Новости науки

"Главная ошибка Эйнштейна" поможет физикам искать гравитационные волны

МОСКВА, 16 мая — РИА Новости. Ученые предлагают использовать запутанные частицы и связанные с ними квантовые эффекты для повышения точности LIGO и других детекторов гравитационных волн, работе которых сегодня мешают квантовые флуктуации вакуума, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

"Детекторы LIGO способны видеть сдвиги своих зеркал на расстояния, соответствующие миллиардной доле нанометра. Точность их работы ограничивается не несовершенством приборов, а фундаментальными законами природы, квантовой природой лазерных лучей, при помощи которых определяется положение зеркал. Этот предел можно обойти, используя парадокс, придуманный Эйнштейном и коллегами в 1935 году для демонстрации абсурдности квантовой механики", — объясняет Раффаэле Фламинио (Raffaele Flaminio) из университета Токио (Япония).

Принцип неопределенности Гейзенберга — фундаментальный закон квантовой механики — ограничивает точность измерения скорости движения и положения частиц. Из-за него ученые могут точно измерить либо первый, либо второй показатель, что вносит непреодолимые искажения в результаты замеров, где требуется сверхвысокая точность.

Как рассказал РИА Новости Сергей Вятчанин, физик из МГУ и один из участников проекта, детектор LIGO уже давно подобрался к этому квантовому пределу точности, и сейчас физики пытаются преодолеть его, используя так называемый сжатый свет. Он представляет собой набор фотонов, который упорядочен таким образом, что позволяет максимально точно измерить один из двух параметров за счет невозможности узнать второй.

Когда ученые тестировали источники сжатого света на LIGO, то столкнулись с неожиданной проблемой: оказалось, что подобный прием заставляет лазеры детекторов сильнее "давить" на зеркала, в результате чего те начинают сильнее "дрожать" под ударами фотонов, что вносит новые помехи в сигнал. Уровень помех при этом понижается не на 10 децибел, как показывали опыты в лаборатории, а всего на 2,7-4 децибела.

Ицю Ма (Yiqiu Ma) из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США) и его коллеги придумали достаточно простой и остроумный способ решить эту проблему, подружив детектор "эйнштейновских" волн с главным "врагом" Эйнштейна при его жизни — с запутанными частицами, существование которых великий физик ошибочно считал невозможным.

Для их появления, как выяснили авторы идеи, достаточно немного изменить частоту лазера, питающего источник сжатого света. В таком случае он будет вырабатывать не один, а два потока разных, но при этом запутанных фотонов. Один из них будет иметь свойства, аналогичные тем частицам света, которые присутствуют в лазерных лучах LIGO, а второй — чуть другую частоту.

Эти небольшие различия в частоте кардинальным образом поменяют то, как второй луч лазера будет взаимодействовать с интерферометром, сердцем детектора гравитационных волн. Фактически он будет отражаться назад, а не проходить в сторону зеркал LIGO и взаимодействовать с ними. Тем не менее его флуктуации будут отражать то, как его "собрат" взаимодействует с ними за счет существования, как выражался Эйнштейн, "призрачной связи" между их частицами.

Сравнивая флуктуации и того и другого луча между собой и "вычитая" их друг из друга, можно избавиться от квантового шума и повысить точность измерений, не создавая новых типов шума на нужных для поисков гравитационных волн частотах, как в случае с обычными источниками сжатого света.

По словам Ма, даже в отсутствие других улучшений, поле обзора LIGO расширится в восемь раз при внесении подобных небольших изменений в работу его детекторов. Это заметно повысит шансы на обнаружение других всплесков гравитационных волн, кроме тех трех, которые были найдены в ходе первого сеанса работы детектора в 2015 году.

Источник

Коричневый карлик испускает джет длиной порядка десятых долей парсека

Астрономы при помощи телескопа SOAR, расположенного в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо, обнаружили зрелищный, протяженный джет, идущий со стороны молодого коричневого карлика. Коричневые карлики, не набравшие достаточно массы для поддержания горения водорода в своих недрах, занимают по массе промежуточное положение между звездами и гигантскими планетами. В то время как молодые звезды часто испускают джеты длиной более одного светового года, для коричневого карлика настолько длинный джет был обнаружен впервые. Эти результаты позволяют глубже понять процессы формирования таких субзвездных объектов.

На этом снимке представлен джет, обозначенный как HH 1165, испущенный коричневым карликом Mayrit 1701117, расположенным на периферии скопления звезд Сигма Ориона, возраст которого составляет 3 миллиона лет. Этот джет, очертания которого ученые смогли получить, наблюдая излучение однократно ионизированного атома серы, представлен на снимке зеленым цветом. Джет протянулся на 0,7 светового года (0,2 парсека) к северо-западу («запад» снимка справа – прим. пер.) от коричневого карлика. Сгустки излучения вдоль этого джета указывают на то, что скорость потери массы коричневым карликом изменяется с течением времени, вероятно, в результате эпизодичного характера аккреции массы коричневым карликом. Красная туманность к юго-востоку от коричневого карлика представляет собой отражательную туманность, расположенную в направлении, противоположном направлению джета.

Исследование появилось в журнале Astrophysical Journal; главный автор работы Басма Риас (Basmah Riaz) из Института внеземной физики Общества Макса Планка, Германия.

Источник

Ученые проникают в тайны формирования планет

Впервые астрономы смогли хорошо рассмотреть процессы формирования планет, измерив температуру и количество газа, присутствующего в областях, наилучшим образом подходящих для формирования планет.

Планеты формируются обычно в средней плоскости протопланетного диска, то есть в средней его части, если смотреть на диск сбоку. Однако до настоящего времени астрономы не имели возможности наблюдать планеты, находящиеся в средней части диска, поскольку газы, наполняющие этот диск, закрывают от наблюдений его среднюю часть.

«Мы ранее наблюдали диски, в которых идут процессы формирования планет, однако наши наблюдения были весьма «поверхностными», - сказал Эдвин Бергин (Edwin Bergin), заведующий кафедрой астрономии Мичиганского университета, США. – А такие важные величины, характеризующие физику процесса формирования планет, как плотность, температура и гравитационная скорость, для планет средней части протопланетного диска мы измерять не могли».

Вместо этого исследователям приходилось полагаться на наблюдения поверхности этого диска. Теперь Бергин и его команда разработали метод, который позволяет всматриваться глубоко в среднюю плоскость диска. В случае этого конкретного исследования диск опоясывает звезду массой 0,8 массы Солнца, расположенную на расстоянии примерно 180 световых лет от Земли.

Предлагаемый командой Бергина метод основан на наблюдениях монооксида углерода, молекулы, которая в космосе обычно сопровождает молекулярный водород и может быть использована для определения его наличия и оценки количества. Исследователи использовали для наблюдений монооксида углерода радиотелескоп Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, расположенный в Чили.

Основываясь на измеренном распределении монооксида углерода, исследователи смогли рассчитать, какая масса водорода содержится в средней плоскости диска, где происходит формирование планет. Используя другую, редкую форму монооксида углерода, исследователи также смогли измерить температуры в этой области пространства, основываясь на зависимости яркости свечения этого разогретого газа от температуры.

Еще одним интересным результатом этого исследования является определение так называемой снежной линии для монооксида углерода в этой системе. Подобно снежной линии для воды, разделяющей части планетной системы, где соответственно возможно/невозможно существование воды в жидкой форме, снежная линия для монооксида углерода разделяет части планетной системы, в которых CO соответственно существует в форме пара и в форме твердого вещества. Определение снежной линии этой системы для CO дает важную информацию о процессах формирования планет в ней.

Исследование вышло в журнале Nature Astronomy.

Источник

Астрономы охарактеризовали две суперземли из далекой планетной системы

Международная команда астрономов под руководством Эйке В. Гюнтера (Eike W. Guenther) из Тюрингской обсерватории в Таутенбурге, Германия, охарактеризовала две экзопланеты класса «суперземли», обращающиеся вокруг далекой планеты под названием K2-106, определив их размер, массу и плотность.

Расположенная на расстоянии примерно 825 световых лет от Земли, K2-106 представляет собой звезду спектрального класса G5 возрастом примерно 5 миллиардов световых лет. Эта звезда имеет радиус приблизительно в 0,83 радиуса Солнца, и она примерно на 7 процентов менее массивная, по сравнению с нашим светилом. В 2016 г. исследователи обнаружили две планеты, совершающие транзит перед д иском звезды с орбитальными периодами 0,57 и 13,3 суток.

Теперь команда Гюнтера измерила абсолютные и относительные радиальные скорости звезды К2-106, используя 5 различных спектрографов, расположенных по всему миру, чтобы получить более подробную информацию об этой планетной системе. Эти новые наблюдения демонстрируют, что эти две планеты имеют почти одинаковую массу, однако обращаются на разных расстояниях от родительской звезды, что делает их великолепными «космическими лабораториями» для изучения процессов потери планетами атмосфер в космос.

«Мы определили массы, радиусы и плотности для этих двух планет», указывается в работе.

Исследователи обнаружили, что планета ближайшая к Солнцу - K2-106 b – имеет радиус примерно в 1,52 радиуса Земли и примерно в 7,7 раза массивнее нашей планеты. Поэтому планета имеет высокую плотность вещества, составляющую 12 г/см3.

K2-106 c имеет больший размер, так как ее радиус составляет примерно 2,6 радиуса Земли. Однако масса планеты существенно меньше – она составляет всего лишь 6,8 масс Земли – поэтому и плотность планеты тоже оказывается меньше – всего лишь 2,4 г/см3.

Кроме того, команда определила примерную структуру планеты K2-106 b. Согласно этим данным K2-106 b представляет собой богатую металлами планету, имеющую железное ядро, в котором сосредоточено примерно 50 процентов массы планеты.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

С зонда «Кассини» получены фотографии тени Сатурна, отбрасываемой на его кольца

Команда научных сотрудников НАСА, работающих с зондом «Кассини» опубликовала снимки Сатурнианских колец, на которые отбрасывается тень планеты, медленно сокращающаяся с приближением весеннего дня равноденствия на Сатурне.

По мнению ученых, образованию колец послужило разрушение планетного «зародыша», произошедшее в начале существования Солнечной Системы. Слишком приблизившись к гигантской планете, приливные силы разорвали его и раздробили на мелкие осколки. Сатурн и Титан «сожрали» самые плотные из них, а из оставшихся образовался «строительный» материал будущих колец.

Когда «Кассини» совершал свой первый пролет в пространстве между Сатурном и его кольцами, были сделаны фотографии тени планеты, отброшенной на его кольца, которые подсветило далеко расположенное Солнце. Сатурн вращается по наклоненной оси по отношению к своей орбите, поэтому в длину эта тень изменяется. Как рассказывают ученые, за счет этого на гигантской планете сменяют друг друга такие же времена года, как лето, осень, зима и весна, и длятся по несколько земных лет каждый. Например, в момент прибытия зонда к Сатурну в 2004 году, отбрасываемая тень удлинялась, потому что тогда на северном полушарии была зима. А в 2009 году, с наступлением дня осеннего равноденствия, ее удлинение прекратилось, и она стала «отступать».

Текущий месяц знаменателен тем, что на Сатурне начинается летнее солнцестояние, отбрасываемая планетой тень будет самой короткой, она едва коснется самых ближних колец, а остальные полностью будут освещены Солнцем. Еще спустя два года, тень снова вытянется на максимальную длину и покроет все кольца Сатурна.

На днях, зонд «Кассини» с успехом в четвертый раз пролетел между кольцами и планетой-гигантом. За время очередного сближения были получены данные по структуре гравитационного поля Сатурна и точной массе колец. В этот момент расстояние до верхних слоев облаков составило 2600 километров. В следующий раз зонд «нырнет» в этот промежуток 22 мая.

Источник

Физики из США создали первую "говорящую" бумагу

МОСКВА, 16 мая — РИА Новости. Американские ученые создали первую гибкую плоскую материю, способную преобразовывать механические колебания в электричество или вырабатывать звук, что открывает дорогу для создания "говорящих" газет, "поющих" флагов и "шпионских" пиджаков, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Представьте себе газету, в страницы которой встроены микрофоны и громкоговорители. Фактически можно создать номер, который бы мог общаться с читателем, слушать его и отвечать на его вопросы. В будущем наш материал может заменить обычные колонки, обладающие большими размерами и требующие мощного источника питания", — заявил Нельсон Сепульведа (Nelson Sepulveda) из университета штата Мичиган в Ист-Лэнсинге (США).

За последнее десятилетие ученые разработали множество технологий, позволяющих производить полностью или частично прозрачные дисплеи и микроэлектронику. Так, в июле 2011 года физики из США представили миру прозрачные литий-ионные батареи, а в ноябре этого же года — контактные линзы со встроенным дисплеем. Кроме того, в последующие годы ученые создали прозрачные транзисторы из графена.

В прошлом году Сепульведа и его коллеги разработали гибкий наноматериал FENG, который, как они изначально считали, мог стать одним из основных источников питания для гибкой электроники. Встроив в пенообразную полимерную пленку наночастицы из кремния и серебра, ученые превратили ее в генератор электричества, преобразующий механическую энергию в ток. Если такую пленку встроить в одежду, то человек будет вырабатывать ток во время движения по улице или по дому.

Экспериментируя с FENG, американские физики обнаружили, что этот же материал можно применять и для противоположных целей — преобразования электричества в механические колебания и записи акустических волн.

Руководствуясь этой идеей, команда  Сепульведы использовала FENG для создания системы безопасности для компьютера, распознающей голос его хозяина, а также встроила этот материал в флаг университета, заставив его исполнять гимн или произвольную музыку через подключенный к нему портативный плеер.

Подобные материалы, как отмечают ученые, можно использовать и для других целей — для подавления шумов, создания систем предупреждения об опасности и прочих вещей, где требуются гибкость, механическая надежность и низкое энергопотребление.

Источник

Астрономы обнаружили "раздувшуюся" планету-гигант в созвездии Секстанта

Астрономы в журнале «Astronomical Journal» сообщили об интересной находке в созвездии Секстанта. Была обнаружена весьма необычная экзопланета из материи, почти не уступающей в легкости пенопласту. Создается впечатление, что ее будто «раздуло», ведь по размерам она превосходит Юпитер на 40%, а весит раз в пять меньше него. Показатели ее плотности немного превышают плотность пенопласта, из-за чего ее атмосфера имеет рекордные размеры. Как сказал Джошуа Пеппер из американского университета в Бетлехеме, ее можно будет использовать как «полигон», тестируя новые методики в процессе изучения экзопланет.

В течение нескольких последних десятилетий вне Солнечной Системы астрономами была обнаружена не одна тысяча планет, огромное количество которых соразмерны Земле, и много других маленьких и больших «копий» Юпитера. Их атмосфера активно изучается, чтобы оценить возможность существования на них жизни и узнать, как они сформировались.

Больше всего астрономы продвинулись в работе с «горячими Юпитерами» - это самые большие планеты за пределами Солнечной Системы удобные для изучения. Они обладают раскаленной атмосферой, по своему составу, которая похожа на газовые оболочки Сатурна и Юпитера, куда входят водород, гелий и углеводород, а небеса заполонены экзотическими стеклянными и свинцовыми облаками с «дождями» из драгоценных камней.

Именно в процессе наблюдения за такими экзотическими «горячими Юпитерами» Пеппер и его команда, используя автоматические телескопы США и ЮАР, обнаружили эту «пенопластовую» экзопланету, названную KELT-11b. Они изучали звезду HD 93396, когда обратили внимание на характерные падения в ее яркости, которые обычно случаются в момент прохождения по звездному диску какого-то объекта, затмевающего ее свет от «взоров» с Земли.

Сначала планетологи подумали, что эта планета газовый гигант или даже коричневый карлик, но после продолжительных наблюдений оказалось, что она относительно небольшая, но довольно уникальная и необычная. Плотность ее внешней оболочки 0,09 граммов на кубический сантиметр, при том, что пенопласт обладает плотностью в 0,05 граммов на куб. см. Почему эту планету так «раздуло» планетологи объясняют тем, что она слишком тесно расположена к звезде HD 93396, которая выделяет большое количество энергии, превращаясь в красного гиганта. Из-за этого атмосфера KELT-11b раскалилась до 1400 градусов Кельвина, что могло вызвать это «раздутие» до неимоверных размеров.

В любом случае, такая находка как KELT-11b с ее неплотной и большой атмосферой идеальный вариант, чтобы изучать химический состав гигантских планет и проверять новые методики при поиске следов жизни и оценивать степень их возможной обитаемости.

Источник

Марсианский ровер Opportunity начинает изучение Долины Настойчивости

Марсианский ровер НАСА Opportunity достиг главной цели своей расширенной миссии продолжительностью два года – древней долины, вырезанной на поверхности Марса потоками жидкости, которая располагается на внутреннем склоне гребня обширного марсианского кратера.

Когда этот ровер стал приближаться к верхнему краю Долины Настойчивости в начале мая, снимки с его камер начали демонстрировать части этой области в значительно более высоком разрешении, по сравнению с разрешением снимков, сделанных при помощи орбитальных аппаратов.

Процесс, в результате которого образовалась Долина Настойчивости на гребне кратера Индевор миллиарды лет назад, до сих пор остается неидентифицированным. Среди возможных механизмов ученые называют потоки воды или потоки обломков горных пород и грязи, слегка смоченных водой, или даже более «сухой» процесс, ветровую эрозию.

Ровер Opportunity сделает несколько серий снимков этой долины с двух различных точек, находящихся на большом удалении друг от друга. Такой метод получения изображений поможет получить ценную информацию для подробного трехмерного анализа этой местности. Долина протянулась вниз от гребня внутрь кратера под наклоном 15-17 градусов на расстояние порядка двух сотен метров.

Важным является выбор наименее трудного пути для ровера при его спуске по склону гребня кратера Индевор, поскольку в случае, если на его пути встретится препятствие, то для его объезда придется возвращаться на некоторое расстояние вверх, что связано с рядом трудностей.

В настоящее время ровер Opportunity выполняет научные операции на поверхности Марса уже в течение 150 месяцев, при этом за первые три месяца своего пребывания на планете, которые, как планировалось изначально, составляли всю продолжительность основной миссии ровера, Opportunity обнаружил следы кислой воды, которая текла по поверхности Марса и просачивалась под поверхность в ранние периоды истории планеты.

Источник

Физики создали "микрофон", улавливающий шорох бактерий

МОСКВА, 15 мая – РИА Новости. Физики из Калифорнии разработали сверхчувствительный датчик давления, способный ощущать и записывать движения бактерий, внутреннее биение клеток сердца и другие неслышимые шумы микромира, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

"По сути, мы создали миниатюрный аналог атомно-силового микроскопа, имеющий при этом чувствительность оптических "щипцов". Мы не просто можем "слышать" эти слабейшие звуки и "щупать" эти силы, но и точно измерять их. Теперь у нас есть инструмент для наблюдения за взаимодействиями и изменениями на столь малых масштабах, до которых мы никогда не добирались", — заявил Дональд Сэрбули (Donald Sirbuly) из университета Калифорнии в Сан-Диего (США).

Прибор, созданный Сэрбули и его коллегами, представляет собой тончайший нанопровод, состоящий из трех компонентов – нановолокон из оксида олова и двух типов наночастиц из золота, "приклеенных" к их поверхности при помощи сил электростатического притяжения и супер-эластичного полимерного клея.

Наночастицы и тонкие полоски из некоторых металлов, к примеру, золота или серебра, способны поглощать видимый свет и передавать его дальше в виде других форм электромагнитного излучения. В это время на поверхности металла возникают так называемые плазмоны — коллективные колебания электронов, способные поглощать и испускать энергию в виде световых волн.

Если пропустить через такой "бутерброд" луч света, то нановолокна начнут его испускать, а плазмоны – вносить своеобразные "помехи" в  него. То, как устроены эти помехи, сильно зависит от расстояния между источником плазмонов и световодом. Это расстояние, благодаря высокой эластичности клея, будет заметным образом меняться, если через световод проходят волны или к нему прилагается сила.

Благодаря этому "микрофон" Сэрбули и его коллег может ощущать рекордно малые силы и акустические колебания – подобный световод может улавливать звуки, в тысячу раз более слабые, чем те, которые может услышать человек, и измерять силы порядка 160 фемтоньютонов (триллионных долей ньютона). В целом, этот гаджет примерно в 10 раз чувствительнее атомно-силового микроскопа и при этом он гораздо проще в работе.

Используя этот "наномикрофон", ученые записали те звуки, которые издают бактерии при движении через питательную среду, а также измерили силу колебаний, которые вырабатывают одиночные мускульные клетки сердца.

В будущем, отмечает Сэрбули, детище его группы сможет находить одиночные клетки в растворе и наблюдать за их миграциями и поведением, а также движением объектов внутри них. Подобные замеры, как надеются ученые, облегчат получение фотографий отдельных микробов и интерпретацию результатов других биологических и физических экспериментов.

Источник

Физики разгадали библейскую загадку о мерах зерна и воздаянии

МОСКВА, 15 мая — РИА Новости. Физики и математики из Австралии нашли способ максимально плотно упаковывать зерна пшеницы, вытянутые капсулы лекарств или наночастицы, последовав тем самым притче о воздаянии из Библии, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"В Евангелии от Луки есть следующая строчка "Давайте, и дастся вам: мерою доброю, утрясенною, нагнетенною и переполненною отсыплют вам в лоно ваше; ибо какою мерою мерите, такою же отмерится и вам". Этот стих упоминает все те вещи, которые мы делали в лаборатории: сжимали, трясли и отсыпали. Конечно, я не уверен, что авторы Библии имели в виду то же самое, что и мы", — шутит Мохаммед Саадатфар (Mohammad Saadatfar) из Национального университета Австралии в Канберре.

Тем не менее, признает физик, Библия поставила одну из главных и пока не решенных задач математики, физики и химии — то, как можно разместить зерна пшеницы или любые другие продолговатые структуры, чтобы они были максимально плотно и прочно упакованы. Решение этой задачи необходимо, в частности, для того, чтобы наиболее эффективно перевозить грузы, строить более прочные здания из песка и распределять наночастицы по материалам будущего.

Природа, как рассказывают ученые, давно решила эту задачу для кристаллов и сплавов — в их кристаллических решетках атомы упакованы максимально плотно. К примеру, атомы хлора и натрия в кристаллах обычной поваренной соли занимают свыше 74% пространства благодаря упаковке в так называемый гранецентрированный куб. Атомы внутри такого куба расположены так, что на каждой его стороне находится по пять ионов хлора и натрия.

Все попытки ужать зерно или наночастицы подобным образом проваливались — в лучшем случае ученым удавалось заставить их занимать примерно 64% от общего объема материала, образуя структуры случайной формы.

Саадатфар и его коллеги  решили выяснить, почему зерна нельзя ужать еще сильнее, изучая манеру упаковку наночастиц из полиакрила, которые физики насыпали в емкости разных размеров и формы — в цилиндры, шарообразные и прямоугольные чаши, и утрясали при помощи в генераторов вибраций.

Просвечивая эти структуры при помощи рентгена и компьютерного томографа, Саадатфар и его коллеги обнаружили, что они на самом деле носят не случайную форму, а организованы в наборы из пяти склеенных друг с другом пирамид, составленных из трех наночастиц. Структуры такого типа, как отмечают физики, не могут быть упакованы более плотно, если не заставить их превратиться в кубические кристаллы — в них неизбежно будут появляться крупные поры и полости.

Сделать это не так просто, как может показаться, так как для этого нужно приложить очень точное количество энергии, чтобы не разрушить "кристаллы" и при этом сделать их достаточно нестабильными для превращения в кубические структуры. Дальнейшие эксперименты по "утряске" и наблюдения за движением наночастиц, как надеются ученые, помогут понять, как это можно сделать.

Источник

С юбилеем космической эры в этом году будут поздравлять из открытого космоса

На июль этого года запланирована отправка к Международной Космической Станции космического корабля «Прогресс МС-06». С его помощью будет осуществлена доставка студенческих космических микроспутников для вещания на четырех языках. «Роскосмос» сообщает, что их запустят при выходе в открытый космос.

Данное мероприятие приурочено к знаменательному для российского космонавтики дню в 2017 году – 60-летию космической эры и в честь 160 дня рождения Константина Циолковского, являющегося основоположником теоретической космонавтики. Спутники вещания запустят российские космонавты. Каждые три минуты, эти аппараты будут посылать голосовые «поздравления» на русском, английском, китайском и испанском языках. Услышать их смогут все радиолюбители, частота передачи доступна для всех желающих.

Специалистами РКК «Энергия», студентами и молодыми учеными ЮЗГУ (Юго-Западный государственный университет) г. Курска, по экспериментальной космической программе «Радиоскаф» уже проведены испытательные мероприятия микроспутников. Сейчас они уже ждут отправки на космодром Байконур.

Автономная интеллектуальная группировка микроспутников уникальна своими новыми научными и техническими решениями, благодаря которым стала возможна самоорганизация малых космических аппаратов и их взаимодействие в процессе экспериментальных исследований в открытом космическом пространстве. Первоочередной задачей на текущем этапе является достижение полной автономности в самоорганизации аппаратов, чтобы понять, возможно ли добавить в группировку большее число спутников. В будущем планируется добиться распределенного приема радиосигналов.

Источник

Академик: "новая физика" может начаться со стерильных нейтрино

МОСКВА, 14 мая – РИА Новости. Академик Игорь Ткачев из Института ядерных исследований РАН в Троицке рассказал о том, как Россия может стать лидером в поисках неуловимых стерильных нейтрино, как с ними связана загадочная темная материя и почему он считает, что БАК вряд ли откроет "новую физику". 

На этой неделе в НИЯУ МИФИ в Москве и Институте ядерных исследований в Троицке состоялась очередная встреча физиков ЦЕРН из коллаборации NA61, пытающихся раскрыть тайны устройства кварково-глюонной плазмы, аналога первичной материи Вселенной, и принципы взаимодействия между нейтрино, самыми неуловимыми частицами, и другими формами материи.

Направление исследований для многих из этих экспериментов, как рассказали участники встречи, были заложены еще несколько десятилетий назад силами советских и российских ученых в Троицке. Например, в начале 1990 годов отечественные физики начали измерения массы нейтрино и пришли к выводу, что она должна быть очень небольшой, получив лучшие в мире ограничения. Сегодня увеличенная копия российского детектора, получившая имя KATRIN, строится в Германии. Этот эксперимент позволит продвинуться в ограничениях еще на порядок, либо наконец измерить массу нейтрино.

Сам прибор, как пояснил академик Игорь Ткачев, сегодня получил вторую жизнь для поисков ответа на не менее важный и интересный вопрос – существует ли еще один вид нейтрино, помимо трех уже открытых частиц и античастиц такого рода. Эти частицы, так называемые "стерильные нейтрино", должны практически не взаимодействовать с другими формами материи и обладать необычно большой для известных нейтрино массой.

Он рассказал о первых результатах подобных поисков и объяснил, почему открытие этих частиц может стать "окном" в новую физику и может объяснить многие загадки Вселенной, в том числе и существование темной материи.

— Игорь Иванович, насколько вообще целесообразно и зачем нужно искать стерильное нейтрино? 

— Мы знаем, что Стандартная модель физики не является полной – к примеру, существование темной материи и наличие массы у нейтрино выходят за ее пределы и не объясняются ей. Существует много моделей, способных объяснить оба этих факта, многие из которых являются очень сложными. Самая простая возможность — добавить стерильные (или правые) нейтрино в Стандартную модель.

Конечно, модель в которой возникает масса у нейтрино можно сделать и сложной, но в данном случае, как мне кажется, работает принцип бритвы Оккама – самые простые и красивые теоретические построения обычно оказываются самыми близкими к реальности. Кроме того, было бы странно, если бы масса нейтрино возникала не так, как у всех остальных частиц Стандартной модели, в результате взаимодействия их "правых" компонент с полем Хиггса. 

Когда мы думали, что у нейтрино нет массы, было логичным считать, что у нейтрино этого правого партнера нет. Но теперь, когда мы знаем, что у нейтрино есть масса, есть основания думать об обратном. Вопрос теперь заключается в массе этих партнеров – если она окажется слишком большой, то тогда мы никогда не сможем найти стерильные нейтрино в лаборатории. Такую возможность исключить нельзя, но тогда у этой модели не будет и других интересных следствий, о которых пойдет речь ниже.

 

© РИА Новости

Детектор нейтрино, на котором российские ученые будут искать четвертый тип этих частиц

Другие эксперименты, такие как Дайя-бэй и IceCube, "закрыли" область существования крайне легких стерильных нейтрино, не интересных для нас с космологической точки зрения. С другой стороны, если эта масса будет в примерно десять тысяч раз больше, чем у "обычных" нейтрино, т.е. около 1 кэВ, то тогда стерильные нейтрино могут составлять основу темной материи.  Поиском таких нейтрино мы сейчас и начали заниматься.

— Как можно убедить публику в том, что это необходимо?

— Это же одна из самых фундаментальных проблем в настоящее время. У темной материи есть все шансы быть открытой в лаборатории, рано или поздно. Поэтому темну

ю материю ищут десятки, если не сотни коллективов ученых уже несколько десятилетий. Эти поиски идут в самых разных направлениях – кто-то верит в тяжелые "вимпы" и пытается их найти, кому-то нравятся аксионы.

Стоимость каждого такого эксперимента на современном этапе находится на уровне 100 миллионов долларов, и никто не думает об их прекращении. Наш проект, по сравнению с такими детекторами, совсем ничего не стоит. Если нашу установку создавать сегодня, она обошлась бы где то в 5 миллионов долларов, и сами эксперименты гораздо дешевле, чем поиски других форм темной материи.

О чем это говорит? Более существенные вложения могли бы позволить нам достичь необходимого предела точности в наших измерениях и "зайти" в ту область, где мы ожидаем найти стерильные нейтрино, объясняющие существование темной материи, ее долю во Вселенной, ненулевую массу нейтрино и другие явления, выходящие за рамки Стандартной модели. Для этого нам нужно повысить чувствительность детектора на несколько порядков, и тогда мы выйдем в ту область, которая интересна и физикам, и космологам.

— Достижимо ли это с финансовой и технической точки зрения?

— Самая дорогостоящая часть нашей установки уже готова к подобной работе, на следующем этапе нам нужно заменить детекторы и электронику на более быстродействующие. Конечно, можно продолжать накапливать данные и на существующем оборудовании, но тогда нам придется прождать десятилетия, чтобы получить результат.

Сейчас мы планируем проводить параллельно и замеры, и обновление оборудования. Мы надеемся, что обновление железа и улучшение методик работы  с ним позволит нам поднять чувствительность детектора как минимум на порядок, а может быть, и на два порядка, если это позволит сделать систематика.

Мы нашли новую жизнь для нашей установки и начали поиски стерильных нейтрино, однако нам быстро стало ясно, что подобные поиски в одиночестве продолжать невозможно и неправильно. Сейчас мы сотрудничаем с нашими немецкими коллегами из проекта KATRIN. В мае начнется новый сеанс работы, и к нам приедет большая делегация из Германии вместе с новой электроникой и детектором, которые будет установлены в конце сеанса.

Это позволит нам сравнить результаты наблюдений и понять насколько новая немецкая электроника лучше для нас. В этом заинтересованы и мы, и немецкие коллеги, чья установка пока не начала свою работу.  Если все получится, дальше будем проводить совместный эксперимент здесь, в Троицке.

— Поможет ли открытие стерильных нейтрино в раскрытии фундаментальных свойств материи, в том числе и при анализе результатов экспериментов NA61?

— Для NA61 думаю, что нет. Но, с фундаментальной точки зрения, стерильные нейтрино чрезвычайно  важны для определения того, в какую сторону и как будет расширяться Стандартная модель – можно пойти, условно говоря, направо, налево, вверх или вниз, или же просто дополнить нейтрино по аналогии с другими известными частицами. Какой из этих путей правильный – на сегодняшний день фундаментальный вопрос.

Соответственно, если мы найдем стерильные нейтрино, то тогда сразу станет ясно, в каком направлении двигаться. С другой стороны, даже если поиски закончатся неудачей, это тоже прояснит ситуацию – к примеру, если стерильные нейтрино не существуют в той области, которая связана с темной материей, то тогда мы будем знать, что она является какой-то другой сущностью за пределами Стандартной модели. 

 

© РИА Новости

Детектор нейтрино, на котором российские ученые будут искать четвертый тип этих частиц

— Недавно вы и ваши коллеги из МФТИ опубликовали статью о том, что темная материя может быть нестабильной и что заметная ее часть могла распасться. Будет ли означать открытие стерильных нейтрино то, что и эта теория верна?

— С одной стороны, об этом можно говорить в принципе, но с другой стороны, те стерильные нейтрино, которые мы ожидаем найти, в минимальном варианте не могут объяснить те аномалии в реликтовом излучении Вселенной, о которых мы говорили. Стерильные нейтрино по своей природе должны распадаться, превращаясь в активное нейтрино и фотон, однако эти распады будут происходить слишком редко – время жизни стерильных нейтрино превышает возраст Вселенной.

Для того, чтобы объяснить те аномалии, которые были зафиксированы в данных по реликтовому излучению Вселенной, нужно, чтобы распалось как минимум 5% темной материи, что невозможно в рамках простых представлений о свойствах стерильных нейтрино.

С другой стороны,  реальность может быть более сложной, могут существовать еще какие то взаимодействия и частицы, и тогда частота распадов стерильных нейтрино будет другой. Сейчас я как раз работаю над подобными сценариями. 

— В последние два года физики все чаще говорят о возможных намеках на "новую физику" в результатах экспериментов на БАК. На ваш взгляд, где и когда мы увидим первые реальные следы мира за пределами Стандартной модели?

— В ближайшие десять лет,  как я считаю, вряд ли получится что-то обнаружить. Трудно быть оракулом, но я не думаю, что мы на самом деле близки к открытию "новой физики", если говорить об экспериментах на Большом адронном коллайдере.

С другой стороны, ситуация выглядит более оптимистичной, если говорить о стерильных нейтрино и аксионах. Я надеюсь — так как уверенно говорить здесь нельзя — что именно они станут тем проявлением "новой физики", которое нам удастся  найти первым.

Для этого есть вполне логичные причины. Стерильные нейтрино являются естественными кандидатами на роль частиц темной. Почему? Нужно смотреть на естественные расширения Стандартной модели, необходимость которых вытекает из решения каких то других проблем, а не просто ради объяснения существования темной материи.

К примеру, если взять нейтрино, мы знаем, что они должны обладать массой, которую откуда-то нужно взять. Для этого мы вводим "правые" нейтрино и это добавление к теории к тому же объясняет, откуда берется темная материя. Аналогичной является ситуация с аксионами, другим кандидатом на роль "легкой" темной материи, тоже связанным с еще одним пробелом в Стандартной модели.

Аксионы уже достаточно давно, около 20 лет, планомерно пытаются найти в лабораториях, постепенно перебирая интересную для космологии и экспериментально доступную область значений их массы. С другой стороны, темную материю в форме стерильных нейтрино целенаправленно не искали, и у нас есть большие шансы продвинуться в этом направлении, на что нам понадобится как минимум 5-10 лет. Что именно является темной материей, мы пока не знаем, но, возможно, одновременно существуют и стерильные нейтрино и аксионы.

К сожалению, как показывает история бозона Хиггса, от теоретического предсказания до открытия может пройти до полувека. Открытие, конечно может быть неожиданным, но чаще всего появляются статистические флуктуации, такие как недавняя история с резонансом 750 ГэВ, которые выглядят как "новая физика", но на самом деле являются случайными совпадениями. 

Облака часто складываются в узоры, в которых некоторые теоретики видят слонов. То же самое происходит с экспериментальными данными, и нам, скорее всего, придется долго ждать того момента, когда мы дойдем до реальных результатов.

Источник

Ученые считают, что Марс родился в поясе астероидов, а затем «мигрировал» оттуда

В журнале «Earth and Planetary Science Letters» появилась статья о результатах исследований химического и изотопного состава Марса. Из полученных данных стало ясно, что местом рождения этой планеты был нынешний современный главный пояс астероидов, а не то, где зародились Земля, Меркурий и Венера. Заняться этим вопросом решил Роман Брассер из Японского Технологического института, засомневавшись в вероятности того, что Марс мог родиться там, где Земля «не доела» в процессе своего рождения материю протопланетного диска. Астрономы пришли к выводу, что формирование Марса происходило «внутри» пояса астероидов, далеко от Солнца. А в будущем, он расходовал энергию, отталкивая своих «соседей» к Юпитеру, и таким образом, достиг своей текущей орбиты.

Пока принято считать, что формирование Солнечной Системы началось 4,6 миллиарда лет тому назад, когда произошел гравитационный коллапс огромного молекулярного межзвездного облака. Из подавляющей его части образовалось Солнце, а из остатков - вращающийся протопланетный диск, откуда и началось возникновение планет, их спутников, астероидов и других малых тел Солнечной Системы.

До современного времени, ученые были уверены, что все планеты зародились именно там, где находятся и по сей день. Ну а теперь считается, что «землеподобные» и другие каменистые планеты сформировались «под командованием» мигрирующего Юпитера и других гигантских планет. Брассер склоняется к мнению, что Марс так же относился к их числу. Его масса слишком велика, чтобы согласиться с тем, что он зародился так близко к Земле, тем более протопланетный диск не обладал достаточным количеством материи, чтобы хватило и для Земли, и для Марса. Ко всему этому, его изотопный состав отличен от Венеры, Земли и Луны. Материя Марса имеет больше сходств с первичным материалом Солнечной Системы, чем недра Земли или ее спутники.

Проведя анализ химических различий, Брассер вместе со своей командой занялся поиском того места, которое Марс мог использовать как источник материи чтобы сформироваться. По первым изотопным данным - кремния-30, ванадия-51 и прочих, эта кладезь материи должна была быть в самом холодном и отдаленном месте Солнечной Системы. С помощью сконструированной на компьютере эволюционной модели ученые выяснили примерное место расположения только зародившейся красной планеты - там, где ориентировочно могла существовать мифическая планета Фаэтон. В 18 и 19-ом веках считали, что именно из ее разрушенных «останков» сформировался астероидный пояс, однако Брассер с коллегами склонны к ее «побегу» оттуда.

По последним расчётам подтверждается, что красная планета «мигрировала» из пояса астероидов приблизительно спустя 120 миллионов лет как зародилось Солнце. Марс, Юпитер и протопланетные тела гравитационно взаимодействовали друг с другом. Под их «натиском» он потерял свою энергию, пытаясь «вытурить» их из Солнечной Системы.

Ученые планируют проверить эту теорию, как только получат новые данные химического состава самых древних марсианских пород, и сконструируют самую детальную модель Солнечной Системы, в которой энстатитовые и обыкновенные хондриты (виды первичной материи), будут располагаться совершенно иначе.

Источник

Ученые впервые увидели и "пощупали" водородную связь между молекулами

МОСКВА, 13 мая – РИА Новости. Физики впервые смогли детально рассмотреть водородную связь между двумя молекулами и точно измерить силу, что поможет ученым в раскрытии тайн устройства белков и молекул ДНК, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

"Водород, состоящий из всего одного протона и электрона, является самым небольшим и распространенным атомом во Вселенной. Водород столь же важен и для химии и физики, но до настоящего времени мы не могли видеть одиночные атомы водорода в молекулах. Получение первых данных по силе водородных связей открывает путь для раскрытия трехмерной формы молекул ДНК и полимеров", — рассказывают Сигеки Кавай (Shigeki Kawai) из Национального института изучения материалов в Цукубе (Япония) и его коллеги.

Почти все молекулы, существующие во Вселенной, состоят из атомов, связанных тремя путями – посредством прочных ковалентных или ионных связей, основанных на "обобществлении" или "экспроприации" электронов между двумя атомами, и слабых водородных связей.

Они образуются за счет перераспределения заряда между атомами водорода и кислорода, из-за которого возникает "зарядовая асимметрия" молекулы и один ее конец оказывается заряжен положительно, а другой отрицательно. К этим заряженным концам могут присоединяться другие атомы и молекулы, а также атомы в самой молекуле, содержащей водород.

Водородные связи, возникающие между молекулами воды, объясняют высокую температуру кипения и высокую вязкость воды, а также необычные свойства белков, молекул ДНК и других "кирпичиков жизни". Ученые достаточно давно знают примерную силу этих связей, однако их точное значение так и не было измерено из-за того, что электронные микроскопы крайне плохо "видят" атомы водорода в молекулах.

 

© Kawai et al. / Science Advances 2017

Фотографии водородных связей в молекулах

Кавай и его коллеги решили эту проблему, модифицировав жало атомно-силового микроскопа таким образом, что водород начинает формировать связи не только с изучаемыми молекулами, но и с самим микроскопом.

Сердцем атомно-силового микроскопа является сверхтонкая игла из металла и присоединенная к ней упругая пластинка, которая вибрирует при движении щупа по образцу материала. Эти колебания преобразуются в картинку при помощи лазера, угол отражения луча которого меняется в зависимости от силы вибраций.

В 2012 году Кавай и швейцарские физики впервые смогли увидеть связи между атомами углерода в молекулах ароматических углеводородов, покрыв "иглу" микроскопа угарным газом, чьи молекулы, как выяснили ученые, были особенно чувствительны к искажениям, которые возникают в результате отталкивания наконечника электронами, образующими связи между атомами.Экспериментируя с подобными иглами, авторы статьи обнаружили, что они могут фиксировать появление водородной связи между ними и особо устроенными ароматическими углеводородами, часть атомов водорода в которых смотрит строго "вверх". В таком случае жало микроскопа будет взаимодействовать со строго одним атомом водорода, что позволяет четко видеть формирование связи и точно измерять ее силу.

Для проведения подобных экспериментов ученые собрали молекулы, состоящие из нескольких углеводородных колец и хвостов и похожие по форме на логотип "Мерседес-Бенц", пропеллер и звезду с тремя лучами. "Ощупывая" эти хвосты при помощи жала микроскопа, физики смогли впервые сфотографировать водородные связи, понять, как они отличаются от ковалентных связей, измерить их силу – около 40 пиконьютонов, триллионных долей ньютона, и понять, на каком расстоянии они работают – примерно 300 пикометров.

В целом, все эти значения полностью соответствует теоретическим предсказаниям и говорят о том, что в их формировании не замешаны силы электростатического притяжения или неизвестная нам форма ионных связей. Как надеется Кавай, открытие его команды проложит дорогу для получения первых "атомных" фотографий ДНК и важнейших белков, и последующего раскрытия их тайн.

Источник

Открытие трех необычных квазаров бросает вызов теории эволюции черных дыр

Квазары представляют собой светящиеся объекты, в центрах которых расположены черные дыры, наблюдаемые через гигантские космические расстояния. Падающая на черную дыру материя увеличивает массу черной дыры и вызывает свечение квазара. В новой работе астрономы во главе с Кристиной Эйлерс (Christina Eilers) из Института астрономии Общества Макса Планка (Max Planck Institute for Astronomy, MPIA) при помощи обсерватории им. Кека, расположенной на Гавайях, открыли экстремально молодые квазары с необычным свойством: эти квазары смогли набрать массу, оцениваемую примерно в один миллиард масс Солнца, менее чем за 100000 лет. Согласно существующим моделям квазарам потребовалось бы примерно в 1000 раз больше времени, чтобы набрать такую массу, поэтому эти находки представляют большую загадку для ученых.

Эти загадочные квазары наблюдались астрономами в том состоянии, в котором они пребывали примерно 13 миллиардов лет назад, то есть примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва. Согласно существующим моделям эволюции черных дыр на формирование черных дыр такого размера, как эти квазары, требуется примерно 100 миллионов лет, однако ученые определили, что активность обнаруженных квазаров продолжается в течение не более чем 100 тысяч лет.

Чтобы определить, как долго длится активность этих квазаров, астрономы проанализировали влияние этих квазаров на их галактические окрестности – в частности, они изучили нагретые, в основном прозрачные «ближние зоны» (proximity zones) вокруг каждого квазара. «Моделируя ионизацию и нагрев газа светом, идущим от квазаров, мы можем прогнозировать, какого размера будет ближняя зона у каждого квазара, - объясняет Фредерик Дэйвис (Frederick Davies), научный сотрудник MPIA и эксперт по взаимодействию между светом, идущим от квазара, и газом межгалактического пространства. После того как квазар «включился», эти зоны растут очень быстро. – Всего лишь через 100000 лет квазары должны иметь широкие (зеленый график на фото) ближние зоны ».

К удивлению Дэйвиса, три этих квазара имеют очень небольшие (желтый график на фото) ближние зоны – что указывает на то, что они находятся в фазе активного квазара в течение не более чем 100000 лет.

На следующем этапе своего исследования Эйлерс и ее команда собираются попытаться обнаружить новые квазары с такими же аномалиями развития, как и у этих трех квазаров. Такое обнаружение могло бы свидетельствовать о том, что значительная часть известных ученым квазаров на самом деле намного моложе, чем считалось, указывают авторы.

Исследование появилось в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Новая быстрая радиовспышка добавляет загадочности происхождению этих явлений

Международная исследовательская группа сообщает об обнаружении новой быстрой радиовспышки (fast radio burst, FRB) и своих попытках обнаружить источник этой вспышки.

FRB-события оказались в центре внимания астрономов лишь относительно недавно. Они представляют собой экстремально короткие, но мощные вспышки в радиодиапазоне, которые происходят где-то в космосе, но ученые до сих пор так и не смогли найти источники этих вспышек. Это новое FRB-событие, получившее теперь название FRB 150215, было впервые обнаружено исследователями, работающими с телескопом Паркса, расположенным в Новом Южном Уэльсе, Австралия. Уникальность обнаружения этого FRB состоит в том, что сразу после появления первой информации о нем несколько научных групп направило свои телескопы на то место на небе, где появилась вспышка. К сожалению, ни один из этих коллективов не смог ни обнаружить то, что могло быть причиной этой вспышки, ни указать точно координаты этой вспышки на небе. Кроме того, проанализировав данные, собранные при помощи этих нескольких телескопов, исследователи обнаружили, что этот FRB проделал интересный путь через нашу галактику Млечный путь. Поэтому, не узнав почти ничего об этом новом FRB, исследователи смогли получить новые сведения о нашей Галактике.

Обнаружение FRB 150215 стало 22-м по счету обнаруженным FRB, для которого остается неизвестным источник, что делает их величайшей загадкой современной астрономии. Таинственная природа этих объектов порождает множество теорий относительно их происхождения, начиная от сверхновых и вплоть до гипотез о сигналах, подаваемых представителями внеземных цивилизаций.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org; главный автор Эмили Петрофф (Emily Petroff).

Источник

Древние столкновения формировали на Марсе вихри, «очищающие» поверхность

Просматривая несколько лет назад снимки Марса, сделанные при помощи средств наблюдения НАСА, геолог из Университета Брауна, США, Питер Шульц (Peter Schultz) заметил серии необычных ярких полос, расходящихся во все стороны от крупных ударных кратеров на поверхности планеты. Эти полосы необычны, в первую очередь, тем, что они простираются намного дальше от кратеров, чем обычные выбросы материала при столкновении, а кроме того, они видны только на тепловых, инфракрасных снимках, сделанных в течение марсианской ночи.

Используя методы геологического наблюдения, лабораторные эксперименты по физическому моделированию столкновений и компьютерные модели, Шульц и магистрант Брауновского университета Стефани Квинтана (Stephanie Quintana) предложили новое объяснение происхождения этих полос. Ученые показали, что атмосферные вихри, подобные торнадо – которые образовались в результате столкновений, сформировавших кратеры, и вращались со скоростью порядка 800 километров в час и более – «очищали» поверхность вдоль наблюдаемых полос и «сдували» с нее пыль и небольшие камни, обнажая материал, способный более продолжительное время удерживать тепло.

При столкновении крупного небесного тела с поверхностью любой планеты, и в частности Марса, формируется гигантское облако испаренного материала, которое расходится во все стороны от кратера. Сами по себе эти движущиеся во все стороны струи пара не могут сдуть с поверхности планеты столько пыли, чтобы сформировать полосы, подобные тем, что наблюдали Шульц и Квинтана, поскольку эти струи движутся слишком высоко над поверхностью. Однако в случае, если на пути такой струи пара имеется препятствие в виде положительной формы рельефа, то есть возвышенности, то формируется быстровращающийся атмосферный вихрь, опускающийся к поверхности и «вычищающий» довольно протяженные полосы, аналогичные тем, что наблюдаются на этих снимках. В подтверждение своей гипотезы Шульц и Квинана приводят результаты лабораторных экспериментов по физическому моделированию столкновений с использованием специальной экспериментальной пушки НАСА Vertical Gun Range, в которых наблюдаются аналогичные явления, а также результаты расчетов компьютерных моделей.

Исследование вышло в журнале Icarus.

Источник

Астрономы обнаружили «беглую» сверхмассивную черную дыру

Сверхмассивные черные дыры, как правило, являются стационарными объектами, расположенными в центрах большинства галактик. Однако, используя данные, полученные при помощи космической обсерватории НАСА «Чандра» (Chandra) и других телескопов, астрономы недавно смогли обнаружить то, что может оказаться движущейся черной дырой.

Эта, возможно,«беглая» черная дыра, масса которой оценивается примерно в 160 миллионов масс Солнца, расположена в эллиптической галактике, лежащей на расстоянии около 3,9 миллиарда световых лет от Земли.

Движение этой черной дыры может быть связано с "эффектом отдачи", возникающим, когда две меньшие по размерам сверхмассивные черные дыры сталкиваются и объединяются, формируя более крупную черную дыру. В то же время в результате этого столкновения могли быть сгенерированы гравитационные волны, излучаемые с большей интенсивностью в одном определенном направлении, по сравнению со всеми другими направлениями. Эта вновь сформировавшаяся черная дыра могла получить толчок в направлении, противоположном тому, в котором интенсивность излучаемых гравитационных волн максимальна. Этот толчок мог выбросить черную дыру из галактики, как представлено на иллюстрации.

В новой работе команда астрономов под руководством Донгчана Кима (Dongchan Kim) из Национальной радиоастрономической обсерватории, США, обнаружила «вытолкнутую» черную дыру в одной из галактик в результате направленных поисков в научных данных, полученных при помощи космических обсерваторий НАСА «Хаббл» и «Чандра» (Chandra), а также Слоуновского цифрового обзора неба. Сверхмассивная черная дыра расположена в случае этого объекта не в центре галактики, а на расстоянии примерно 3000 световых лет от её центра, в результате чего на снимке, сделанном при помощи «Хаббла» в оптическом диапазоне (на врезке слева) видны две яркие голубые точки. Кроме того, сверхмассивная черная дыра выдает свое присутствие ярким свечением в рентгене (на врезке справа).

Дополнительным подтверждением гипотезы о движущейся черной дыре авторы считают то, что в родительской галактике этой черной дыры были обнаружены следы, указывающие на то, что она образовалась в результате слияния двух галактик, а именно, астрономы наблюдали возмущения во внешних областях галактики и повышенную скорость звездообразования, по сравнению с моделями.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.

Источник