования.

В экстремальных температурных условиях на Земле часто наблюдается большое видовое разнообразие микроорганизмов, адаптированных к этим условиям, и эти организмы могли быть одними из первых живых существ, появившихся на Земле.

Эти новые измерения химического состава вещества кратера Гейл были сделаны при помощи инструмента Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS) ровера Curiosity, исследующего в настоящее время гору Шарп, расположенную внутри кратера Гейл, в котором также находится зона посадки ровера.

Исследование появилось в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

Источник

Обсерватория James Webb будет изучать «океанические миры» Солнечной системы

Космический телескоп НАСА James Webb («Джеймс Уэбб») будет использовать свои возможности в инфракрасном диапазоне для изучения «океанических миров» - спутника Юпитера Европы и спутника Сатурна Энцелада – внося новый вклад в наблюдения этих спутников гигантских планет, проводившиеся ранее при помощи орбитальных аппаратов НАСА Galileo и Cassini. Наблюдения, проведенные при помощи телескопа James Webb, также помогут при снаряжении будущих миссий к ледяным спутникам газовых гигантов.

Особый интерес у ученых вызывают струи воды, вырывающиеся из-под поверхностей Энцелада и Европы и состоящие из смеси водяного пара и простых органических веществ. Миссии НАСА Cassini-Huygens и Galileo, а также космический телескоп Hubble, ранее позволили выяснить, что эти струи являются результатом протекания геологических процессов, нагревающих подповерхностные океаны.

Ученые планируют использовать инструмент near-infrared camera (NIRCam) космического телескопа James Webb для получения снимков высокого разрешения поверхности Европы, которые затем будут использованы для изучения ее поверхности и поисков горячих областей на поверхности, свидетельствующих об активности, сопровождающейся выбросом из-под поверхности струй вещества, и активных геологических процессах. После обнаружения струи ученые будут использовать инструменты near-infrared spectrograph (NIRSpec) и mid-infrared instrument (MIRI) телескопа для спектроскопического анализа состава струи.

В случае Энцелада его видимый размер при наблюдениях с использованием обсерватории James Webb будет примерно в 10 раз меньше, по сравнению с Европой, и получение изображений поверхности в высоком разрешении станет недоступно. Однако телескоп все же сможет проанализировать молекулярный состав струй Энцелада и позволит произвести обширный анализ особенностей его поверхности.

Источник

Предложен проект новой миссии для исследования спутника Сатурна Титана

Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса, США, представила НАСА предложение, в котором описывается концепция амбициозной новой миссии класса New Frontiers, включающей оснащенный научными инструментами сдвоенный квадрокоптер на радиоизотопном генераторе для исследования потенциально обитаемых мест на поверхности крупнейшего спутника Сатурна Титана.

Эта миссия, получившая название Dragonfly («Стрекоза»), уже неоднократно анонсировалась ранее. Аппарат сможет совершать многочисленные перелеты в плотной атмосфере Титана, состоящей в основном из азота (95 процентов) и метана (4 процента) для исследования различных мест на поверхности спутника Сатурна при помощи комплекса научных инструментов.

В предложении Лаборатории прикладной физики значатся следующие научные инструменты, которые будут установлены на борту этого посадочного модуля:

- Масс-спектрометр, который позволит установить химический состав вещества поверхности спутника Сатурна и его атмосферы;

- Гамма-спектрометр, способный анализировать химический состав вещества, расположенного неглубоко в приповерхностном слое;

- Метеорологические и геофизические датчики;

- Набор камер для получения информации о геологической и физической природе поверхности Титана, а также для поисков возможных зон посадки аппарата.

Позднее, этой осенью НАСА планирует выбрать одно из предложений, собранных в рамках программы New Frontiers, для дальнейшего изучения. Лишь одна из предложенных миссий будет выбрана для отправки как четвертая по счету миссия этой программы по исследованию планет и их спутников; первой по счету в этом списке миссий значится знаменитая миссия New Horizons к Плутону и поясу Койпера. Окончательный отбор предложений по этой программе ожидается в середине 2019 г.

Источник

Военная разработка Китая напугала физиков

Западные эксперты обеспокоены созданием в КНР технологии, позволяющей обнаруживать подводные лодки с расстояния в несколько километров, а не сотен метров. Об этом сообщает New Scientist.

Созданные в Китайской академии наук магнитометры на основе СКВИДов «могут иметь отношение к устройствам противолодочной войны», полагаетДавид Каплин, специалист по магнитным датчикам из Имперского колледжа Лондона (Великобритания). Эксперт отмечает, что обычно о подобного рода технологиях не сообщается в открытой печати.

Журналист Стивен Чен из South China Morning Post заметил, что летом 2017 года из общедоступных источников началось постепенное удаление материалов, посвященных открытию китайских ученых.

Глава отделения материаловедения и инженерных наук Государственного объединения научных и прикладных исследований (Австралия) Кэти Фоулиполагает, что КНР первым добьется успехов в применении СКВИДов для обнаружения подводных лодок.

Летом 2017 года специалисты из Шанхайского института микросистем и информационных технологий (Китай) заявили о создании массива СКВИДов, позволяющего обнаруживать подводные лодки с расстояния около шести километров. В перспективе это позволит полностью контролировать воды Южно-Китайского моря.

ВМС США в подобных целях экспериментировали с использованием одиночных датчиков СКВИД, а не их массивов, однако высокий уровень шума привел к тому, что от использования перспективной технологии отказались в пользу традиционных средств обнаружения, в частности гидролокации.

Действие СКВИД (SQUID, Superconducting Quantum Interference Device, сверхпроводящий квантовый интерферометр) основано на законах квантовой механики, впервые подобный датчик создан в 1960-х годах. Чувствительность данного интерферометра к магнитным полям в сотни раз выше, чем у несверхпроводящего магнитометра, и находится на пороге фонового значения магнитного поля. СКВИД использует интерференцию токов, протекающих через сверхпроводящее кольцо в переменном магнитном поле. Величина критического тока, возникающего при этом, связана со значением внешнего магнитного поля, для измерения которого и предназначен СКВИД.

Источник

О происхождении двойных звезд

Происхождение двойных звездных систем долгое время оставалось одной из центральных проблем астрономии. Один из главных вопросов состоит в том, как масса звезды влияет на склонность к формированию множественных систем. Было проведено значительное число исследований молодых звезд, находящихся внутри молекулярных облаков, однако влияние большого числа других факторов не позволило получить убедительные результаты. Например, в некоторых исследованиях было показано, что более молодые звезды чаще можно наблюдать в составе множественных систем. Одной из проблем всех этих исследований можно считать относительно малые объемы выборок изучаемых звезд.

В новом исследовании астроном из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, Сара Садавой (Sarah Sadavoy) и ее коллеги использовали объединенные наблюдения молодых звезд в облаке Персея в радиодиапазоне и наблюдения в субмиллиметровом диапазоне плотных ядер материала вокруг этих звезд для идентификации 24 множественных звездных систем. Затем ученые использовали данные, полученные в субмиллиметровом диапазоне, для идентификации и описания пылевых ядер, внутри которых находятся эти звезды. Исследователи обнаружили, что в основном исследуемые множественные системы находятся близ центров пылевых ядер, то есть еще не успели переместиться далеко от «места рождения». Моделирование, проведенное по результатам этого анализа, показало, что большая часть молодых звезд формируется в составе широко разделенных звездных пар, однако чаще всего такие системы распадаются, что приводит к формированию одиночных звезд. Некоторые системы, напротив, становятся связанными более тесно. Хотя эта мысль уже озвучивалась ранее другими учеными, это новое исследование отличается тем, что подтверждает эти выводы на довольно обширной выборке из очень молодых, еще окруженных пылевыми ядрами звезд.

Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Источник

Наблюдения гравитационных волн рассказывают о механизмах формирования черных дыр

Физики описали, как наблюдения гравитационных волн ограничивают возможные сценарии, объясняющие формирование черных дыр за пределами нашей Галактики; эти черные дыры либо вращаются медленнее, чем черные дыры Млечного пути, либо они вращаются стремительно, но «лежат на боку», то есть их спины ориентированы по отношению к плоскостям их орбитам беспорядочно.

Эта новая работа основана на данных, полученных при наблюдениях гравитационных волн при помощи обсерватории LIGO в 2015 г. и затем повторно в 2017 г.

В нашей Галактике мы можем «видеть» черные дыры, наблюдая излучение, формируемое в их окрестностях, если вокруг черных дыр движутся звезды-компаньоны. Эти наблюдения показывают, что черные дыры Млечного пути вращаются с относительно высокой скоростью.

Гравитационные волны несут информацию о происхождении таких черных дыр, которые нельзя наблюдать иными методами. Физики пришли к выводу, что обнаруженные в сентябре 2015 г. гравитационные волны сформировались в результате слияния двух черных дыр звездных масс. В новой работе утверждается, что обнаруженные тогда черные дыры отличаются по свойствам от черных дыр нашей Галактики, которые изучались ранее.

Это отличие может быть объяснено в соответствии с одним из двух возможных сценариев, указывают авторы. Первый сценарий предполагает более медленное вращение внегалактических черных дыр, по сравнению с черными дырами Млечного пути. Вторая возможность состоит в том, что внегалактические черные дыры вращаются так же стремительно, как черные дыры Млечного пути, но их формирование происходит в более плотном звездном окружении (например, в плотном звездном скоплении), и взаимодействие с этим окружением приводит к тому, что черные дыры «переворачиваются на бок», в результате чего их спины оказываются направленными произвольно относительно плоскостей их орбит.

Исследование вышло в журнале Nature; главный автор исследования Уилл М. Фарр (Will M. Farr).

Источник

Астрономы обнаружили метанольные мазеры в направлении близлежащей галактики

При помощи радиотелескопа Australia Telescope Compact Array (ATCA) команда астрономов открыла излучение, соответствующее метанолу, в направлении близлежащей галактики, известной как NGC 4945. Эти находки помогут нам глубже понять процессы формирования звезд в галактиках.

Линии метанольных мазеров часто регистрируют в направлении областей, в которых происходит формирование звезд больших масс. Они очень широко распространены в пределах Млечного пути, поскольку к настоящему времени в нашей Галактике было обнаружено более чем 1200 источников этого типа.

Ученые делят метанольные мазеры на две группы: класс I и класс II. Мазеры класса I связывают с взаимодействием газа, в котором распространяются ударные волны, с молекулярными облаками, в то время как мазеры класса II тесно связаны с молодыми звездными объектами.

В новом исследовании команда под руководством Тьеге МакКарти (Tiege McCarthy) из Университета Тасмании, Австралия, сообщает об обнаружении нового метанольного мазера класса I за пределами Млечного пути, в направлении галактики NGC 4945. Расположенная на расстоянии примерно 12 миллионов световых лет от нас NGC 4945 представляет собой спиральную галактику с перемычкой, лежащую в направлении созвездия Центавра.

Исследователи обнаружили область эмиссии метанола на частоте 36,2 гигагерца на расстоянии примерно 567 световых лет к юго-востоку от центра галактики. Ширина полосы этого излучения очень небольшая, и ученые полагают, что оно может быть связано с втекающим потоком молекулярного газа.

Исследование представлено на сервере научных препринтов arxiv.org.

Источник

Анализ «ржавого» лунного камня указывает на то, что недра Луны были «сухими»

Луна, вероятно, была очень сухой глубоко в недрах, согласно новому исследованию, проведенному учеными из Института океанографии имени Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, США.

Вопрос о «сухости» или «влажности» Луны возникает, поскольку количество воды и других летучих (легко испаряющихся) веществ способно поведать многое об истории и механизме формирования Луны.

«Ученых давно волнует вопрос, являлась Луна влажной или сухой. Это может звучать тривиально, но на самом деле это очень важный вопрос, - сказал Джеймс Дэй (James Day), геохимик из Института океанографии им. Скриппса и главный автор нового исследования. – Если Луна сухая – как мы и думали последние 45 лет, прошедших со времен лунных миссий «Аполлон» - то это согласуется с гипотезой формирования Луны в результате мощного космического столкновения».

В этой новой работе, проанализировав состав так называемого «ржавого» лунного камня, доставленного на Землю астронавтами миссии «Аполлон» в далекие 70-е гг., Дэй и его команда пришли к выводу, что «ржавчина» на камне обогащена легкими изотопами цинка. Это хорошо согласуется с гипотезой «горячей» Луны, на поверхности которой цинк находился в жидком состоянии, обогащенный тяжелыми изотопами, а в атмосфере присутствовал в виде паров, обогащенных легкими изотопами, которые в дальнейшем конденсировались на поверхности остывающей Луны.

Исследование Дэя идет вразрез с недавним исследованием, проведенным учеными из Брауновского университета, США, в котором сообщается, что анализ залежей стекла, обнаруженных на поверхности Луны, указывает на ее «влажное прошлое». Сам Дэй относится к этим результатам скептически и собирается в ближайшем будущем работать совместно с одним из своих магистрантов для изучения этих таинственных залежей стекла.

Работа вышла в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Источник

Российские физики научились делать "нанопоры" в графене

МОСКВА, 22 авг — РИА новости. Международный коллектив физиков при участии исследователей из Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" провел серию экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами. Результаты показывают, что это позволяет пробивать в графене нанопоры контролируемого диаметра.

Итоги экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами, проведенных физиками НИТУ "МИСиС" совместно с коллегами из Университетов Хельсинки и Аалто (Финляндия), Университета Ноттингэм (Великобритания), Университета Дуйсбург-Эссен (Германия), Венского Университета (Австрия), Центра по изучению ионов, материалов и фотоники CIMAP (Франция), Института Руджера Бошковича и Института физики ионных пучков и исследований материалов (Германия) были опубликованы в журнале Carbon.

Бомбардировка графена широким набором ионов различной массы C, O, Si, I, Au, Ta, Xe с большими энергиями (вплоть до 91 МэВ) показала, что, изменяя энергию ионов, можно получать нанопоры в графене диаметром от одного до четырех нанометров. Информация о зависимости нанопор от энергии ионов приближает исследователей к контролируемому получению таких структур.

 

© НИТУ "МИСиС"

Аркадий Крашенинников - приглашенный профессор НИТУ "МИСиС", кандидат физико-математических наук

Поясняет приглашенный профессор НИТУ "МИСиС", кандидат физико-математических наук Аркадий Крашенинников: "Сегодняшнее развитие исследований графена связано с изучением возможности контролируемого изменения его свойств, например путем внесения дефектов в его структуру. Создание дефектов в графене может существенным образом изменить его электронные и проводящие свойства и даже привести к индуцированию магнетизма. Одним из возможных способов внесения дефектов в структуру графена является его бомбардировка ионами различных элементов. Можно ожидать, что при регулярном расположении отверстий в графене его спектр перестроится в полупроводниковый, что позволит использовать его в электронике".

Графен с отверстиями давно интересует исследователей. По их мнению, получаемые наноструктуры могут найти широкое применение в различных областях науки и техники, в частности в качестве материалов для очистки жидкостей, секвенирования ДНК и других.

Источник

Погода на Марсе: «Облачно, возможны снежные бури в ночное время»

На Марсе бушуют мощные снежные бури в ночное время суток, согласно исследованию, опубликованному вчера, в понедельник, в котором делается обзор нашего современного понимания погоды на Красной планете.

Вплоть до настоящего времени считалось, что снег, выпадающий из низкорасположенных марсианских облаков, оседает на поверхность планеты медленно, в почти безветренных условиях.

В этой новой работе сообщается, что частицы водяного льда в ходе «ледяной бури» достигают поверхности планеты в течение нескольких минут, а не оседают спокойно в течение часов, как считалось ранее

Однако будущим марсианским колонистам необязательно брать с собой меховые унты, сообщил главный автор исследования в интервью информационному агентству «Франс Пресс».

«Вы не сможете слепить там снеговика или покататься на лыжах», - сказал Аумерик Спига (Aymeric Spiga), эксперт по динамике атмосфер планет из Университета Пьера и Марии Кюри, Франция.

Атмосфера Марса примерно в 100 раз тоньше, по сравнению с атмосферой Земли, однако она является достаточно толстой, чтобы на Марсе существовали погодные явления, включая облака и ветра. Однако в атмосфере Красной планеты очень мало влаги. По сути, Марс представляет собой ледяную пустыню, на поверхности которой практически отсутствует жидкая вода.

В своем исследовании Спига и его команда создали новую атмосферную модель, основанную на современных данных, полученных при помощи нескольких марсианских аппаратов НАСА.

Исследование вышло в журнале Nature Geoscience.

Источник

Ученые воссоздают «алмазный дождь», идущий в недрах ледяных гигантов

В новом эксперименте, целью которого являлось воссоздание условий, поддерживающихся глубоко внутри ледяных гигантов нашей Солнечной системы, ученые смогли впервые наблюдать «алмазный дождь», идущий в условиях высокого давления. Под действием экстремально высоких давлений водород и углерод, находящиеся в недрах таких планет, сжимаются, формируя твердые алмазы, которые медленно погружаются в глубину планеты.

Протекание процессов такого «блестящего осаждения» уже давно предполагалось на глубине порядка 8000 километров под поверхностями Урана и Нептуна, однако успешные экспериментальные результаты по воссозданию этого процесса в лаборатории получены впервые. Исследователи смоделировали условия, поддерживающиеся в недрах ледяных гигантов, генерируя ударные волны в пластмассе (полистироле) при помощи мощного оптического лазерного инструмента под названием Matter in Extreme Conditions (MEC) Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США.

В этом эксперименте ученые во главе с Домиником Краусом (Dominik Kraus) из Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф, Германия, смогли увидеть, что почти каждый атом углерода исходного пластика вошел в состав небольших структур с кристаллической решеткой алмаза размером несколько нанометров. На Уране и Нептуне такие алмазы вырастут до значительно более крупных размеров и будут весить порядка нескольких миллионов карат, считают авторы исследования. Эти алмазы в течение многих тысяч лет погружаются в глубины ледяных планет, и в настоящее время, вероятно, сформировали толстые слои вокруг ядер планет, также отмечают авторы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Источник

Ученые синтезировали новые светочувствительные жидкокристаллические полимеры

Ученые МГУ совместно с чешскими коллегами из Института физики (Прага) синтезировали и исследовали новые светочувствительные ЖК-полимеры. Результаты исследования были опубликованы в журнале Macromolecular Chemistry and Physics.

Созданные учеными ЖК-полимеры сочетают оптические свойства жидких кристаллов и механические свойства полимеров. Они могут быстро изменять ориентацию молекул под действием внешних полей и одновременно способны образовывать покрытия, пленки и детали сложных форм. При комнатной температуре они существуют в стеклообразном состоянии, фиксирующем ориентацию молекул. ЖК-полимеры состоят из молекул с высокой молекулярной массой, которые называют макромолекулами. Когда на такие полимеры падает свет, азобензольные группы перестраиваются, из-за чего оптические свойства полимеров изменяются. Такие полимеры называют фотохромными.

 По словам исследователей, самой важной частью работы было изучение фотооптических свойств, фотохромизма полученных полимеров. Этот этап делился на две части: облучение неполяризованным ультрафиолетовым светом, в ходе которого происходила перегруппировка связей внутри молекулы. Этот процесс называется «фотоизомеризация». Следом было проведено облучение поляризованным светом, который вызвал фотоориентацию.

«Фотоизомеризация и фотоориентация открывают большие перспективы для создания так называемых «умных» материалов. Они отзываются на различные внешние воздействия и могут быть использованы для хранения, записи и передачи информации в оптических устройствах различной сложности», — считает автор исследования Алексей Бобровский.

Источник

Новая конструкция двигателя повысит эффективность будущих космических полетов

Двигатели на эффекте Холла используются для искусственных спутников Земли, а также являются перспективными для использования в роботизированных космических аппаратах, совершающих продолжительные путешествия. Плазма, выталкиваемая из сопла такого двигателя, может развивать очень большие скорости. Цилиндрические холловские двигатели отражают направление миниатюризации двигателей этого класса и имеют меньшее отношение поверхности к объему, что предотвращает эрозию канала двигателя.

Рабочим телом двигателей на эффекте Холла обычно является ксенон, нейтральные атомы которого ускоряются электрическим полем и теряют электроны, превращаясь в плазму. Плазма, выбрасываемая из сопла такого двигателя, может развивать скорость до 100000 километров в час.

В новой работе исследователи во главе с Юнцзе Дин (Yongjie Ding) из Харбинского политехнического университета, КНР, предложили новую конструкцию впускных отверстий для цилиндрического холловского двигателя, значительно увеличивающую тягу двигателя.

Цилиндрические холловские двигатели представляют собой относительно маломощные агрегаты. Однако низкая плотность потока рабочего тела может приводить к неадекватной ионизации, являющейся ключевым шагом на пути к созданию плазмы и генерации тяги. В целом увеличение плотности потока газа в канале разряда и снижение его радиальной скорости (скорости, перпендикулярной направлению тяги) ведет к росту производительности двигателя.

В своей работе команда Дин изучила влияние угла ввода газа в цилиндрическую камеру холловского двигателя при помощи специального симуляционного программного обеспечения под названием COMSOL и показала, что ввод газа под углом к оси цилиндра приводит к формированию вихревых потоков, благодаря которым существенно повышается плотность газа на периферийных участках цилиндрической камеры. Это позволяет заметно повысить удельный импульс двигателя (на величину от 1 до 53,5 процента) при напряжении разряда в диапазоне 100-200 Вольт, сообщают авторы.

Работа опубликована в журнале Physics of Plasmas.

Источник

Крупнейший астероид пролетит очень близко к Земле 1 сентября, сообщает НАСА

С тех пор, как НАСА запустило программу, направленную на отслеживание и обнаружение околоземных астероидов, были зафиксированы множества из них, которые пролетали от Земли по космическим меркам на довольно близком расстоянии.

Однако за всю историю наблюдений американского космического агентства, самый большой из всех астероид Florence, размеры которого достигают 4,4 километров, пролетит уже 1-го сентября мимо нашей планеты, приблизившись к ней на 7 миллионов километров.

Пол Ходас - специалист из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене (США) объяснил, что были случаи, когда некоторые астероиды приближались к Земле еще ближе, но Florence является крупнейшим из всех, к тому же, он нам совершенно ничем не угрожает.

В НАСА готовятся к этому событию основательно, чтобы с большей точностью определить размеры этого небесного тела, и заснять объекты на его поверхности. Специалисты агентства даже смоделировали полет астероида Florence, чтобы можно было «наглядно» представить, как это будет выглядеть.

Дмитрий Вибе - заведующий отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН рассказал, что наблюдать за астероидом можно только при помощи телескопа. И максимум, если судить гипотетически, этот космический объект может сбить на своем пути только какой-нибудь спутник.

 

Источник

Астрофизики объясняют таинственное поведение космических лучей

Команда ученых из России и Китая разработала модель, объясняющую природу высокоэнергетических космических лучей в нашей Галактике. Эти космические лучи имеют энергию, превосходящую энергию излучения, идущего от сверхновых, на один или два порядка величины. Центральным местом предлагаемой модели является связь с относительно недавно открытыми структурами, называемыми «пузырями Ферми».

Одной из важнейших проблем теории происхождения космических лучей, состоящих из высокоэнергетических протонов и ядер атомов, является выяснение механизма их ускорения. Еще в 60-е гг. прошлого столетия была предложена гипотеза, связывающая происхождение космических лучей со взрывами сверхновых, однако эта гипотеза не в силах объяснить происхождение космических лучей с энергией свыше 10^15 электронвольт (эВ), поскольку ударные волны, возникающие при взрывах сверхновой, имеют лишь ограниченную продолжительность существования, а следовательно, ограничены в возможности оказывать на частицы ускоряющее действие.

В новой работе исследователи во главе с Дмитрием Чернышовым из Московского физико-технического института показывают, основываясь, в том числе, на серии своих ранних работ, что в пузырях Ферми нашей Галактики частицы космических лучей, идущих от сверхновых, могут повторно ускоряться до энергий свыше 10^15 эВ (зона B, расположенная ниже «колена» на графике). Это происходит за счет ударных волн, возникающих в этих областях Млечного пути в результате падения материи на центральную сверхмассивную черную дыру.

«Предложенная модель объясняет спектральное распределение наблюдаемого потока космических лучей. Можно сказать, что описываемые нами процессы допускают дополнительное ускорение частиц космических лучей, испускаемых при взрывах сверхновых. В отличие от электронов протоны способны дольше не терять свою энергию, поэтому после ускорения в зонах пузырей Ферми они заполняют собой весь объем Галактики и наблюдаются в окрестностях Земли», - рассказал соавтор Чернышова Владимир Догель.

Исследование опубликовано в журнале EPJ Web of Conferences.

Источник

© ESO/GASP

Источник