Новости науки

Первый в истории человечества ядерный взрыв помог проверить теорию рождения Луны

Радиоактивное стекло возрастом в несколько десятилетий, покрывающее собой обширный участок земли после первых в мире испытаний атомной бомбы, было использовано учеными для проверки теорий о формировании Луны, происходившем примерно 4,5 миллиарда лет назад.

В этом новом исследовании профессор Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета Джеймс Дэй (James Day) вместе с коллегами изучил зеленое стекло под названием тринитит на предмет содержания в нем цинка и других летучих элементов, представляющих собой радиоактивные материалы, сформировавшиеся при экстремальных температурах, развившихся в результате взрыва плутониевой бомбы в 1945 г. Эти образцы тринитита были собраны на территории, простирающейся от отметки в 10 метров до отметки в 250 метров от эпицентра взрыва в месте испытаний Тринити, штат Нью Мексико, США.

По сравнению с образцами, собранными в более отдаленных местах, стекло, расположенное ближе к месту детонации, содержало меньше летучих элементов, таких как цинк. Тот цинк, который содержался в этом стекле, был обогащен более тяжелыми и менее реакционноспособными изотопами, представляющими собой модификации одноименных элементов с более тяжелыми ядрами.

«Эти результаты показывают, что испарение при высоких температурах приводит к потере материалом летучих элементов и обогащению оставшегося материала более тяжелыми изотопами. Это вполне логично, но сейчас у нас на руках появились опытные доказательства этого факта», - сказал Дэй.

Ученые давно предполагали, что подобные химические реакции протекали, когда в результате столкновения между Землей и планетным телом размером с Марс в космос были выброшены обломки, из которых в конечном счете сформировалась Луна. Анализ, проведенный Дэйем и его коллегами обнаруживает сходство между тринититом и лунными минералами в том, что оба этих типа горных пород обеднены летучими элементами и почти не содержат воды. Таким образом, исследование Дэйя представляет новые доказательства в пользу гипотезы происхождения Луны в результате гигантского столкновения.

Исследование вышло в журнале Science Advances.

Источник

Обнаружена черная дыра, яростно пожирающая звезду-компаньона

Одна гигантская черная дыра разорвала на части близлежащую звезду и затем продолжила «поедать» её остатки в течение примерно одного десятилетия, согласно исследовательской группе, возглавляемой учеными из Университета Нью-Гэмпшира (University of New Hampshire, UNH), США. Этот эпизод «поедания» черной дырой звезды-компаньона установил рекорд среди событий своего рода, превысив по продолжительности самый длительный из таких эпизодов примерно в десять раз.

«Мы стали свидетелями зрелищной и растянутой во времени гибели звезды, - сказал Даченг Лин (Dacheng Lin), исследователь из UNH и главный автор новой научной работы. – С начала 1990-х гг. было зафиксировано несколько десятков таких событий, однако ни одно из них не характеризовалось настолько долго не спадающим высоким уровнем яркости».

Рентгеновский источник, содержащий эту «прожорливую» черную дыру, известную также как XJ1500+0154, расположен в одной небольшой галактике, находящейся на расстоянии примерно 1,8 миллиарда световых лет от Земли.

Исследователи в своей работе использовали для наблюдений этого источника рентгеновскую космическую обсерваторию НАСА «Чандра» (Chandra) и спутник «Свифт» (Swift). Полученные рентгеновские данные указывают на то, что мощность излучения, идущего от материала, окружающего черную дыру, преодолела так называемый «предел Эддингтона», определяемый балансом между направленным наружу давлением излучения и направленной вовнутрь сжимающей силой гравитации. Обнаружение того факта, что черные дыры могут расти за счет поглощения массы внешних объектов со скоростями, превышающими скорость, соответствующую пределу Эддингтона, имеет большое значение для физики черных дыр, поскольку может объяснить, каким образом сверхмассивные черные дыры во Вселенной могли сформироваться всего лишь в течение одного миллиарда лет её существования.

Исследование появилось в журнале Nature Astronomy.

Источник

Новые находки Curiosity усиливают парадокс, связанный с водой на древнем Марсе

Исследователи Марса столкнулись с проблемой. Обширный набор геологических доказательств указывает на то, что на поверхности древнего Марса временами находилось довольно большое количество воды, которая текла в руслах рек и собиралась в водоемы. Однако в ту эпоху молодое Солнце давало втрое меньше тепла, чем сегодня, и поэтому специалисты по климатическим моделям сталкиваются с затруднениями при попытке создания сценариев, в которых поверхность Марса была бы достаточно теплой, чтобы вода могла существовать на ней в жидкой форме.

Наиболее популярная гипотеза, призванная разрешить это противоречие, гласит, что древний Марс имел толстую атмосферу из диоксида углерода, аккумулирующую тепло. Однако согласно результатам нового анализа данных, собранных при помощи марсианского ровера НАСА Curiosity, 3,5 миллиарда лет назад на Красной планете не могло находиться настолько много углекислого газа, чтобы обеспечить достаточную для расплавления водяного льда интенсивность вызываемого им парникового эффекта.

В той же самой подстилающей породе, где Curiosity ранее обнаружил осадки из древнего озера, в которых гипотетически могли развиваться микроорганизмы, теперь были обнаружены свидетельства того, что древний Марс на самом деле сложнее, чем мы думаем. Инструмент Chemistry and Mineralogy (CheMin) не зафиксировал в слоях этой породы наличия даже ничтожных количеств карбонатов – которые должны были непременно образоваться в том случае, если атмосфера древнего Марса была богата диоксидом углерода. Для объяснения этого факта можно было бы предположить, что карбонаты попросту растворились в воде, имеющей кислую реакцию, однако наличие других минералов, таких как магнетит и глинистые минералы, в вышележащих слоях породы указывают на то, что реакция грунтовых вод на Марсе никогда более с тех пор не становилась кислой.

В настоящее время ученые обдумывают эту дилемму, рассматривая множество различных идей, потенциально способных примирить эти противоречивые данные, однако решение пока не найдено.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences; главный автор Томас Бристоу (Thomas Bristow) из Исследовательского центра Эймса НАСА, США.

Источник

Александр Леонтенко

Физики впервые смогли измерить время, не используя часов

МОСКВА, 8 фев – РИА Новости. Швейцарские ученые впервые смогли измерить промежуток времени, которое возбужденный электрон тратит на побег из атома, что позволит создать точнейшие атомные часы, не зависящие от качества работы лазеров, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

"Наша работа является первым шагом в новую сферу физики, который может породить целый пласт фундаментальных и прикладных исследований. Мы прикоснулись к самой сути времени и наши наблюдения не только помогут понять, как происходит процесс фотоэмиссии электронов, но и создать новые методы спектроскопии", — заявил Хуго Дил (Hugo Dil) из Федеральной политехнической школы Швейцарии в Лозанне.

Как правило, в атомных часах два иона находятся в электромагнитной "ловушке" на расстоянии нескольких микрометров друг от друга. Ученые "стреляют" по ионам из лазера, и взаимодействие атомов позволяет выделять два состояния — условные ноль и единицу. Колебания между этими состояниями и есть отсчет времени. Подобные конструкции позволяют достичь невероятной точности измерения времени — современные атомные часы начинают запаздывать или спешить на секунду лишь через миллиарды лет. 

Одним из главных недостатков атомных часов, как рассказывает Дил, является то, что для их работы нужны  достаточно точные "обычные" часы, необходимые для того, чтобы испускать лазерные вспышки и определять то время, когда ион поглощает лазерный импульс и затем повторно испускает его. Повышение точности работы самых "продвинутых" атомных часов сегодня ограничивается именно тем, что "чистоту" и качество лазерных импульсов крайне сложно повышать.

Дил и его коллеги смогли обойти эту проблему, обратив внимание на то, что происходит с энергией света в тот момент, когда фотон поглощается одним из внешних электронов в атоме, что заставляет его "сбежать" от атома и отправиться в свободную среду. Этот процесс, открытый Альбертом Эйнштейном еще в 1905 году, раньше считался фактически мгновенным, однако наблюдения последних лет показывают, что это может быть на самом деле не так.

Пытаясь понять, так ли это, швейцарские физики наблюдали за процессом рождения электронов при обстреле медной пластинки лазерными импульсами на разных длинах волн и замеряя задержку при помощи "обычных" атомных часов. Эти наблюдения указали на то, что время, которое проходит между побегом электрона и обстрелом медной пластинки, отражается в том, в какую сторону "повернут" спин частицы.

Соответственно, зная, как поляризован спин электрона, можно измерить время, которое он затратил на побег из пластинки, используя иные квантовые физические характеристики частицы. Используя эту закономерность, ученые подтвердили, что данный промежуток времени существует на практике и что он составляет 27 миллиардных долей наносекунды. 

Подобная методика замера времени, как считают ученые, поможет разработать новые способы изучения свойств материи и света, улучшить атомные часы и решить многие другие задачи, где требуется очень высокая и стабильная точность измерений.

"Лазеры позволяют очень точно измерять задержки между началом и концом различных процессов, но нам в таких случаях бывает очень сложно определить, когда именно он начался. В нашем эксперименте мы напрямую измерили время, и поэтому у нас не было такой проблемы – нам удалось замерить самый быстрый процесс во Вселенной. И лазеры, и замеры спина можно сочетать друг с другом, и их союз откроет для нас целое новое царство физики", — заключает Мауро Фанчулли (Mauro Fanciulli), еще один автор открытия.

Источник

Далекая массивная галактика была раньше «рекордсменом» в звездообразовании

Галактики сегодня можно грубо разделить на два основных класса: эллиптические скопления красноватых, старых звезд, которые сформировались в основном в ранние эпохи истории Вселенной, и спиральные галактики, в составе которых преобладают голубые, молодые звезды. Млечный путь является типичным представителем второй из этих двух категорий, спиральной галактикой, активно формирующей новые звезды. Для углубления нашего понимания эволюции галактик Вселенной астрономы изучают популяции старых звезд в далеких эллиптических галактиках. Звездообразование в галактиках сопровождается взрывами сверхновых, обогащающих галактические окрестности синтезированными в них химическими элементами, включая магний. Измеряя количество магния (по отношению к железу) в галактике, ученые могут оценить интенсивность и продолжительность предыдущих эпизодов звездообразования в ней.

В новом исследовании астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра Чарли Конрой (Charlie Conroy) и Чжи Ын Чои (Jieun Choi) вместе с восемью коллегами при помощи спектрометра, установленного на телескопе им. Кека, произвели высокочувствительные измерения содержания магния в одной из самых массивных и ярких эллиптических галактик, известных науке. Эта галактика, которую мы наблюдаем такой, какой она выглядела через 3 миллиарда лет после Большого взрыва, имеет массу порядка трехсот миллиардов солнечных масс, что превышает массу Млечного пути примерно в десять раз, однако производит звезды со скоростью, примерно в два раза меньшей скорости формирования звезд нашей Галактикой. Однако высокое содержание магния в этой галактике указывает на её «бурное» прошлое: ученые смогли выяснить, что ранее эта галактика производила звезды с феноменально высокой скоростью, возможно, достигающей нескольких тысяч солнечных масс в год - что делает её одной из самых мощных «фабрик звезд», известных ученым. Согласно авторам работы такая гигантская скорость звездообразования в этой галактике могла быть связана с поглощением ею большого числа более мелких галактик, однако для проверки этой гипотезы требуются дополнительные наблюдения.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Астрономы открывают самый легкий из известных науке теплых юпитеров

Европейская команда астрономов под руководством Оскара Баррагана (Oscar Barragán) из Туринского университета, Италия, сообщает об открытии внесолнечной планеты класса теплых юпитеров, имеющей относительно небольшую массу и движущейся по орбите вокруг близлежащей звезды главной последовательности спектрального класса К. Эта вновь обнаруженная экзопланета, получившая обозначение EPIC 218916923b, является наименее массивным из теплых юпитеров, известных на сегодняшний день.

Эта новая планета была впервые обнаружена при помощи космического телескопа НАСА «Кеплер» (Kepler) в рамках его расширенной миссии, известной как К2. В ходе кампании №7 миссии К2, продолжавшейся между 4 октября и 26 декабря 2015 г., был получен транзитный сигнал, связанный со звездой EPIC 218916923. Эта звезда представляет собой активную звезду спектрального класса K0 V, расположенную на расстоянии примерно 500 световых лет от нас. В дальнейшем планетная природа объекта была подтверждена при помощи нескольких различных наземных телескопов.

Астрономы смогли выяснить основные параметры обнаруженной планеты. Так, согласно исследованию, радиус планеты EPIC 218916923b составляет примерно 0,81 массы Юпитера, однако при этом масса планеты эквивалентна всего лишь 38 процентам массы крупнейшей планеты Солнечной системы. Исследователи также оценили, что планета обращается вокруг родительской звезды с периодом примерно 29 суток и имеет плотность, примерно на 12 процентов меньшую, по сравнению с плотностью Юпитера. Согласно исследователям планета имеет плотное ядро массой примерно в 48 масс Земли, окруженное газовой оболочкой.

Исходя из полученных значений параметров планеты EPIC 218916923b, команда Баррагана классифицировала её как теплый юпитер, класс гигантских газовых планет, промежуточный между так называемыми горячими юпитерами, имеющими орбитальный период менее 10 суток, и близкими аналогами Юпитера, характеризующимися орбитальными периодами свыше 100 суток. Всего по состоянию на сегодняшний день астрономам известно порядка 80 теплых юпитеров.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Обнаружен «хвост» блуждающей черной дыры, скрытой в нашей Галактике

Анализируя движение газа в аномально быстро движущемся космическом газовом облаке, астрономы обнаружили признаки блуждающей черной дыры, сокрытой в этом облаке. Этот результат может стать началом широкомасштабных поисков «тихих» черных дыр; согласно теории миллионы таких объектов находятся в границах Млечного пути, однако до настоящего времени учеными было обнаружено лишь несколько десятков объектов такого рода.

Исследовательская группа под руководством Масайи Ямада (Masaya Yamada), аспиранта Университета Кэйо, Япония, при помощи телескопа ASTE, расположенного в Чили, и 45-метрового радиотелескопа из Нобеямской радиообсерватории, Япония, наблюдали молекулярные облака вокруг остатков сверхновой W44, расположенной на расстоянии примерно 10000 световых лет от нас, когда неожиданно обнаружили компактное молекулярное облако, движущееся со скоростью свыше 100 километров в секунду. Необычности этому облаку помимо аномально гигантской скорости добавляло также то, что облако двигалось в направлении, противоположном направлению вращения звезд Млечного пути.

Для объяснения необычного движения этого облака команда предложила два сценария. Первый предложенный исследователями сценарий предполагает статичную черную дыру, через которую проходят расширяющиеся газовые оболочки, сброшенные звездой, взорвавшейся как сверхновая W44. Черная дыра притягивает к себе газ, в результате чего происходит мощный взрыв, посылающий в направлении Земли ускоренный до высоких скоростей газ этой оболочки. В этом случае масса черной дыры составляет примерно 3,5 массы Солнца. Альтернативный сценарий предполагает движущуюся с большой скоростью черную дыру, которая проходит сквозь плотное облако газа и тянет за собой узкий «хвост» из газа. В этом случае масса черной дыры должна составлять примерно 36 солнечных масс. Для окончательного выбора одной из этих двух версий требуются дополнительные наблюдения этого загадочного облака, отмечают авторы.

Статья опубликована в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Физик: гелий поможет России стать лидером в производстве нанопроводов

МОСКВА, 5 фев – РИА Новости. Профессор Евгений Гордон из Института проблем химической физики РАН в Черноголовке рассказал об уникальной методике производства сверхчистых и сверхтонких нанопроводов в жидком гелии, созданной в его лаборатории, и объяснил, почему такие технологии не коммерциализируются в России.

Гелий является одним из самых необычных элементов в природе. В отличие от большинства других веществ, его фактически невозможно превратить в твердую материю, не прикладывая давления, а в жидком состоянии он образует две формы с совершенно разными свойствами – "обычный" жидкий гелий, который используют для охлаждения спутников в космосе, и сверхтекучий гелий-II.

Гелий-II, как рассказывает Гордон, представляет собой не обычную материю, а экзотическую квантовую жидкость – субстанцию, свойства которой определяются квантовыми эффектами, а не классическими законами физики, описывающими поведение жидкости.

К примеру,  гелий-II нельзя "вскипятить", его почти невозможно взболтать, он обладает рекордно высокой теплопроводностью и при нахождении внутри сосуда он начнет подниматься по его стенкам из-за того, что данная форма гелия движется по любой поверхности без трения. Кроме того, гелий-II и его аналоги, присутствующие в ядрах нейтронных звезд, являются сверхпроводниками.

Гордон и его коллеги по институту уже много лет изучают физические свойства этой формы гелия, пытаясь понять, как они возникают и почему иногда предсказания теории, касающиеся движения гелия и его теплопроводности, не соответствуют результатам экспериментов с реальным материалом.
К примеру, ученых интересовало то, почему жидкий гелий не всегда остается на месте, когда сосуд с ним вращают, как то предсказывает теория.

Причиной этого, как считают сегодня физики, является то, что внутри сверхжидкого гелия возникают своеобразные квантовые вихри, заставляющие атомы гелия двигаться при вращении сосуда.

Буря в гелиевом стакане

Толщина "ножки" этих вихрей, как показывают расчеты, проделанные еще Ричардом Фейманом, должна быть меньше, чем диаметр атома, и это утверждение давно является предметом жесточайших споров среди ученых. Пытаясь понять, как они устроены, российские ученые совершили неожиданное открытие.

"Изучая эти вихри, мы случайно открыли способ изготовления сверхчистых и длинных нанопроводов из фактически любого материала, в котором всю работу за нас исполняет природа. Когда мы поместили в каплю жидкого гелия фрагмент металла и нагрели его при помощи лазера, мы обнаружили, что в этих вихрях начали формироваться нанонити из этого металла толщиной в несколько нанометров", — рассказывает Гордон.

Подобное открытие было совершенной неожиданностью для физиков – расчеты показывали, что такой процесс должен был вести к формированию фрактальных наночастиц, но не одномерных и сверхтонких нитей. Однако результаты опытов говорили об обратном – при долгой работе лазера нанонитей в ванне с гелием стало так много, вспоминает ученый, что их можно было увидеть невооруженным глазом.

Продолжая эти эксперименты, физики из Черноголовки получили 30 типов нанопроводов из разных типов металлов, что является мировым рекордом, как утверждает Гордон. По его мнению, его лаборатория  может легко стать лидером в производстве нанопроводов и изучении их свойств.

Диаметр этих нанонитей и их длина, как объясняет ученый, будут определяться двумя вещами – размерами атомов, из которых они сложены и свойствами этих "квантовых воронок", внутри которых они образуются. Воронки, как объясняет Гордон, будет играть роль своеобразного "катализатора" реакции, способствуя формированию нанопроводов.

Эти нити возникают благодаря крайне необычному свойству сверхжидкого гелия, о котором никто раньше не подозревал до опытов ученых из Черноголовки. Оказалось,  что при нагреве достаточно крупных частиц металла "супер-гелий" превращается из самого теплопроводного вещества в почти идеальный изолятор, не пропускающий тепло наружу.

Благодаря этому, как отмечает физик, его команде удалось создать нанопровода из 30 разных видов металлов, в том числе вольфрама, самого тугоплавкого элемента Вселенной, который нагревается внутри жидкого гелия до температуры примерно в 6700 градусов Кельвина фактически мгновенно, если осветить его лазером.

В царстве одномерных объектов

По словам Гордона, изначально им никто не поверил  — никто не ожидал, что тугоплавкие металлы будут плавиться внутри столь холодной среды и при этом не разрушать ее. Только когда российские физики представили очень точные замеры температуры внутри капли "супер-гелия", полученные при помощи "световых" термометров и показали, что метал действительно расширяется, как при их плавке, другие ученые убедились в том, что методика Гордона действительно работает.

Нанопровода такой толщины и чистоты, как отмечает физик, обладают целым рядом экзотических свойств – к примеру, они часто бывают нестабильными при комнатной температуре и разрушаются без внешнего вмешательства за достаточно быстрое время, от нескольких часов до нескольких месяцев.

Как полагают ученые, это происходит по той причине, что такие провода ведут себя, как жидкость, и постепенно распадаются на капли, если эти нити обладают достаточно небольшой толщиной. Кроме того, они обладают интересными электрическими свойствами, похожими на сверхпроводниковые, а также необычно сильно ускоряют химические реакции даже в самых небольших количествах.

Подобные катализаторы, как считает Гордон, могут осуществить революцию в химии, так как многие вещества – к примеру, золото – являются инертными в "обычном" виде и становятся крайне активными при превращении в нанонити и наночастицы.

Помимо "чистых" металлов, подобную же методику можно использовать для получения одномерных структур из сплавов и других материалов. К примеру, Гордон и его коллеги попытались изготовить "провода" из углерода, однако это не получилось сделать из-за того, что испарение углерода требует еще более высоких температур.

— Заинтересовались ли вашей разработкой в "Роснано" или других корпорациях, занимающихся нанотехнологиями?

— Пока нет, не было никаких идей по коммерциализации наших идей. Единственное, что меня спрашивают коллеги из других стран, и я с ними делюсь информацией.

— Зачастую получается, что российские разработки патентуются за рубежом и становятся чужими технологиями, думали ли вы о получении патентов на данную методику выращивания нанонитей?

— К сожалению, наша жизнь такая, что если я сделаю это, то я не смогу получать гранты. Сегодня я могу получить достаточно большие гранты от Российского научного фонда только в том случае, если я буду публиковать все, что мы открываем. Представьте себе ситуацию – как только я начинаю говорить о возможных патентах, кто-то начнет говорить о возможности спонсирования наших исследований и поможет нам коммерциалиализоваться, но такого, к сожалению, нет.

Это, скорее, проблема даже не в сфере законов, которые регулируют эту сферу, а в текущей практике. Не будет инновация, если за исследования не будут платить. Никто мне за красивые глаза и знание физики не платит, и все существующие гранты предусматривают публикацию четырех статей в год, и времени на коммерцию не остается. Выход здесь найти сложно. Мы с удовольствием выслушали бы идеи, которые пом огли бы нам решить эту проблему.

— Можно ли подобным образом изготовлять только структуры из атомов, или можно использовать данную методику для "склеивания" полимерных нитей и других сложных молекул?

— Почему, в принципе это возможно, и я хотел заниматься полимерами. Хитрость состоит в том, что полимеры гораздо сложнее увидеть, чем нанонити из металлов. Металлы легко увидеть в электронный микроскоп, а полимеры заметить гораздо сложнее. Вполне возможно, что такие нити будут обладать интересными свойствами, но их нужно сначала увидеть, чтобы начать изучать их свойства.

— Пригодится ли данная методика для изготовления поверхностных сверхпроводников?

— Мы пока этого не делали, но идея, безусловно, интересная.

—  Существуют и иные методики изготовления нанонитей, чем они хуже, чем ваша методика?

— Почему наша технология важна? Существует три типа нанообъектов – безразмерные наночастицы-точки, одномерные нанонити и двумерные пленки. Наночастицы и нанопленки уже научились изготовлять универсальным способом, однако для нанонитей такой методики до нашего открытия не было известно.

Наша методика позволяет изготовлять их очень чисто, абсолютно свободными от любых примесей. К примеру, бактерии, способные формировать нанонити, могут делать их только из наночастиц золота, а серебро они отказываются "есть", причем такие нити нужно очищать от следов микробов. Придется подбирать бактерии под каждый тип металла.

Источник

Изменения микрофлоры кишечника астронавтов, связанные с космическим полетом

Исследователи из Северо-Западного университета, США, начали изучать бактерии, обитающие в кишечниках Скотта и Марка Келли, астронавтов НАСА и братьев-близнецов, в рамках уникального медицинского исследования и обнаружили, что количество некоторых видов этих микроорганизмов изменяется при пребывании в космосе.

Эта группа исследователей является одним из 10 финансируемых НАСА научных коллективов, изучающих близнецов Келли в попытке понять, как продолжительное нахождение в космосе – такое как путешествие к Марсу – влияет на здоровье человека. В то время как Скотт провел примерно один год в космосе, его брат Марк оставался все это время на Земле, и в настоящее время ученые пытаются найти отличия в показателях здоровья двух братьев.

«Мы наблюдаем изменения, связанные с космическим полетом, и они исчезают, когда Скотт возвращается на Землю», - сказал Фред В. Турек (Fred W. Turek), профессор Университета в Эванстоне и один из главных авторов нового исследования.

Результаты, представленные в этом исследовании, являются предварительными, поскольку подробный анализ собранных данных займет не менее нескольких месяцев. Однако уже сегодня команда Турека может сказать, что:

1) Обнаружено смещение баланса между двумя основными группами бактерий (Фирмикуты и Bacteroidetes) в гастроинтестинальном тракте Скотта Келли в то время, пока он находился в космосе. По возвращении на Землю положение баланса между этими видами бактерий восстановилось на том уровне, на каком оно держалось до полета.

2) Сюрпризом для исследователей стало то, что изменения видового состава микроорганизмов кишечника не наблюдались в организме Скотта Келли в то время, пока он находился в космосе.

Исследователи ещё раз обратили внимание на то, что эти находки являются предварительными и что пока у них не было возможности провести глубокий анализ полученных данных.

Составлено по материалам, предоставленным Северо-Западным университетом.

Источник

Красное пятно Плутона могло образоваться в результате космического столкновения

Группа японских ученых обнаружила свидетельства того, что отчетливо наблюдаемое на поверхности Плутона красное пятно могло сформироваться в результате мощного столкновения с кометой или другим объектом. В своей работе исследователи излагают результаты экспериментов, демонстрирующих, что красное пятно на поверхности Плутона может быть обусловлено наличием на поверхности карликовой планеты бассейнов расплавленного вещества, образовавшихся в результате этого столкновения.

С того времени, когда зонд «Новые горизонты» (New Horizons) прошел мимо Плутона летом 2015 г., астрономы стали изучать природу очень темного красноватого пятна (впоследствии получившего неофициальное название Области Ктулху), наблюдаемого на поверхности карликовой планеты на нескольких новых снимках. Некоторые ученые предположили, что это пятно может быть связано с космическим столкновением, и что красноватый материал представляет собой остатки другого космического объекта. Однако дальнейшие исследования показали, что эта гипотеза имеет ряд недостатков. В новой научной работе исследователи во главе с Ясухито Секине (Yasuhito Sekine) начали с допущения, согласно которому объект, предположительно, столкнувшийся с Плутоном, имел в своем составе органические вещества, равно как имел их в своем составе и Плутон. В результате столкновения выделилось большое количество тепла, которого хватило на расплавление пород и формирование бассейнов. Последующее охлаждение и застывание этих бассейнов, состоящих из красноватых от присутствия в них органических соединений горных пород, привело к формированию того, что наблюдается сегодня на поверхности Плутона как его знаменитое красное пятно, считают авторы работы.

Исследование вышло в журнале Nature Astronomy.

Источник

Мозг астронавта изменяет форму во время космического полета

Томограммы головного мозга астронавтов, снятые соответственно до и после космических миссий, обнаруживают, что мозг астронавта сжимается и расширяется во время пребывания в космосе, согласно новому исследованию, проведенному учеными из Мичиганского университета, США, во главе с Винсентом Коппельманом (Vincent Koppelmans).

Это исследование обнаружило, что объем серого вещества мозга астронавта возрастает или снижается во время космической миссии, причем степень выраженности этих изменений зависит от продолжительности пребывания в космосе.

Коппельман и его коллеги изучили МРТ-снимки головного мозга 12 астронавтов, проведших по две недели в качестве членов команд космических шаттлов, и 14 астронавтов, проведших по шесть месяцев на борту Международной космической станции. Все наблюдаемые изменения количества серого вещества в мозгу были зарегистрированы в разных частях мозга. Так, ученые отметили увеличение объема серого вещества мозга в областях, отвечающих за управление движениями ног и обработку сенсорной информации о положении и движениях ног, которые могут соответствовать изменениям, происходящим в мозгу при обучении передвижению в условиях микрогравитации. Эти изменения были более ярко выражены у группы астронавтов с борта МКС, поскольку мозг каждого из них проходил процесс обучения и адаптации 24 часа в сутки семь дней в неделю.

Исследование опубликовано в журнале Microgravity.

Источник

Луну периодически бомбардируют ионы кислорода из атмосферы Земли, открыли ученые

Команда исследователей из Японии обнаружила при анализе данных, собранных при помощи лунного орбитального аппарата «Кагуя» (Kaguya), свидетельства того, что кислород из атмосферы Земли бомбардирует поверхность Луны по несколько дней в течение месяца.

Ученым уже давно известно, что Луну постоянно бомбардируют частицы солнечного ветра и что однажды в месяц, когда Земля располагается на линии между Солнцем и Луной, Луна оказывается защищенной от солнечного ветра. В новом исследовании группа ученых во главе с Кентаро Терада (Kentaro Terada) из Осакского университета показывают, что ионы кислорода из внешних слоев атмосферы Земли попадают на поверхность Луны в течение этого короткого промежутка времени.

Проведенные ранее исследования показали, что атомы кислорода ионизируются в верхних слоях атмосферы нашей планеты под действием ультрафиолетового излучения. Иногда в результате ионизации они разгоняются до скоростей, достаточных для выхода из атмосферы и перехода в магнитосферу – магнитную оболочку нашей планеты, которая в результате действия на неё потоков солнечного ветра имеет вытянутую форму с «хвостом», протянувшимся вплоть до самой Луны. Вследствие этого поверхность Луны каждые пять суток в течение одного лунного цикла бомбардируют потоки ионов, среди которых Терада и его команда обнаружили ионы кислорода. Исследователи нашли, что примерно 26000 ионов каждую секунду бомбардируют один квадратный сантиметр поверхности Луны в период максимума интенсивности потока.

Так как Луна в период затмения её Землей защищена от солнечного ветра, то всплеск уровня ионов кислорода, обнаруженный в спутниковых данных, следует относить на счет кислорода из атмосферы Земли, указывают авторы статьи. Об этом же свидетельствуют аномально низкие скорости этих ионов и изотопный состав кислорода в грунте поверхности Луны, характерный для вещества Земли.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Источник

В атмосфере горячего юпитера 51 Пегаса b обнаружена вода

Астрономы обнаружили присутствие молекул воды в атмосфере близлежащего горячего юпитера 51 Пегаса b. Это открытие дает дополнительные сведения о природе атмосферы этой экзопланеты и указывает на то, что планетная система этой звезды представляет собой спектральную двойную с наблюдаемыми линиями обеих компонент.

Расположенная на расстоянии примерно 50 световых лет от нас, планета 51 Пегаса b представляет собой горячий юпитер, поскольку имеет орбитальный период менее 10 суток (4,23 суток) и схожа по характеристикам с крупнейшей планетой Солнечной системы, имея массу примерно в 0,47 массы Юпитера. Она имеет очень высокую температуру у поверхности, поскольку вращается вокруг родительской звезды 51 Пегаса на очень небольшом расстоянии – примерно 0,05 а.е.

Чтобы подробнее охарактеризовать эту систему, группа астрономов во главе с Джейн Беркби (Jayne Birkby) наблюдала звезду 51 Пегаса и обращающуюся вокруг неё планету при помощи инструмента CRyogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES), установленного на Очень Большом Телескопе, находящемся на территории Чили. Исследователи получили в общей сложности 42 спектра, которые позволили им наблюдать смещение радиальных скоростей частиц воды в атмосфере на дневной стороне планеты.

Исследование появилось на сервере научных препринтов arxiv.org.

Источник