Новости науки

Почему массивные галактики «не танцуют в толпе»

Австралийские ученые выяснили, почему галактики больших масс, входящие в состав плотных скоплений галактик, вращаются вокруг своей оси медленнее, чем их менее массивные галактические соседи.

«Вопреки существовавшему ранее представлению о том, что скорость вращения галактики определяется плотностью распределения других галактик в её окрестностях, на самом деле она определяется массой самой галактики», - говорит главный автор исследования адъюнкт-профессор Сара Браф (Sarah Brough) из Университета Нового Южного Уэльсаи центра ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics, оба научных учреждения Австралия.

Для измерения скоростей вращения галактик исследователи использовали инструмент под названием Sydney-AAO Multi-object Integral field spectrograph (SAMI), установленный на 4-метровом Англо-австралийском телескопе, расположенном в восточной части Австралии.

Инструмент SAMI «рассекает» галактики, снимая спектры в оптическом диапазоне для 61 точки в каждой галактике и обрабатывая при этом 13 галактик за один раз. Всего в рамках этого исследования было изучено при помощи этого инструмента 300 галактик.

Эти находки ставят под сомнение результаты предыдущих исследований, согласно которым скорость вращения галактики определяется в основном её галактическим окружением, а точнее, плотностью расположения соседних галактик. Согласно мнению Браф и ее команды в этих ранних исследованиях анализ влияния различных факторов на скорость вращения галактик был произведен некорректно, причем одной из возможных причин возникновения ошибки могло быть то, что используемые наборы галактик были недостаточно репрезентативными.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Ученые предсказывают химический состав вещества Нептуна

Ученые помогли разрешить загадку, связанную с составом вещества, лежащего под поверхностью Нептуна – самой далекой планеты нашей планетной системы. Новое исследование проливает свет на химический состав вещества этой планеты, которая лежит на расстоянии примерно 4,5 миллиарда километров от Солнца.

Экстремально низкие температуры на планетах типа Нептуна – называемых ледяными гигантами – означают, что химические вещества на этих далеких планетах существуют в замороженном состоянии, говорят исследователи. Замороженные смеси из воды, аммиака и метана составляют толстый слой между атмосферой планеты и ее ядром – известный как мантия. Однако форма, в которой эти химические вещества существуют в недрах ледяных гигантов, соединяясь в них между собой, изучена недостаточно глубоко.

Использование лабораторных экспериментов для изучения таких условий оказывается весьма проблематичным, поскольку воссоздать экстремальные температуры и давления, поддерживающиеся внутри ледяных гигантов, технически довольно непросто. Вместо этого в новом исследовании ученые из г. Эдинбурга, Шотландия, провели компьютерное моделирование условий, поддерживающихся в мантиях ледяных гигантов.

Эта команда, возглавляемая Виктором Наденом Робинсоном (Victor Naden Robinson), нашла, что замороженная смесь из воды и аммиака в недрах Нептуна – а также других ледяных гигантов, включая Уран – вероятно, формирует малоизученное соединение, называемое гемигидратом аммиака. Эти находки могут оказать влияние на изучение ледяных гигантов в будущем и помогут астрономам классифицировать вновь открываемые планеты.

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

Источник

Снимок: Вспышка звездообразования, способная дать начало гравитационным волнам

В 1887 г. американский астроном Льюис Свифт открыл яркое облако, или туманность, которая в действительности оказалась небольшой галактикой, находящейся на расстоянии примерно 2,2 миллиарда световых лет от Земли. Сегодня она известна как галактика «со вспышкой звездообразования» IC 10.

Спустя более столетия после открытия Свифта астрономы изучают галактику IC 10 при помощи самых мощных телескопов 21-го века. Новые наблюдения, проведенные при помощи рентгеновской космической обсерватории НАСА Chandra («Чандра»), обнаруживают множество звездных пар, которые однажды могут стать источниками волн удивительного типа, называемых гравитационными волнами.

Анализируя данные наблюдений галактики IC 10, собранные при помощи обсерватории Chandra за последние 10 лет, астрономы обнаружили свыше десятка черных дыр и нейтронных звезд, поглощающих газ, который перетекает на них со стороны молодых звезд-компаньонов. Такие двойные системы называют рентгеновскими двойными, поскольку они интенсивно излучают в рентгеновском диапазоне.

На этом новом комбинированном снимке галактики IC 10 представлены данные, полученные при помощи космической обсерватории Chandra (голубой) и при помощи наблюдений в оптическом диапазоне (красный, зеленый, голубой). Рентгеновские источники, обнаруженные при помощи «Чандры» имеют более темный голубой оттенок, по сравнению со звездами, наблюдаемыми в оптическом диапазоне.

Две научные работы, посвященные изучению рентгеновских двойных в галактике IC 10, увидели свет в выпуске журнала Astrophysical Journal за 10 февраля 2017 г.

Источник

Ученые наблюдают, как Солнце прерывает собственное извержение

30 сентября 2014 г. несколько обсерваторий НАСА наблюдало то, что выглядело как начало солнечного извержения. Филамент – змеистая структура, состоящая из плотного солнечного материала и часто связываемая с солнечными извержениями – поднялась с поверхности Солнца, получив энергию и скорость, необходимые для такого подъема. Однако вместо того чтобы извергнуться с поверхности нашего светила, этот филамент коллапсировал, распавшись на части под действием невидимых магнитных сил.

В новом исследовании группа астрономов под руководством Георгиоса Чинцоглоу (Georgios Chintzoglou), физика-солнечника из лаборатории Solar and Astrophysics Laboratory компании Lockheed Martin, расположенной в г. Пало-Альто, штат Калифорния, США, наблюдала эту таинственным образом погасшую в зачатке вспышку при помощи нескольких различных обсерваторий НАСА, включая обсерватории Solar Dynamics Observatory, Interface Region Imaging Spectrograph, телескоп Hinode (НАСА/JAXA). Согласно модели, построенной командой Чинцоглоу с учетом полученных наблюдательных данных, этот филамент, сформировавшийся в 2014 г., так и не был извергнут с поверхности Солнца, поскольку в своем развитии натолкнулся на сложную магнитную структуру, напоминающую собой два "сросшихся" эскимосских иглу. Эта невидимая граница, называемая гиперболической трубкой силовых линий, являлась результатом столкновения двух биполярных областей на поверхности Солнца – сети из четырех чередующихся и противоположно направленных магнитных полей, готовых к магнитному пересоединению, динамическому процессу, в ходе которого могут высвобождаться гигантские количества запасенной энергии.

«Гиперболическая трубка силовых линий разрывает линии магнитного поля филамента и пересоединяет их с линиями основной части магнитного поля Солнца, поэтому филамент теряет запасенную в нем энергию», - пояснил Чинцоглоу.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.

Источник

У престарелой звезды HD 208897 ученые обнаружили «горячую» экзопланету

За последнее десятилетие вне нашей Солнечной системы астрономами было обнаружено несколько тысяч планет. Невероятное множество из них были очень схожи в своих размерах с размерами нашей планеты, а из остальной части планеты представляли собой аналоги Юпитера, какие-то поменьше, а какие-то наоборот – побольше. На сегодняшний день открытые планеты активно изучаются планетологами, чтобы понять, как они сформировались и возможно ли вообще существование жизни на них.

Наибольшей «продуктивности» удалось достигнуть при исследовании так называемых «горячих юпитеров», среди всех планет за пределами Солнечной системы они самые большие, а соответственно и наиболее удобные для изучения. Состав их раскаленной атмосферы включает в себя водород, гелий и углеводород, подобно газовым оболочкам Сатурна и Юпитера, а с неба, «наполненного» необычными свинцовыми и стеклянными облаками шли «ливни» из драгоценных камней.

Используя оптический российско-турецкий полтора метровый телескоп РТТ-150, команда ученых из Турции, Японии и России - Роман Жучков из КФУ (Казанский федеральный университет) наблюдали за странным оранжевым гигантом HD 208897, в системе которого и обнаружили еще одну «копию» Юпитера.

Телескоп РТТ-150 – международный проект России и Турции, установлен в Государственной турецкой обсерватории Тубитак в 2001 году. Поиск экзопланет с его помощью осуществляется исследованием характерных сдвигов в спектре звезды. Они наблюдаются в процессе взаимодействия ее притяжения со спутниками небольших размеров. Однако применять этот, так называемый метод лучевых скоростей, не совсем «приемлемо» при поиске объектов, слишком далеко удаленных от звезды, потому что сила этих спектральных «колебаний» зависит от массы экзопланет и от того, на каком расстоянии они находятся от светила.

Именно этим способом, воспользовавшись инструментами телескопа РТТ-150 и японской орбитальной астрономической обсерватории, ученые вели свои наблюдения за 50 светилами промежуточной массы в течение десяти лет. Из всего числа, было выяснено, что только у 13 звезд возможно существование крупных планет, но с наибольшей уверенностью астрономы из Японии, России и Турции говорят лишь только об одной экзопланете у звезды HD 208897 в созвездии Пегаса.

По результатам оценки, в своей массе этот аналог Юпитера превосходит его в полтора раза и расположен он от своей звезды приблизительно на том же расстоянии, что наша планета от Солнца. Но так как «звездное горючее» престарелой HD 208897 уже на пределе, из-за чего светило «разбухло» до размеров практически в 5 раз превышающих размеры Солнца, что сделало его раз в 12 ярче него, на гигантской планете преобладают куда более высокие температуры.

Жучков сказал, что дальнейшие поиски аналогичных спутников у других подобных звезд, как надеются ученые, откроет «подробности» оказываемого ими влияния в процессе становления их красными гигантами на вращающиеся вокруг них планеты.

Источник

Ученые обнаружили неизвестные особенности распространения космических лучей

МОСКВА, 9 авг — РИА Новости. Российские ученые с помощью эксперимента НУКЛОН обнаружили явления, не вписывающиеся в современные представления о движении космических частиц, сообщил журналистам ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ Александр Панов.

Комплекс научной аппаратуры НУКЛОН – обсерватория космических лучей высокой и сверхвысокой энергий, размещен на спутнике дистанционного зондирования Земли "Ресурс-П" №2, который был запущен с космодрома Байконур 26 декабря 2014 года.

Ученые измерили поэлементные энергетические спектры нескольких основных ядер космических лучей, в том числе до недостижимых ранее энергий. Анализ этих спектров указал на существование целого ряда новых явлений, которые важны для понимания механизмов ускорения космических лучей до их гигантских энергий и для понимания механизмов распространения космических лучей в Галактике.

По словам Панова, разработанные для эксперимента НУКЛОН и испытанные в его ходе технические решения и приобретенный опыт будут использованы при планировании будущих космических миссий.

Космические лучи, открытые в 1912 году австрийским физиком Виктором Гессом, на самом деле не имеют никакого отношения к излучению. Это потоки частиц разных энергий и разной природы, исходящие от астрофизических объектов.

Большая часть частиц, которые долетают до Земли, рождаются здесь же, в атмосфере — это так называемые "широкие атмосферные ливни", возникающие, когда космические частицы экстремально высоких энергий сталкиваются с атомами в атмосфере. Изучение этих "ливней" показало, что их провоцируют частицы свервысоких энергий, которые не могли появиться в Солнечной системе — галактические космические лучи, исследовать которые напрямую можно только с помощью космических аппаратов.

Как ранее сообщал научный руководитель проекта, заведующий лаборатории галактических космических лучей Научно-исследовательского института ядерной физики Дмитрий Подорожный, особенностью эксперимента НУКЛОН является миниатюрность аппаратуры. Масса полезной нагрузки составляет всего 400 килограммов, в то время как использовавшиеся до этого комплексы весили несколько тонн.

Источник

Физики впервые изучили

МОСКВА, 8 авг – РИА Новости. Американские ученые впервые воссоздали условия, царящие в недрах звезд, в термоядерном реакторе NIF и детально изучили "звездные" реакции, обеспечивающие нас теплом и светом, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

"Самое главное, что теперь у нас есть возможность изучать то, что творится в ядре светил во время слияния ядер водорода и других легких элементов. К примеру, нам удалось экспериментально проверить то, как взаимодействует между собой плазма и электроны и как этот процесс влияет на синтез тяжелых ядер", — рассказывает Дэн Кейси (Dan Casey) из Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе (США).

Все элементы тяжелее водорода, гелия и лития, возникли во Вселенной не в момент Большого Взрыва, а в результате постепенной переработки трех легких элементов в более тяжелые вещества в недрах звезд. В ядре Солнца и других светил господствуют столь высокие температуры и давления, что ядра водорода, гелия и лития могут сталкиваться друг с другом и сливаться, формируя более тяжелый элемент и выделяя энергию.

Физики достаточно давно пытаются повторить этот процесс на Земле, создавая различные виды термоядерных реакторов, ни один из которых пока не является достаточно стабильным и эффективным для того, чтобы зажечь миниатюрное "Солнце" на поверхности нашей планеты.

Причиной этих неудач, как отмечает Кейси, заключаются не только в инженерных сложностях, но и в том, что мы пока крайне плохо понимаем то, что творится в недрах звезд и как необычные условия в их ядрах влияют на поведение элементарных частиц и атомов. Дополнительные сложности создает то, что подобные сведения нельзя получить, сталкивая атомы при помощи ускорителей частиц, так как слияния ядер в недрах Солнца и других звезд происходят на гораздо меньших скоростях и энергиях.

Для поиска ответа на эти загадки Кейси и его коллеги использовали термоядерный реактор NIF, построенный в США в 2009 году. Внутри него термоядерные реакции запускаются благодаря сжатию и разогреву специальной капсулы с "звездным топливом", обстреливаемой со всех сторон лучами сверхмощного лазера.

Используя NIF, ученые сжали несколько капсул со смесью различных изотопов водорода и проследили за тем, как часто они вступали в реакции друг с другом в тот момент, когда сжимаемая материя достигала температур и давлений, характерных для очень крупных звезд, чья масса превышает солнечную в 10-40 раз.

Эти замеры, как надеются ученые, помогут астрофизикам понять, что на самом деле происходит в недрах звезд, как их ядро меняется со временем и как все эти сведения могут позволить нам повторить подобные реакции в "рабочем" термоядерном реакторе на Земле.

Источник

Ученые обнаружили огромное количество пылевых вихрей на поверхности Марса

Основную роль, «управляющую» всеми климатическими процессами и способствующую эрозии почвы и скал на Марсе выполняют ветра, воздушные потоки, и песчаные бури. Буквально сразу с прибытием к Марсу орбитальной станции НАСА - «Викинг» в 1985 году, были получены четкие фотографии, которые позволили увидеть, что пылевые бури на его поверхности довольно частое явление, возможно даже, потенциальное опасное для будущих колонистов и исследователей.

Кроме того, на снимках были зафиксированы темного цвета полосы в районе дюн и кратеров, что означало частое возникновение на поверхности красной планеты небольших ураганов продолжительностью в несколько минут и в диаметре около 100 метров. Малый размер этих «пылевых дьяволов», такое название они получили, не позволяет увидеть их, находясь на орбите, из-за чего ученым не удается точно определить, насколько часто они случаются, и представляют ли они существенную угрозу.

Наблюдая за воздействием этих «пылевых дьяволов» на локальный климат в различных регионах планеты, Брайан Джексон (Brian Jackson) из государственного университета Бойсе (США) вместе со своей командой ученых определили их количество, и количество выбрасываемой ими в атмосферу пыли. Джексон объяснил, когда ураган проходит по поверхности Марса на том или ином участке, там происходит резкое снижение атмосферного давления, и ветра кардинально меняют скорость и направление своего движения. В результате, это оказывает влияние на погоду и климат в целом, поэтому фиксируя колебания таких изменений, получится рассчитать количество вихрей на поверхности планеты.

Вооружившись полученными фотоснимками с орбитального марсианского зонда MGS, а так же данными по барометрическим замерам и показателями с научных климатических инструментов марсохода Curiosity и посадочного модуля НАСА – «Феникс», Джексон вместе со своими коллегами обнаружили, что появление на Марсе таких пылевых ураганов случается практически раз в 10 чаще, чем считалось до этого. То есть, ежедневно на поверхности красной планеты, может одновременно проходить до нескольких миллионов «пылевых дьяволов» диаметром примерно 20 метров. По факту же, минимум один ураган существует в районе каждого квадратного километра.

Полученные учеными результаты такого количества вихрей говорят о потенциальной угрозе для будущих исследовательских экспедиций. Опасность представляется в виде возможных электрических полей большой мощности, которые могут образоваться вследствие трения пылевых частиц в сухом марсианском воздухе, ведь корректная работа различной электроники на посадочных модулях, скафандрах и прочих приборах может быть с легкостью нарушена, а что более вероятно, они вовсе будут выведены из строя.

Источник

Число массивных черных дыр внутри Млечного пути оказалось выше, чем ожидалось

Астрономы произвели своего рода «перепись» черных дыр звездных масс и пришли к выводу, что число этих загадочных, темных объектов в нашей Галактике, вероятно, составляет порядка нескольких десятков миллионов – то есть, оно намного выше, чем ожидалось.

Эта «перепись» черных дыр была начата учеными из Университетского колледжа Лондона более чем 1,5 года назад, после того как при помощи обсерватории Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, или LIGO, были обнаружены волны пространства-времени, идущие со стороны далекого столкновения черных дыр массами порядка 30 солнечных масс каждая. Тогда ученые поставили перед собой вопрос: насколько широко распространены черные дыры такого размера во Вселенной и насколько часто они объединяются?

Согласно полученным в этом теоретическом исследовании результатам число черных дыр заданной массы в галактике будет зависеть от размера галактики. В крупных галактиках с высокой металличностью (содержанием элементов тяжелее гелия) звезды успевают терять большое количество массы в течение своего жизненного цикла, и, взорвавшись как сверхновые, оставляют за собой черные дыры лишь относительно небольшой массы (порядка массы Солнца). В меньших по размерам карликовых галактиках формируются крупные звезды с низким содержанием металлов, которые не успевают потерять много массы к концу жизненного цикла, и после взрыва таких звезд остаются относительно крупные черные дыры, подобные черным дырам, участвовавшим в событии слияния, которое было зарегистрировано при помощи обсерватории LIGO.

На основе приведенных рассуждений и используя данные по звездному составу галактик Вселенной, исследователи смогли рассчитать число относительно крупных черных дыр в нашей Галактике, которое составило согласно расчетам порядка нескольких миллионов, то есть намного больше, чем ожидалось ранее.

Исследование вышло в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; главный автор Оливер Д. Элберт (Oliver D. Elbert).

Источник

Массивная множественная звездная система обнаружена астрономами

Группа астрономов под руководством Хавьера Лоренцо (Javier Lorenzo) из Университета Аликанте, Испания, открыла, что двойная звездная система HD 64315 на самом деле имеет более сложное строение, чем предполагалось. В новом исследовании показано, что система HD 64315 включает по крайней мере две двойных системы, состоящие из массивных звезд.

Система HD 64315 является главным источником ионизации в области H II туманности Sh2-311 нашей Галактики. В результате проведения предыдущих исследованиях эта система, расположенная на расстоянии примерно 16000 световых лет от Солнечной системы, была отнесена к классу двойных звезд. Однако в новом исследовании, проведенном командой Лоренцо, показано, что на самом деле звездная система HD 64315 содержит значительно больше компонент.

Проанализировав 50 спектров высокого разрешения, снятых для этой системы в ходе предыдущих исследований, а также данные, полученные при помощи обзора неба All Sky Automated Survey и из каталога Hipparcos, исследователи выяснили, что в систему HD 64315 входит не менее 4 звезд.

Согласно исследованию система HD 64315 состоит по крайней мере из двух двойных звездных систем, одна из которых представляет собой затменную двойную, обозначенную как HD 64315 BaBb, с массами звезд порядка 15 масс Солнца, а вторая – очень яркую систему под названием HD 64315 AaAb с массами звездных компонент порядка 30 масс Солнца. Эти двойные системы располагаются на расстоянии примерно 500 астрономических единиц друг от друга. Яркость множественной системы в целом определяется яркостью более массивной двойной звезды HD 64315 AaAb.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Загадочное исчезновение металлического водорода: следствие продолжается

МОСКВА, 6 авг — РИА Новости, Анна Урманцева. Уже 80 лет подряд "научное человечество" бьется над созданием металлического водорода. Это стало буквально идеей фикс: добиться возникновения идеального металла, обладающего сверхпроводимостью при комнатных температурах, "начинки" самого мощного ракетного топлива, материала для создания "щита" от нейтронной бомбы.

Переход в "металлическую стадию" был обоснован еще в 1935 году Юджином Вигнером и Беллом Хантингтоном. Они утверждали, что при комнатной температуре водород перейдет в металлическую форму при давлении 25 ГПа и станет проявлять свойства сверхпроводника. С тех пор физикам, которые работают с высокими давлениями, казалось, что стоит немного "додавить", как случится предсказанное: водород станет твердым. Однако изначально рассчитанная величина давления в 300 тысяч атмосфер увеличилась уже до пяти миллионов, а металлический водород все еще не получен.

Технически добиться такого давления на Земле практически невозможно, даже в ядре нашей планеты давление не превышает трех миллионов атмосфер. После того как давление "перевалило" за миллион, стало ясно, что придется брать что-то самое твердое, например алмазы, конструировать из них щипцы и давить, максимально уменьшив точку приложения силы. Такие алмазные тиски были созданы, применили их ученые из Гарвардского университета (Исаак Сильвера, Томас Д. Кабот, Ранга Диас) и сумели добиться стадии металлического водорода, о чем с радостью сообщили всему миру в журнале Science.

И вот незадача: как только Исаак Сильвера со своими коллегами собрался его вытащить, один из алмазов рассыпался на "пылинки", а сам образец исчез безвозвратно — никто так и не смог его найти. Звучит это, конечно, очень интригующе, но на самом деле, как говорят физики, ничего удивительного в этом нет. Давление в пять миллионов атмосфер — это как раз предел прочности алмаза. При снятии напряжения довольно часто происходит разрушение камер. Один из алмазов разрушился полностью, а водород, судя по всему, перешел в газообразное состояние. Надо понимать, что речь идет о микроскопической дозе вещества. Чтобы получить "сумасшедшее" давление, алмазы затачивают и давят ими в металлическую прокладку с отверстием посередине. В крошечное пространство (10-50 микрон) закачивается газ. Он и был сжат до состояния металла, так как, по утверждениям ученых, из прозрачного превратился в непрозрачный. Потеря прозрачности — главный критерий превращения газа в металл.

Потеря единственного в мире образца металлического водорода разделило мир на две половины: одна группа ученых верит в то, что образец с металлическим водородом все-таки существовал, а другие все больше склоняются к тому, что это было лишь мечтой стареющего профессора — Исаака Сильверы, который всю жизнь занимался этой проблематикой.

 

© Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина

Валентин Николаевич Рыжов - заместитель директора по науке Института физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина, доктор физико-математических наук

 Заместитель директора по науке Института физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина доктор физико-математических наук Валентин Николаевич Рыжов — на стороне оптимистов: "Похоже, Исаак Сильвера все-таки получил непрозрачный водород. Но это мог быть не чистый металлический водород, а его полупроводниковое состояние. Мой коллега Михаил Еремец, бывший сотрудник нашего института, тоже в свое время получил полупроводниковое состояние водорода, после чего Исаак Сильвера с компанией написали письмо, опровергающее его открытие. Теперь, когда Сильвера опубликовал свои результаты, возникли письма "в обратную сторону", которые констатируют, что те эксперименты, которые он проделал, недостаточно убедительны для того, чтобы говорить об открытии мирового масштаба. Я думаю, что при указанных давлениях все-таки мог возникнуть металлический водород, но находиться в метастабильном состоянии при нормальных условиях он не способен. Поэтому, когда Сильвера захотел его вытащить, образец просто перешел в газ".

А вот заведующий кафедрой прикладной математики Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" доктор физико-математических наук Николай Алексеевич Кудряшов склоняется к тому, что вся история с металлическим водородом Исаака Сильверы — просто большое желание, которое выдано за действительность.

 

© НИЯУ МИФИ

Николай Алексеевич Кудряшов - заведующий кафедрой прикладной математики Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», доктор физико-математических наук

"Честно говоря, я вообще не представляю, где на Земле можно взять такое большое давление, — говорит Николай Кудряшов. — Понятно, что теоретики давно все просчитали, и при этом давлении и указанной температуре водород должен стать металлическим, однако, как мы знаем, теория с практикой иногда расходятся кардинально. Сейчас большинство исследователей склоняется к тому, что этот эксперимент был не чистым. Важно то, что никто не может его повторить, а ведь "повторяемость" — это главная задача в науке".

Тем не менее российские физики-теоретики из МИФИ, среди который и сам Кудряшов, просчитали, что при давлении в пять миллионов атмосфер и температуре минус 268 градусов по Цельсию фаза металлического водорода, полученная Диасом и Сильвером, будет сверхпроводящей.

Для вычислений использовалась система уравнений Элиашберга, которая наиболее точно позволяет определить критическую температуру для перехода вещества в сверхпроводящее состояние. Решение этой системы позволило вычислить критическую температуру перехода металлического водорода в сверхпроводник. Однако оказалось, что эта температура намного ниже комнатной и равна минус 58 градусам по Цельсию.

"Конечно, такая температура не помешает многочисленным техническим применениям сверхпроводников, но при условии, что удастся получать металлический водород в больших количествах. А пока даже получение малого количества металлического водорода еще нужно доказать", — пояснил  Кудряшов.

Что касается профессора Гарвардского университета Исаака Сильверы, он в данное время мастерит новые алмазные тиски для получения металлического водорода.

Источник

Кварк-глюонная плазма оказалась самой восприимчивой к завихрениям жидкостью

Столкновения между частицами, приводящие к формированию кварк-глюонной плазмы (quark-gluon plasma, QGP), наполнявшей раннюю Вселенную, позволили обнаружить, что в этом «первичном супе» из частиц вихреобразование происходит намного легче, чем в любой другой жидкотекучей среде. Новый анализ данных, полученных при помощи ускорителя частиц Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Министерства энергетики США, показывает, что «завихренность» QGP превосходит завихренности, наблюдающиеся в суперячейках торнадо и внутри Большого красного пятна Юпитера на много порядков величины, а также превосходит даже завихренность самой восприимчивой к завихрениям жидкотекучей среды, известной ученым – сверхжидкого гелия.

Эти результаты добавляют еще одно удивительное свойство к богатому списку необычных свойств QGP. Этот «суп» из базовых блоков материи – кварков и глюонов – имеет температуру в несколько сотен тысяч раз более высокую, по сравнению с температурой в центре Солнца, а также сверхнизкую вязкость, или сопротивление течению, что позволяет описывать QGP как «почти идеальную жидкость». Изучение этих свойств, а также факторов, оказывающих на них влияние, позволит ученым раскрыть секреты самой мощной и плохо изученной силы природы – силы, связывающей кварки и глюоны в протоны и нейтроны, формирующие собой большую часть видимой материи, наблюдаемой в современной Вселенной.

Если говорить более конкретно, эти результаты по измерению восприимчивости QGP к завихрениям помогут ученым сделать выбор в пользу одной из нескольких существующих теоретических моделей этой плазмы. Дополнительные данные, которые исследователи планируют получить в будущем, дадут возможность измерить магнитное поле QGP – важную величину, позволяющую исследовать другие физические явления.

Исследование опубликовано в журнале Nature; главный автор Л. Адамчик (L. Adamczyk).

Источник

Возможное объяснение факта доминирования материи над антиматерией во Вселенной

Нейтрино и антинейтрино, также называемые «призрачными» частицами из-за трудностей их обнаружения, могут превращаться одна в другую. Международная коллаборация T2K объявила о первых результатах, указывающих на то, что причиной преобладания материи над антиматерией может быть тот факт, что нейтрино и антинейтрино ведут себя по-разному при этих осцилляциях. Это открытие является важным шагом на пути к пониманию Вселенной.

Вселенная состоит в основном из материи, при этом видимая нехватка антиматерии является одним из наиболее интригующих вопросов, стоящих перед современной наукой. Коллаборация T2K объявила вчера на коллоквиуме, проводимом в научном центре High Energy Accelerator Research Organization (KEK) в г. Цукуба, Япония, об обнаружении признаков, указывающих на то, что симметрия между материей и антиматерией (так называемая CP-симметрия) нарушается в случае нейтрино с 95 процентной вероятностью.

Нейтрино представляют собой элементарные частицы, которые могут проникать сквозь материю, почти не взаимодействуя с ней. Существуют три различных типа нейтрино - электронные, мюонные и тау-нейтрино – а также их античастицы (антинейтрино). В 2013 г. группа T2K открыла новый тип превращений между нейтрино, показав, что мюонные нейтрино превращаются (осциллируют) в электронные нейтрино в процессе движения в пространстве-времени. Основным результатом новейшего исследования, проведенного T2K, является отрицание с 95 процентной вероятностью гипотезы о том, что аналогичное превращение мюонных антинейтрино в электронные антинейтрино происходит с той же вероятностью. Это является первым указанием на нарушение симметрии между материей и антиматерией при осцилляциях нейтрино, и поэтому также на то, что нейтрино играют важную роль в формировании асимметрии между материей и антиматерией во Вселенной.

Составлено по материалам, предоставленным Бернским университетом, Швейцария.

Источник

Физики из США создали

МОСКВА, 5 авг — РИА Новости. Американские физики и нанотехнологи создали из наночастиц миниатюрную версию "Пакмэна", который может вылавливать и "съедать" одиночные бактерии, раковые клетки или вирусы и доставлять их ученым, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

"Микророботы, которых раньше создавали наши коллеги, могли исполнять лишь простые задачи — они могут толкать какие-то другие объекты или проникать внутрь них. Теперь мы можем гибко управлять формой роботов и заставлять их трансформироваться, и благодаря этому у нас сейчас есть целый набор инструментов для манипуляции объектами и процессами в микромире", — рассказывает Кухи Хан (Koohee Han) из университета Северной Каролины в Роли (США).

Сегодня в большинстве опытов с наномашинами на базе ДНК используется особый класс методов их сборки, которые в научном сообществе известны под собирательным названием "ДНК-оригами". В этой методике основой для любых деталей биомашин служит длинная одинарная цепочка ДНК, которая сплетается в нужный трехмерный предмет при помощи коротких "шпилек" из нескольких нуклеотидов — кирпичиков ДНК.

За последние годы биохимики сплели десятки различных машин из коротких цепочек ДНК, в том числе "щипцы", системы доставки лекарств в определенные клетки организма и даже примитивных роботов-трансформеров и простейшие компьютеры. Дальше этого разработка ДНК-оригами не продвинулась по нескольким причинам — сложные структуры из нитей ДНК собирать очень непросто, и еще сложнее — управлять ими и менять их структуру.

Хан и его коллеги нашли новый способ сборки подобных машин, который заметно упрощает их создание и позволяет решать массу ранее недоступных задач, используя не нити из ДНК, а полимерные кубики, покрытые с одной или нескольких сторон полосками кобальта. Намагничивая эти полоски, ученые могут заставить кубы склеиваться между собой, отталкиваться друг от друга и собираться в конструкции сложной формы.

"Так как эти наночастицы намагничены и при этом они взаимодействуют между собой, кубы запасают в себе энергию. Они могут соединяться друг с другом в структуры, в которых каждый куб будет смотреть в разные стороны, формируя объекты, похожие, к примеру, на миниатюрного "Пакмэна". Его можно заставить открыть или закрыть "рот", отключив магнитное поле, чтобы кубики выделили эту энергию", — объясняет Орлин Велев (Orlin Velev), коллега Хана.

Используя этого "Пакмэна", ученые решили сложную задачу, недоступную для других наноструктур: они научили его плавать, периодически раскрывая и закрывая "рот", и заставили наномашину захватить и удерживать в себе одиночную клетку дрожжей, которую они запустили в раствор с полимерными кубами. Подобным же образом, по словам Велева, эти роботы могут захватывать раковые клетки или бактерии в крови пациента и доставлять их ученым для анализа.

Таких роботов, как отмечают исследователи, можно будет использовать не только в медицинских целях, но и для решения иных научных или практических задач, к примеру, для создания синтетических мускулов или датчиков, способных измерять плотность различных экзотических жидкостей, а также для сборки других роботов и многих других вещей.

Источник

НАСА объявило конкурс на лучшее послание в будущее среди пользователей соцсетей

Всем уже известно, что в сентябре наступает 40-летний юбилей миссии зондов «Вояджер». К празднованию этого события, с первого августа в НАСА стартовал конкурс высказываний пользователей социальных сетей. Как сообщило Американское аэрокосмическое агентство, лучшее из предложенных будет телепортировано на один из зондов «именинников».

Если Вы хотите поучаствовать в «словесной битве», публикуйте свои сообщения на своих страничках в социальных сетях с хэштегом #MessageToVoyager. «Заявки» на участие принимаются до 15 числа, а победитель будет определяться по результатам общественного голосования и самими участниками команды миссии «Вояджер». Открытое голосование будет проходить c 23 по 29 августа, а 5 сентября лучшее из предложенных вариантов отправится на золотую пластинку «Вояджера-1».

По словам Сьюзи Додд - менеджера этого проекта, участникам конкурса нужно хорошо подумать, что лучше всего сказать в «будущее» через нашего межзвездного посланника. Все человечество, да и вся планета Земля когда-нибудь, возможно, исчезнут, а бесконечное путешествие «Вояджера» по галактике и в космосе, может продолжаться еще очень и очень долго.

Оба космических аппарата «Вояджер-1» и «Вояджер-2» начали свою, уже легендарную на сегодняшний день, миссию в 1977 году и считаются космическими «долгожителями».

Источник

Астрономы идентифицируют древнейшее семейство астероидов

Юго-Западный исследовательский институт, США, входил в число участников проекта, в рамках которого недавно была открыта относительно малонаселенная область Главного астероидного пояса, в которой находятся первичные астероиды Солнечной системы. Теперь в новом исследовании эта же команда применяет инновационный метод поиска для идентификации самого старого из известных ученым семейства астероидов, которое протянулось по внутренней части Главного астероидного пояса.

Несколько различных астероидов относят к одному семейству, если они образовались в результате фрагментации одного или нескольких более крупных астероидов при столкновении. Обнаружение и изучение новых семейств астероидов позволяет ученым глубже понять историю астероидов Главного пояса.

Идентификация очень древних семейств астероидов, возраст которых насчитывает миллиарды лет, представляет собой определенную проблему, поскольку со временем семейство астероидов рассеивается в пределах довольно обширных областей космического пространства. Так как астероиды вращаются при движении по орбите вокруг Солнца, то их поверхности нагреваются днем и отдают тепло в окружающую космическую среду ночью. Это тепловое излучение может работать как своего рода мини-двигатель, создавая небольшую тягу, которая вызывает постепенный дрейф астероида. После нескольких миллиардов лет такого дрейфа астероиды одного древнего семейства бывает очень трудно идентифицировать. Однако в этом исследовании ученые использовали принципиально новый алгоритм, позволяющий анализировать данные наблюдений астероидов для поиска древних, рассеянных семейств астероидов. Центральной идеей этого метода является поиск «краев» области рассеяния семейства астероидов, то есть фрагментов, находящихся на наибольшем удалении от условного центра зоны рассеяния астероидов семейства.

Возраст обнаруженного в этой работе семейства астероидов составляет свыше 4 миллиардов лет, и оно еще не успело получить официальное название, рассказали авторы.

Исследование вышло в журнале Science; главный автор М. Делбо (M. Delbo).

Источник

На Венере однажды мог существовать океан, показывает компьютерное моделирование

Команда исследователей из Университета Париж-Сакле, Франция, обнаружила, что на поверхности планеты Венеры мог однажды существовать океан. В своей новой работе группа описывает результаты проведенного ею компьютерного моделирования с использованием различных исходных параметров, которые показывают, что в истории Венеры имел место период, когда небо на планете было затянуто толстым слоем облаков, а на поверхности находился неглубокий океан.

На планете Венере в настоящее время не может существовать жизнь – температуры на ее поверхности слишком высоки для существования организмов. Однако в этом новом исследовании ученые показывают, что в один из периодов истории планеты слой облаков в ее атмосфере был достаточно толстым, чтобы защитить планету от перегрева и позволить жидкому океану существовать на ее поверхности.

В своей работе исследователи указывают, что в том случае, если бы атмосфера ранней Венеры содержала такое же количество диоксида углерода, как сегодня, то этого бы было достаточно для существования на поверхности планеты воды в жидкой форме при более низких температурах – и в том случае, если бы слой облаков в атмосфере планеты был достаточно толстым, показывают модели, для формирования неглубокого океана на поверхности Венеры потребовалось бы втрое меньше воды, чем содержится в Мировом океане на нашей планете. Исследователи признают, что их исследование не доказывает существование древнего океана на поверхности Венеры, но доказывает принципиальную возможность его существования.

Работа вышла в журнале Journal of Geophysical Research: Planets; главный автор А. Сальвадор (A. Salvador).

Источник