• Хаббл определил возраст пузырей газа над сверхмассивной черной дырой в центре Млечного пути

    В центре нашей галактики Млечный путь, как и в центрах других известных галактик, находится сверхмассивная черная дыра, вокруг которой вращается всё вещество в галактике. В 2010 году космический гамма-телескоп Ферми обнаружил сверху и снизу по оси черной дыры огромные пузыри газа массой в миллионы масс Солнца. Ученые считают, что они образовались, когда черная дыра поглотила большое скопление газа и пыли несколько миллионов лет назад.

    «Мы впервые проследили движение сгустка холодного газа по одному из пузырей. Благодаря этому мы смогли составить карту скоростей газа и подсчитать, как давно образовались пузыри». – поясняет Ронгмон Бордолой из Массачусетского технологического института. – «Мы обнаружили, что примерно от 6 до 9 млн лет назад произошло очень сильное, высокоэнергетическое событие. Это могло быть крупное газопылевое облако, которое было поглощено черной дырой и выстрелило двумя струями вещества, сформировавшими два лепестка горячего газа, видимого в рентгеновском и гамма-диапазоне». С тех пор крупных поглощений вещества черной дырой не происходило.

    Предыдущее исследование, также основанное на данных Хаббла, оценивало возраст «пузырей» в 2 млн лет.

    В новом исследовании ультрафиолетовый спектрограф Хаббла наблюдал за 47 квазарами, свет от которых проходил через «верхний» пузырь над черной дырой. Скорость, состав и температура газа в пузыре отложили свой отпечаток на спектре проходящего через них света. Основываясь на новых собранных данных, астрономы полагают, что температура газа, через который прошел свет изучаемых квазаров, превышает 10 тысяч градусов Кельвина. Это значительно ниже, чем в целом в джетах, где температура достигает 10 миллионов градусов.

    Сгусток относительно холодного газа движется со скоростью 3,2 км в час. В его составе обнаружены кремний и углерод. Края пузырей поднимается над плоскостью галактики на 23 тысячи световых лет.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы впервые зафиксировали влияние планеты на звезду

    Звезда HAT-P-2 относится к классу карликов главной последовательности. Она расположена приблизительно в 400 световых годах от Солнца в созвездии Геркулеса. Вокруг нее вращается одна планета – газовый гигант HAT-P-2b. Его масса в восемь раз больше массы Юпитера, что делает HAT-P-2b одной из самых массивных из известных планет.

    Внимание ученых эта система привлекла потому, что HAT-P-2b вращается вокруг звезды на орбите с большим эксцентриситетом. В перицентре она сильно сближается с HAT-P-2, а в апоцентре удаляется на значительное расстояние. В результате атмосфера планеты должна испытывать резкие перепады температуры. Период ее обращения составляет 5 суток 15 часов.

    Американские ученые изучали звезду HAT-P-2 при помощи телескопа Спитцер. Они надеялись, снимая прохождение планеты перед диском звезды, исследовать, как меняется температура ее атмосферы, а по этим данных проанализировать ее состав и возможные ветровые процессы. «Звезда вливает огромный объем энергии на планету, и нашей первоначальной целью было понять, как атмосфера планеты перераспределяет эту энергию». – поясняет Жульен де Витт из Массачусетского технологического института.

    Между 2011 и 2015 годами ученые провели 350 часов наблюдений за HAT-P-2 при помощи инфракрасного космического телескопа Спитцер. В собранных данных неожиданно удалось обнаружить нечто новое – очень слабые осцилляции (т. е. колебания) яркости звезды. Колебания яркости звезды не являются чем-то необычным – они происходят постоянно. Однако период гармонических колебаний HAT-P-2 в 87 минут является кратным периоду обращения HAT-P-2b и синхронизирован с движением планеты.

    Точность совпадение пульсаций и пролетов HAT-P-2b по времени заставляет ученых считать, что HAT-P-2b является достаточно массивной, чтобы влиять на свою звезду, хотя это противоречит большинству теоретических моделей. По словам де Витта, между этими двумя объектами существует физическая связь, которую пока не получается объяснить. Взаимное влияние друг на друга двух звезд не является чем-то новым, но даже крупный газовый гигант не должен оказывать заметного влияния на свою звезду.

    Де Витт и его коллеги выдвигают осторожное предположение, что слабое гравитационное влияние планеты не вызывает осцилляции HAT-P-2, а лишь влияет на фазу собственных колебаний звезды. Это лишь одно из теоретически возможных объяснений. Чтобы разобраться с природой обнаруженного процесса, может потребоваться много работы и времени.

    Ссылка: news.mit.edu

    Обсудить

  • Телескоп eROSITA отправился в Россию

    Сегодня в Германии на отправляющийся в Москву самолет был погружен рентгеновский телескоп eROSITA. Ожидается, что до НПО им. Лавочкина аппарат доберется 25 января. Второй инструмент для космической обсерватории «Спектр-РГ», т. е. гамма-телескоп APT-XC, находится там с декабря 2016 года.

    По последней информации, запуск космического аппарата «Спектр-РГ» на ракете-носителей «Протон-М» с разгонным блоком «ДМ-03» назначен на весну 2018 года. Еще три месяца после этого космический аппарат будет добираться до точки Лагранжа L2 системы Земля-Солнце.

    Разработка телескопа началась почти десять лет назад – в 2007 году. eROSITA состоит из семи одинаковых модулей. В каждом из них находится по 54 позолоченных тщательно проверенных и подогнанных зеркала. Они собирают высокоэнергетические фотоны и направляют на установленные в фокусе рентгеновские спектрографы. Чувствительность аппарата примерно в 25 раз превысит чувствительность его предшественника – телескопа ROSAT, также разработанного Институтом внеземной физики им. Макса Планка в 1990-х годах.

    По словам Андреа Мерлони, ученого из проекта eROSITA, благодаря возросшей чувствительности телескоп сможет найти много новых источников рентгеновского излучения. Он не только изучит распределение скоплений галактик – ожидается, что будет зафиксировано более 100 тысяч подобных объектов, – но также соберет информацию о миллионах активных сверхмассивных черных дыр в центрах галактик и о редких объектах Млечного пути наподобие отдельных нейтронных звезд.

    Ожидается, что за четыре года активной службы космической обсерватории «Спектр-РГ» eROSITA проведет восемь полных обзоров неба.

    Ссылка: mpe.mpg.de

    Обсудить

  • Сливающиеся галактики на снимке Хаббла

    Объект IRAS 14348-1447 – смешение двух богатых газом спиральных галактик. Они сблизились слишком сильно, и под воздействием гравитационных сил начали взаимодействовать и перетягивать вещество друг у друга, постепенно сливаясь в единое целое. Фотография сделана космическим телескопом Хаббла.

    IRAS 14348-1447 удален от нас более чем на миллиард световых лет. Это один из самых богатых молекулярным газом регионов, очень ярко светящийся в инфракрасном диапазоне. Более 95% излучаемой объектом энергии приходится на дальний инфракрасный свет.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Япония запустила спутник для исследования радиационных поясов Земли

    Сегодня в 14:00 мск состоялся пуск японской ракеты-носителя легкого класса «Эпсилон». Ракета вывела на орбиту Земли научный спутник ERG. Это был второй по счет пуск этой ракеты. По предварительным данным, как и первый, он прошел успешно. Аппарат отделился от верхней ступени ракеты в 14:13 мск.

    Космический аппарат миссии ERG (Exploration of Energisation and Radiation in Geospace, Исследование накопления энергии и радиации в геосфере), также известный как SPRINT-B, принадлежит Японскому космическому агентству (JAXA) и предназначен для изучения магнитосферы Земли. Масса спутника, построенного на платформе SPRINT, составляет 365 кг. Его размеры – 1,5 х 1,5 х 2,7 м. Первый демонстрационный спутник на этой платформе «Хисаки» (SPRINT-A) был запущен в 2013 году.

    На орбите ERG должен раскрыть четыре лепестка солнечных батарей общей мощностью 700 Вт. С ними его размеры увеличатся до 6 м по продольной оси и 5,2 м по поперечной. Ожидается, что после развертывания инструментов и прохождения всех проверок он проработает на орбите не менее года.

    На борту ERG установлены инструменты для изучения плазмы, частиц, волн и полей в радиационных поясах Земли, также известных как пояса Ван Аллена. У Земли есть два постоянно существующих радиационных пояса, внутренний и внешний. Как было доказано в последние годы на основе данных американского спутника RBSP, время от времени также появляется и исчезает третий пояс.

    Прибор PPE (Plasma and Particle Experiment) состоит из масс-спектрометра электронов и ионов. Для изучения электронов с энергией от 10 эВ до 20 МэВ будут использованы три инструмента: LEP-e, MEP-e и HEP-e, т. е. эксперименты по изучению низкоэнергетических электронов, электронов средней энергии и экстремально высокоэнергетических электронов. Аналогично им работают низко- и средне-энергетические спектрометры ионов LEP-i и MEP-i.

    Плазма-волновой эксперимент PWE будет измерять электрическое и магнитное поля Земли при прохождении через них космического аппарата на частотах 10 МГц и 100 кГц соответственно.

    Наконец, при наблюдении волн и частиц в плазме прибор S-WPIA (Программный анализатор взаимодействия волн и частиц) попытается посчитать энергию, передающуюся между волнами и электронами.

    Ракета-носитель «Эпсилон» может применяться в трехступенчатом и четырехступенчатом вариантах. В обоих случаях все ступени приводятся в движение твердотопливными двигателями. Первый ее пуск состоялся 14 сентября 2013 года, когда она вывела на орбиту высотой 950х1150 км упомянутый выше спутник «Хисаки».

    Известно, что ко второму пуску была проведена модернизация второй и третьей ступени ракеты. Для второй ступени конструкторы добились повышения тяги с 327 до 445 кН, на обеих ступенях были заменены сопла. В отличие первого пуска, на этот раз четвертая ступень задействована не была. Плановая орбита выведения ERG – 219 км в перигее и 33 200 км в апогее с наклонением 31,4 градуса, период обращения космического аппарата на ней составляет 9,7 ч.

    Обсудить

  • На ближайшей к Солнечной системе экзопланете может существовать океан

    В 2016 году ученые обнаружили небольшую экзопланету в системе ближайшей к Солнцу звезды – красного карлика Проксима Центавра. Планета, названная Проксима Центавра b, находится близко к звезде, но из-за ее малой яркости попадает в «обитаемую зону» – пространство вокруг звезды, где на поверхности планет температурные условия позволяют существовать жидкой воде. В новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters, ученые попытались определить размеры планеты и свойства ее поверхности.

    Проксима b на данный момент является единственной известной планетой в своей звездной системе. Она находится на орбите с радиусом 0,05 астрономических единиц, т. е. в 10 раз ближе к звезде, чем Меркурий. Ее масса в 1,3 раза больше массы Земли. Яркость звезды Проксима Центавра в тысячу раз слабее яркости Солнца.

    О размерах Проксимы b известно очень мало. Обычно радиус планеты определяется транзитным методом, при котором телескопы замеряют колебания яркости звезды. Но Проксима b была обнаружена методом радиальных скоростей. Поэтому для определения ее размеров французско-американская группа ученых использовала метод моделирования на основе информации о поведении химических элементов в планетных телах. Было создано несколько моделей с различным составом, и полученные результаты сравнивались с известными параметрами Проксимы b. Ученых интересовали в первую очередь модели планет с мощным металлическим ядром, а также планеты с океаном на поверхности.

    Радиус планеты на полученных моделях составлял от 0,94 до 1,4 радиусов Земли. Модель с минимальным радиусом – 5990 км представляет собой плотную планету с большим металлическим ядром, масса которого составляет 65% массы всего космического тела. Твердая мантия, начинающаяся с глубины около 1500 км, состоит из силикатных пород. Такое строение весьма напоминает строение одной из планет Солнечной системы – Меркурия.

    Еще одна возможная модель – планета с наибольшим радиусом (8920 км), состоящая наполовину из твердых пород и наполовину из воды. В этом случае вся Проксима b целиком должна быть покрыта океаном глубиной 200 км. Под водой находится лед, на глубине 3100 км переходящий в мантию.

    В обоих моделях планету должна окружать тонкая газовая атмосфера, делающая ее потенциально обитаемой.

    Астрономические наблюдения Проксимы b в будущем позволят уточнить исследование. В частности, данные о содержании тяжелых элементов (магний, железо, кремний) сократят количество подходящих моделей внутреннего строения.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Отталкивающая сила в теории Эйнштейна

    К публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Soiceny («Ежемесячные заметки королевского астрономического общества») принята любопытная статья, авторы которой на основе уравнений Общей теории относительности показывают, что Большой взрыв мог произойти не сам по себе, а быть следствием процесса сжатия Вселенной. Т. е. Вселенная сжималась, потом произошел взрыв, и она начала расширяться. Сама статья доступна по ссылке ниже. Рассказ автора можно прочитать здесь.

    Обсудить

  • Густая облачность может скрывать воду на экзопланетах

    Поиски воды являются важным аспектом изучения всех экзопланет, включая так называемые горячие юпитеры – планеты, масса которых сравнима с нашим Юпитером, но расположенные на очень низких орбитах. Температура на их поверхности может достигать 1000 и более градусов Цельсия, а это означает, что вода в атмосфере таких планет может существовать лишь в газообразном виде.

    К настоящему моменту найдено очень много горячих юпитеров, поскольку обнаружить их проще, чем другие планеты. На некоторых из них есть признаки воды, а на других отсутствуют. В своем новом исследовании, которое было опубликовано 1 июня в Astrophysical Journal, астрономы из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL NASA) пытаются определить, какие типы атмосфер таких планет являются наиболее распространенными. В работе использованы данные космического телескопа Хаббл, поскольку многие из близлежащих горячих юпитеров являются достаточно крупными для прямой съемки.

    «В своем исследовании мы хотели понять, как эти экзопланеты будут выглядеть, если разбить их на группы по погодным и атмосферным условиям». – поясняет Айшвария Айер, защищающий кандидатскую работу в Калифорнийском государственном университете, ведущий автор статьи. Астрономы предполагали, что непроницаемая облачность может скрывать от обсерватории пары воды. Сами же облака на планетах с горячей атмосферой должны состоять из других веществ.

    «Облачность и атмосферная дымка, судя по всему, существуют практически на всех планетах, которые мы изучили». – говорит Айер. – «Поэтому следует учитывать наличие облаков и дымки, иначе появится вероятность недооценить количество воды в атмосфере в два раза».

    Всего авторы статьи изучили 19 горячих юпитеров, ранее снятых телескопом Хаббл. Широкоугольная камера №3 этого телескопа выявила воду на 10 из этих экзопланет, но не нашла ее следов на оставшихся 9. Это соотношение отличается в разных исследованиях, поскольку разные ученые использовали разные подходы к анализу и интерпретации данных.

    Астрономы из JPL провели стандартизацию данных Хаббла. Они сложили наборы данных для всех 19 планет, чтобы составить обобщенный портрет спектральных линий горячего юпитера, а затем сравнили его с моделированными условиям безоблачных, слабооблачных планет и планет с мощной облачностью.

    После обработки всей информации они пришли к выводу, что почти на всех изученных планетах облачность блокирует в среднем половину света, проходящего через атмосферу. На некоторых из них наши инструменты «видят» лишь верхнюю часть слоя воды, пробивающуюся через облака, но не могут зафиксировать нижележащие слои. Природа и состав облаков на горячих юпитерах пока не изучались.

    Результаты работы совпадают с еще одним исследованием, обнародованным в декабре 2015 года. В нем астрономы анализировали светопроницаемость атмосфер экзопланет в видимом и инфракрасном диапазонах.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы увеличили оценку скорости расширения Вселенной

    Используя телескоп Хаббл, астрономы уточнили скорость расширения Вселенной. Она показалась на 5-9% выше, чем считалось ранее. Статья об этом будет опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

    «Это неожиданное открытие может быть важным для понимания таинственной части Вселенной, которая, как известно, на 95% состоит из вещества, не взаимодействующего со светом, такого как темная материя, темная энергия и темное излучение». – отмечает ведущий автор работы, обладатель Нобелевской премии Адам Рисс из Института космической астрономии им. Джона Хопкинса.

    Открытие было сделано с уточнением погрешности в скорости расширения Вселенной. Ученым удалось снизить ее до 2,4% благодаря новым методам, повышающим точность измерения расстояния до далеких галактик.

    Используя телескоп Хаббл, астрономы изучали галактики, содержащие цефеиды – класс пульсирующих звезд – и сверхновые типа 1а. Периодичность пульсации цефеид коррелирует с их истинной яркостью, которую можно сравнивать с яркостью, видимой с Земли. И, таким образом, довольно точно определить их удаленность. Сверхновые типа 1а тоже часто используются для определения космических расстояний, поскольку они вспыхивают с одинаковой яркостью.

    Ученые изучили 2400 цефеид в 19 галактиках и еще 300 сверхновых в отдаленных галактиках, чтобы узнать их точную яркость и определить точное расстояние до Земли. Эти данные сравнили с данными о «растягивании» света от разбегающихся галактик, и по двум значениям посчитали так называемую постоянную Хаббла, т. е. скорость расширения Вселенной. Ее уточненное значение составило 73,2 км в секунду на мегапарсек. Таким образом, расстояние между объектами во Вселенной должно удвоиться за следующие 9,8 млрд лет.

    Полученное значение не полностью соответствует предыдущим исследованиям. Анализ скорости инфляции Вселенной, основанный на данных о скорости на ранних этапах ее развития, проводился при помощи американской микроволновой космической лаборатории WMAP и европейского телескопа Планк. Они показывали, что сейчас постоянная Хаббла должна быть соответственно на 5 и 9% ниже, чем утверждается в нынешнем исследовании.

    «Зная изначальное соотношение во Вселенной разного вещества, такого как темная материя и темная энергия, с правильным пониманием физики, можно по измерениям, сделанным сразу после Большого Взрыва, предсказать, как быстро Вселенная должна расширяться сейчас». – говорит Рисс. – «Однако выявленное несоответствие указывает на то, что это правильное знание у нас отсутствует».

    Согласно одному из объяснений, темная энергия (которая, как уже известно, ускоряет расширение Вселенной), может влиять на разлет галактики с большей – либо с растущей – силой, чем считалось ранее. Другая идея заключается в том, что на ранних этапах развития Вселенной действовало неучтенное темное излучение. Также дополнительная скорость инфляции может указывать на некие неизвестные физике характеристики темной материи – например, если она способна формировать в пространстве какие-нибудь структуры. И, последнее, излишек скорости может свидетельствовать о том, что теория гравитации Эйнштейна является неполной.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы нашли предполагаемые зародыши сверхмассивных черных дыр

    Итальянская группа астрономов использовала данные космического телескопа Хаббл, рентгеновской обсерватории Чандра и инфракрасного телескопа Спитцер, чтобы проверить свою модель формирования сверхмассивных черных дыр. Им удалось найти объекты, похожи на зародыши таких объектов. Статья о результатах исследования будет опубликована в следующем номере журнала «Ежемесячные заметки Королевского астрономического общества» (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

    Согласно представлениям ученых, во Вселенной существует много типов черных дыр. Сверхмассивные, масса которых может достигать миллионов и миллиардов масс Солнца, находятся в центрах большинства крупных галактик, включая нашу собственную – Млечный путь. Как минимум некоторые из них должны были сформироваться в течение очень короткого времени, примерно за один миллиард лет после Большого взрыва.

    У астрономов есть две гипотезы, объясняющие быстрый рост сверхмассивных черных дыр. Согласно одной из них, дыры росли за счет постепенного поглощения вещества из окружающего межзвездного газа и других черных дыр. Такой процесс занял бы очень продолжительное время. Другая гипотеза – именно ее развивают авторы статьи – утверждает, что сверхмассивные черные дыры образовались из коллапсирующего облака межзвездного газа без промежуточной фазы формирования и смерти массивной звезды, при коллапсе которой возник бы зародыш черной дыры.

    По словам Андреа Феррара из Высшей нормальной школы в Пизе, ведущего автора исследования, их работа предполагает, что из сжимающегося облака газа образуется сразу крупная черная дыра, которая затем растет с нормальной скоростью, а не маленькая дыра, быстро набирающая затем массу.

    Ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы определить характеристики зародышей сверхмассивных дыр, а затем попытались найти их на снимках с большой экспозицией, сделанных космическими обсерваториями Хаббл, Спитцер и Чандра. Им удалось обнаружить два объекта-кандидата. Оба имеют совпадающий с предсказанным профиль инфракрасного излучения, излучают в рентгеновском диапазоне и являются сильно красными объектами. Оценка расстояния до них предполагает, что оба сформировали в течение первого миллиарда лет существования Вселенной.

    «Зародыши черных дыр обнаружить сложно, а подтвердить их обнаружение – еще сложнее». – говорит Андреа Грациан из Национального института астрофизики Италии. – «Однако мы считаем, что в нашем исследовании найдены два лучших кандидата на сегодняшний день».

    Команда намерена продолжить сбор данных в рентгеновском и инфракрасном диапазонах о найденных объектах, чтобы убедиться, что они обладают всеми предсказанными свойствами зародышей черных дыр. Ученые не утверждают, что их модель является единственной, но уверены, что она способна объяснить наблюдаемую картину без излишних натяжек и необоснованных предположений. Новые астрономические инструменты, такие как американский космический телескоп им. Вебба и Европейский экстремально большой телескоп, позволят найти более удаленные и маленькие кандидаты в зародыши черных дыр, что даст дополнительную информацию для теоретиков.

    Ссылка: jpl.nasa.gov

    Обсудить

  • Впервые найдены признаки существования комет в другой звездной системе

    При помощи радиоинтерферометрической обсерватории ALMA (Atacama Large Millimeter Array) Европейской южной обсерватории ученые из Кэмбриджского университета нашли свидетельства существования кометного облака у одной из звезд в относительной близости от нас. На восстановленных изображениях звездной системы в радиодиапазоне видны следы оксида углерода (II) (CO, угарный газ), причем малое количество этого вещества примерно соответствует его концентрации, порождаемой кометами в Солнечной системе.

    Кометы – космические тела, напоминающие «грязные снежки». Они состоят изо льда, грязи и пыли. Кометы находятся на сильно вытянутых эллиптических орбитах с большим периодом обращения и зачастую при приближении к Солнцу из-за нагрева обрастают хвостами из водяных паров. В апогелии они удаляются так далеко от Солнца, что обнаружить их наземными телескопами не представляется возможным. Поэтому информация о кометах собирается при их возвращении к Солнцу.

    Ученые считают, что кометы появляются на заре формирования звездных систем. Согласно одной из теорий (последние исследования показывают, что она может быть неверна, на ранних этапах своего развития Земля была сухой планетой, и именно благодаря столкновениям с кометами на нашей планете накопилось большое количество воды.

    Телескоп ALMA изучал звезду HD 181327, расположенную примерно в 160 световых годах от нас в созвездии Живописца. Масса HD 181327 на 30% больше массы Солнца. Эта звездная система существует всего 23 млн лет, тогда как, для сравнения, возраст Солнечной системы составляет 4,6 млрд лет. «Молодые системы наподобие этой очень активны. Кометы и астероиды постоянно сталкиваются друг с другом и с планетами». – говорит Себастьян Марино, аспирант Института астрономии Кэмбриджского университета и ведущий автор исследования. – «Состав льда в системе HD 181327 приблизительно такой же, как и в нашей системе, поэтому ее удобно изучать для углубления нашего понимания того, как выглядела Солнечная система в начале своего существования».

    Около HD 181327 уже могли сформироваться и планеты, однако обнаружить их при помощи имеющихся средств наблюдения невозможно. При помощи ALMA ученые смогли наблюдать вокруг этой звезды кольцо пыли, предположительно, образовавшееся в результате столкновений комет, астероидов и других космических тел. В газовом составе этого скопления пыли удалось выделить небольшое количество монооксида углерода, источником которого – если проводить параллели с Солнечной системой – должны быть кометы. Астрономы подчеркивают, что количество газа настолько мало, что им пришлось разработать специальный алгоритм для выделения его концентрации из зоны статистической погрешности данных ALMA.

    Статья об исследовании будет опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Исследовательская станция «Кассини» зафиксировала частицы межзвездной пыли

    Американская исследовательская космическая станция «Кассини» достигла Сатурна в 2004 году и с тех пор находится на его орбите, изучая саму планету, ее кольца и, конечно, спутники. Один из инструментов зонда – CDA, Cosmic Dust Analyzer – предназначен для изучения попавших на него частиц космической пыли. За более чем 10 лет нахождения в системе Сатурна он собрал множество частиц. Большая часть из них – зерна льда, выброшенные гейзерами Энцелада в космос. 36 частиц, однако, не принадлежат ни Энцеладу, ни другим спутникам Сатурна, ни другим телам Солнечной системы. Ученые считают, что они прилетели из межзвездного пространства.

    Обнаружение межзвездной пыли в Солнечной системе не является чем-то неожиданным. Ранее существование таких частиц подтвердил, например, зонд «Улисс» (Ulysses), а «Звездная пыль» (Startust) даже доставил на Землю пылинки, семь из которых могли прилететь из межзвездного пространства.

    По словам Николаса Альтобелли, ученого, работающего с данными «Кассини» в Европейском космическом агентстве, научная группа всегда надеялась обнаружить межзвездные частицы с помощью детектор CDA. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Science, в среднем год на детектор попадает несколько таких частиц. От остальных они отличаются по составу, направлению движения и скорости. Как уже упоминалось выше, «местные» частицы по большей части состоят изо льда. В составе межзвездных частиц обнаружены породообразующие элементы магний, кремний, железо и кальций в пропорциях, соответствующих средней распространенности этих элементов во Вселенной. Сера и углерод также присутствуют в частицах межзвездной пыли, но в пониженной концентрации. Частицы движутся через систему Сатурна со скоростью около 72 тысяч км в час. Этого достаточно для того, чтобы пролететь мимо Солнца и не быть захваченными его гравитацией.

    Чаще всего космическая пыль образуется при гибели звезд. Поскольку существует много разных типов звезд, по составу частицы межзвездного газа и пыли тоже могут отличаться. В прошлом зерна межзвездной пыли находили на некоторых метеоритах, сохранившихся со времен образования Солнечной системы. Как ни странно , несмотря на разнообразие состава, они все не похожи на частицы, которые улавливает детектор «Кассини». Ученые предполагают, что изученные зондом частицы подверглись воздействию какого-то многократно повторяющегося процесса. Например, пыль в области активного звездообразования могла разрушаться и заново собираться в зерна из-за пульсирующих ударных волн умирающей звезды.

    Ссылка: jpl.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы нашли необычно яркий блуждающий юпитер

    Группа американских астрономов обнаружила одну из самых ярких и молодых известных блуждающих планет, т. е. планет, не входящих ни в какую звездную систему. Найденный ими объект находится в относительной близости от Солнца. Статья о нем опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.

    Объект, получивший название 2MASS J1119-1137, находится на расстоянии 95 световых лет от нас. Его масса находится в диапазоне от 4 до 7 масс Юпитера. Это означает, что объект может быть как газовым гигантом, так и коричневым карликом, т. е. находиться в промежуточном состоянии между планетой и звездой. Особенностью 2MASS J1119-1137 является необычно сильное излучение в инфракрасном диапазоне, что необычно для уже успевших остыть планет.

    Обнаружить 2MASS J1119-1137 удалось при помощи Широкополосного инфракрасного обзорного телескопа WISE. Известно, что крупные планеты поблизости от Солнца в данных астрономических наблюдениях могут быть похожи на очень удаленные звезды, излучение которых, проходя через массу межзвездного газа, теряет энергию и «краснеет». Чтобы исключить ошибку, были проведены дополнительные исследования при помощи спектрографа FLAMINGOS-2 Южного телескопа Джемини в Чили, подтвердившие, что 2MASS J1119-1137 обладает небольшой массой и находится на умеренном расстоянии.

    Для определения возраста планеты потребовалось провести сразу два исследования. Во-первых, при помощи чилийской обсерватории было наложено верхнее ограничение на возраст предполагаемого газового гиганта. Ученые установили, что он не должен превышать 200 млн лет. Затем они сопоставили угловую скорость движения по небосводу и оценку скорости, полученную измерением допплеровского смещения. В результате астрономы установили истинное направление и скорость движения космического тела. Эти характеристики позволили причислить его к группе молодых звезд, возраст которых составляет 10 млн лет.

    Яркость инфракрасного излучения 2MASS J1119-1137 выделяет ее из большинства аналогичных экзоюпитеров. Тем не менее, она не стала самой яркой блуждающей планетой. Первое место остается за обнаруженной три года назад PSO J318.5-22. Ее возраст составляет 23 млн лет, и масса существенное превышает массу 2MASS J1119-1137.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Ученые построили климатическую карту суперземли в созвездии Рака

    Астрономические наблюдения, проведенные при помощи космического телескопа Спитцер, позволили ученым впервые построить примерную карту распределения температуры по поверхности планеты с твердой поверхностью, находящейся за пределами Солнечной системы. Эта карта указывает на наличие гигантской разницы температур на разных сторонах планеты.

    Интерес ученых привлекла суперземля 55 Cancri e (55 Рака e) – планета, находящаяся примерно в 40 световых лет от нас около звезды 55 Рака в одноименном созвездии. Планета находится очень близко к звезде и совершает полный оборот вокруг нее всего за 18 часов. «Наши представления об этой планете все еще уточняются», – отмечает Брайс Оливер Дэмори из Кэмбриджского университета, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature 30 марта. – «Последние изыскания свидетельствуют о том, что на этой планете очень горячие ночи и еще более жаркие дни, что означает наличие проблем с теплопереносом».

    Из-за сверхнизкой орбиты на 55 Рака e со стороны звезды действуют мощные приливные силы, подобные тем, которые заставляют нашу Луну всегда смотреть на Землю одной стороной. Точно так же, 55 Рака e всегда повернута одной стороной к своему солнцу, а это значит, что на одной половине планеты всегда стоит день, а на второй – ночь (анимация).

    Длительность наблюдений планеты при помощи телескопа Спитцер составила 80 часов. Была проведена съемка излучения во время прохождения 55 Рака e всех фаз ее орбиты. По этим данным ученые установили, что температура на дневной стороне 55 Рака e достигает 2700 К, а на ночной - 1400 К. Таким образом, перепад температур составляет 1300 К. Такая большая разница противоречит более ранним предположениям о том, что эта суперземля покрыта слабой атмосферой, по которой ветер легко переносит тепло. В новом исследовании заявляется, что 55 Рака e должна иметь достаточно плотную массивную атмосферу. Более того, вероятно, на ее дневной стороне активны бассейны и потоки из лавы, тогда как на ночной стороне лава в жидком виде отсутствует и, следовательно, не переносит тепло.

    Наиболее горячее место на дневной стороне 55 Рака e смещено относительно экватора. Эта особенность может указывать либо на наличие процессов рециркуляции тепла на поверхности планеты – во всяком случае, на ее дневной стороне, – либо на наличие в этом регионе источников раскаленной лавы.

    Астрономы уверены, что уточнить наши представления об этой суперземле поможет новый космический телескоп им. Вебба, запуск которого запланирован на 2018 год.

    Ссылка: jpl.nasa.gov

    Обсудить

  • Телескоп Спитцер изучил динамику орбиты необычного «горячего юпитера»

    В последние десять лет астрономы открыли более двух тысяч планет, находящихся за пределами Солнечной системы, и еще более пяти тысяч объектов считаются кандидатами в экзопланеты. Многие из них отличаются от планет, известных ученым по нашей системе. Одной из наиболее крупных групп экзопланет являются «горячие юпитеры» – газовые гиганты, расположенные на очень низких орбитах около своих звезд.

    Несмотря на то, что подобные планеты встречаются очень часто, насчет их происхождения и природы у ученых остается много вопросов. Один из них – как казовые гиганты попадают на такие короткопериодичные орбиты. Согласно распространенной гипотезе, такие планеты формируются на дальних орбитах. Однажды под действием гравитационных сил звезды или других планет они переходят на вытянутую эллиптическую орбиту с перицентром вблизи звезды, а затем скругляют орбиту и превращаются в обычные «горячие юпитеры».

    Поскольку промежуточных газовых гигантов с вытянутыми орбитами известно довольно мало, процесс скругления орбиты должен происходить быстро – в течение сотен миллионов лет. Ученые предполагают, что торможение планет ускоряется благодаря частым нагревам при пролетах около звезды. Когда температура поднимается, планета сдавливается и нагревается, а в ее атмосфере начинаются высокоэнергетические процессы. Все это приводит к потере энергии и замедлению.

    Результаты нового исследования, проведенного при помощи космического телескопа Спитчер, опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters. Астрономы изучали газовый гигант HD 80606b, находящийся на сильно вытянутой эллиптической орбите около звезды HD 80606 в 190 световых годах от Солнца. Он делает полный оборот вокруг звезды за 111 земных суток. Во время прохождения перицентра температура атмосферы на стороне планеты, повернутой к звезде, поднимается до 1100 градусов Цельсия. Проведенное исследование HD 80606b не было первым для этого газового гиганта, но благодаря увеличенной длительности наблюдений – 85 часов – ученым удалось собрать о планете много новой информации.

    По зафиксированным телескопам колебаниям яркости планеты установлена продолжительность суток на HD 80606b. Она составила около 90 часов. Планета вращается вокруг своей оси существенно медленнее, чем предполагали ученые, и объяснение этому факту пока не предоставлено. Кроме того, при пролете около звезды она сдавливается недостаточно интенсивно и теряет не так много энергии, как предполагалось. Чтобы достичь круговой орбиты, HD 80606b потребуется около 10 миллиардов лет.

    Это открытие ставит под сомнение гипотезу перехода газовых гигантов с высоких орбит на низкие через эллиптические. Астрономы в новом исследовании предлагают для образования «горячих юпитеров» рассматривать другие гипотезы – как идею формирования этих планет в непосредственной близости звезды, так и предположение о постепенной рецессии круговой орбиты.

    Ссылка: jpl.nasa.gov

    Обсудить

  • Телескоп Хаббл напрямую измерил длительность суток на суперюпитере

    Используя данные, полученные с космического телескопа Хаббл, астрономы смогли изучить скорость вращения крупной экзопланеты. Сделать это удалось при помощи замеров того, как изменяется яркость ее облачной атмосферы. Прямые измерения продолжительности суток экзопланеты были проведены учеными впервые.

    «Результат оказался очень захватывающим». – говорит Дэниел Апаи из Аризонского университета, ведущий автор исследования. – «Он дает нам уникальную методику, которую можно будет использовать для изучения атмосфер других экзопланет».

    В данном исследовании Хаббл проводил съемку экзопланеты 2M1207b, которая примерно в четыре раза массивнее Юпитера. Она является компаньоном коричневого карлика 2M1207 – он, в свою очередь, в 5-7 раз массивнее своей соседки. Два объекта, расположенные на расстоянии всего около 8 миллионов километров, вращаются вокруг друг друга. Эта система находится в 170 световых годах от Солнца, а 2M1207b является одной из немногих планет за пределами Солнечной системы, которые современные телескопы способны зафиксировать напрямую, а не по косвенным признакам.

    Высокое разрешение и контрастность снимков Хаббла позволили ученым точно измерить периодичность колебаний яркости 2M1207b. Затем эти колебания удалось связать с отражающей способностью облачного покрова планеты. Данные Хаббла не просто подтвердили наличие облаков, но еще и продемонстрировали их слоистость и неравномерность их распределения.

    Впервые газовый гигант был сфотографирован около 10 лет назад, тоже при помощи телескопа Хаббл. По снимкам астрономы определили, что его атмосфера в верхних слоях содержит силикатные «дождевые» облака, состоящие из испаренных пород, которые, поднимаясь в атмосфере, остывают и формируют небольшие сгустки. Затем они выпадают под действием гравитации, и в более горячих слоях вновь превращаются в газ. В более глубоких слоях атмосферы должны аналогичным образом формироваться и выпадать в виде дождей «капли» железа.

    Температура атмосферы 2M1207b, в зависимости от глубины, находится в диапазоне от 1200 до 1400 градусов Цельсия. Она так сильно раскалена из-за того, что 2M1207b является очень молодой планетой – ей всего около 10 миллионов лет. Для сравнения, Юпитеру в Солнечной системе (как и Земле) около 4,5 миллиардов лет. Температура верхних слоев планеты достаточно высока, чтобы она излучала в инфракрасном диапазоне. Благодаря этому свойству астрономы смогли для ее изучения использовать Широкоугольную камеру №3 телескопа Хаббл. Согласно полученным данным, один оборот вокруг своей оси 2M1207b выполняет за 10 земных суток, что сравнимо с периодом обращения Юпитера.

    Конечно, как отмечают астрономы, 2M1207b не всегда будет такой горячей. В последующие миллиарды лет она начнет остывать, а железные и кремниевые облака начнут погружаться все ниже и ниже в ее атмосфере, пока не исчезнут совсем.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • В Японии запущена рентгеновская космическая обсерватория Astro-H

    Вчера в 11:45 мск с космодрома Танэгасима в Японии состоялся пуск ракеты H-IIA с научным аппаратом Astro-H, задача которого – изучение видимого неба в рентгеновском диапазоне. Спутник, который после запуска получил имя Хитоми (это имя собственное, оно не имеет перевода), должен стать крупнейшим японским космическим телескопом.

    Космический аппарат будет работать на низкой околоземной орбите высотой 575 км не менее трех лет. Его масса составляет 2,7 т, длина – около 14 м. На Хитоми установлены три пары детекторов, чувствительных как к мягкому, так и жесткому рентгеновскому излучению. Также на спутнике есть гамма-спектрометр. Единственный прибор для изучения жесткого диапазона рентгеновских лучей состоит из двух идентичных зеркальных детекторов: HXT (жесткий рентгеновский телескоп) и HXI (жесткая рентгеновская камера). Прибор чувствителен к излучению в диапазоне от 5 до 80 килоэлектрон-вольт. Мягкий рентгеновский спектрометр SXS состоит из мягкого рентгеновского телескопа (SXS-T) и Рентгеновского калориметрического спектрометра (XCS). Он работает в диапазонах энергии от 0,3 до 12 кэВ. Еще одна система, работающая в мягком диапазоне, называется Система мягкой рентгеновской съемки. Она состоит из телескопа SXT-I и камеры SXI и покрывает диапазон энергии до 10 кэВ. Гамма-спектрометр чувствителен к мягкому гамма-излучению в диапазоне до 600 кэВ.

    На Хитоми впервые в качестве детекторов будут использованы микрокалориметры, а не обычные ПЗС-матрицы. Предполагается, что они позволят радикально увеличить разрешение прибора. Микрокалориметры прошли успешные испытания в суборбитальных полетах, однако впервые подтвердят свою работоспособность на космической миссии.

    Astro-H должен поставить рекорд по разрешающей способности рентгеновских телескопов. Основной целью обсерватории станет изучение Вселенной в макроскопических масштабах. Ученые надеются, что им с помощью собранных данных удастся изучить механизмы эволюции скоплений галактик, эволюцию материи во Вселенной, сильные гравитационные поля, физические условия в местах ускорения космических лучей. В рентгеновском диапазоне могут изучаться черные дыры, нейтронные звезды, горячие газопылевые скопления и темная материя.

    Сложность изучения рентгеновского излучения во Вселенной заключается в том, что оно рассеивается атмосферой Земли. Поэтому все рентгеновские обсерватории являются космическими. На первый квартал 2017 года запланирован запуск российско-европейской обсерватории Спектр-РГ, которая будет оборудована германским рентгеновским телескопом eROSITA (0,3-10 кэВ) и российским телескопом APT-XC (6-30 кэВ). Аппарат будет работать в точке либрации L2 системы Земля-Солнце, в которой от солнечного излучения его будет заслонять наша планета.

    Обсудить

  • Астрономы сделали рентгеновский снимок джета черной дыры

    Космический телескоп Чандра, работающий в рентгеновском диапазоне, запечатлел джет сверхмассивной черной дыры B3 0727+409. Обычно гравитационные силы черных дыр выталкивают в районе полюсов частицы в радиодиапазоне, потому джеты – Т. е. потоки этих частиц – фиксируются радиотелескопами. В данном случае джет излучал энергию в другом диапазоне.

    Сверхмассивная черная дыра B3 0727+409 находится в дальней части Вселенной, т. е. является одним из наиболее молодых объектов своего типа. Свет, который запечатлели детекторы обсерватории Чандра, зародился спустя 2,7 млрд лет после Большого взрыва. Джеты B3 0727+409 имеют протяженность около 300 тысяч световых лет. Большое количество сверхмассивных черных дыр было обнаружено в ближней части Вселенной, однако эта находка от них отличается. В радиодиапазоне обнаружить исходящие от черной дыры джеты, как это обычно бывает, не удалось. Электроны в джетах B3 0727+409 излучают в рентгеновском диапазоне.

    «Этот джет примерно в 150 раз ярче в рентгеновском диапазоне, чем он был бы в ближней части Вселенной». – говорит Аврора Симонеску из Института изучения космоса и астронавтики Японского космического агентства. В первые миллиарды лет своей истории Вселенная была заполнена микроволновым реликтовым излучением. Электроны, отбрасываемые от черной дыры на скорости, близкой к скорости света, двигались через реликтовое излучение и взаимодействовали в нем с микроволновыми протонами, поднимая энергию фотонов до рентгеновского уровня. По длине джета можно сделать вывод, что электроны продолжают двигаться со скоростью, близкой к скорости света, даже в сотнях световых лет от черной дыры.

    Отмечается, что Чандра проводил съемку других интересующих ученых объектов, когда случайно снял джет B3 0727+409. До этого было известно лишь очень небольшое количество удаленных черных дыр, джеты которых являются достаточно яркими для обнаружения в рентгеновском диапазоне. Изучая такие объекты, ученые надеются понять, как свойства сверхмассивных черных дыр менялись со времен молодой Вселенной до наших дней.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Слух: на детекторе LIGO удалось обнаружить гравитационные волны

    Гравитационные волны – это распространяющиеся с определенной скоростью искажения пространства. Гравитационные волны были предсказаны Общей теорией относительности, однако пока они не получили прямого наблюдательного подтверждения. Косвенно в пользу их существования свидетельствуют наблюдения эволюции двойных радиопульсаров, но для уверенности ученым необходимо зарегистрировать их сигнал напрямую. Проблема, однако, в том, что возможностей даже самых чувствительных современных детекторов недостаточно для того, чтобы зафиксировать очень слабые колебания пространства.

    В марте 2014 года были представлены обнадеживающие результаты работы эксперимента BICEP2 в Антарктиде (на фото ниже), которые провозгласили большим прорывом. Ученым удалось обнаружить в реликтовом излучении неба электромагнитные волны с B-модой поляризации, которые являются признаком расширения Вселенной и позволяют выделить в нем влияние гравитационных волн. К сожалению, год назад открытие было поставлено под сомнение. Теперь надежда исходит с другой стороны – от американского детектора гравитационных волн LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, Лазерно-интерферометрическая обсерватория гравитационных волн).

    В общих чертах (но не на практике!) детектор LIGO устроен достаточно просто. Он состоит из двух вакуумных тоннелей, начала которых пересекаются в одной точке (см. рис.). В этой точке установлены лазерные излучатели, а в дальних концах труб – зеркала. Расстояние до этих зеркал и измеряется лазером, однако точность прямого замера была бы безнадежно недостаточной. Особое значение имеет пересечение возвращающихся от зеркал лазерных лучей. Между ними возникает интерференция, за счет которой лучи либо усиливают, либо ослабляют друг друга. Величина интерференции зависит от фазы лучей, а значит и от пройденного лучами пути. Замеряя интерференционную картину, ученые повышают точность измерений. Теоретически такой прибор должен фиксировать изменение расстояний между зеркалами при прохождении через установку гравитационной волны, но на практике даже точность интерферометра долгое время оставалась слишком мала.

    Летом 2015 года на LIGO завершилась большая модернизация, благодаря которой чувствительность прибора возросла в четыре раза. Новый этап наблюдений O1 начался в сентябре и завершился в январе 2016 года. Следующий этап, O2, ожидается позднее в этом году после планового внесения дополнительных изменений в конструкцию детектора. Он продлится около полугода.

    Последние несколько недель в научных кругах циркулируют слухи о том, что на детекторе LIGO наконец-то проведены успешные наблюдения. Вся известная информация просуммирована в небольшой заметке на сайте журнала Science. В середине января физики, сотрудничающие с коллаборацией LIGO, начали рассказывать о том, что ученым удалось зафиксировать искажения пространства после наблюдения слияния двух массивных нейтронных звезд. Больше конкретики внес скриншот письма, отправленного Клиффордом Бергессом, физиком-теоретиком из Университета Макмастера в Гамильтоне (Канада). Ученый сообщает, что открытие связано с наблюдением двух черных дыр с массой 29 и 36 масс Солнца. После слияния масса объекта составила 62 массы Солнца. Статистическая достоверность открытия составляет 5,1 сигма, т. е. достаточна для объявления об успехе. Прохождение искажающей пространство волны, движущейся со скоростью света, было зафиксировано на обоих детекторах. Первоначальной целью наблюдений действительно могли быть две нейтронные звезды, однако, по словам физика-теоретика Марка Каминковски из Университета Джона Хопкинса, сигнал от двух падающих друг на друга черных дыр должен быть сильнее и лучше обнаруживаться на большом расстоянии.

    Если слухи подтвердятся, статья, связанная теперь уже с прямым открытием гравитационных волн, будет опубликована в журнале Nature 11 февраля. Подтверждение существования гравитационных волн, несомненно, станет сильнейшей заявкой на Нобелевскую премию по физике.

    Ссылка: sciencemag.org

    Обсудить

  • Две новости

    1. В Космическом центре НАСА им. Годдарда завершена сборка основного зеркала космического телескопа им. Джеймса Вебба, который должен будет прийти на замену телескопу им. Хаббла. Зеркало Вебба состоит из 18 шестиугольных сегментов размером 1,3 м и массой 40 кг каждый. После раскрытия в космосе оно будет иметь полный диаметр 6,5 м, что сделает его самым большим зеркалом оптического космического телескопа в истории. Для сравнения, зеркало Хаббла имеет диаметр 2,4 м.

    Сейчас инженерам предстоит завершить установку других элементов оптической системы телескопа, после чего они приступят к проведению различных испытаний всех компонентов телескопа. Запуск новой космической обсерватории должен будет состояться в 2018 году на европейской ракете «Ариан-5» с космодрома во Французской Гвиане.

    2. Зонд New Horizons передал снимки «ледяных островков» на поверхности Плутона.

    Американское космическое агентство опубликовало новую фотографию равнины Спутник на Плутоне. На этот раз интерес ученых привлекли гряды и отдельные возвышенности более темных образований, нарушающих в целом гладкий и пустынный вид поверхности, сложенной азотным льдом. Планетологи считают, что темные возвышенности состоят из водяного льда. Поскольку он по плотности уступает азотному, ученые предполагают, что возвышенности не связаны с подстилающими породами, а представляют собой острова, подобно айсбергам «плавающие» в «море» азотного льда. Скорее всего, они являются отколовшимися фрагментами крупных гор, окружающих равнину Спутник. Попав на азотную равнину, они попадают под влияние конвективного движения, которое разносит их на края кластеров средним диаметром около 20 км.

    В северной части фотографии выделяется структура возвышенности Челленджера (Challenger Colles), названная в честь команды потерпевшего катастрофу космического шаттла. Структура состоит из большого скопления холмов и имеет размеры около 60 x 35 км. Она расположена вблизи границы равнины и, скорее всего, связана с «отмелью», в которой толщина слоя азотного льда особенно мала, и острова водяного льда зацепляются за более плотные – предположительно, тоже водяные – нижележащие породы.

    Ссылки: www.nasa.gov, www.nasa.gov

    Обсудить

  • Ученые обнаружили связь между структурой галактических скоплений и темной материей

    Темной материей ученые называют особый космический феномен, оказывающий гравитационное воздействие на видимую материю, но не различимый никакими другими методами наблюдения. Считается, что темная материя составляет около 27% всей материи и энергии во Вселенной. Поскольку мы никак не можем ее увидеть, единственным способом изучения темной материи является наблюдение за тем, как она воздействует на видимые нам объекты.

    Важными объектами для изучения темной материи являются скопления галактик, поскольку в этих регионах плотность вещества существенно выше средней. Ученые обычно считают, что чем больше скопление, тем больше вокруг него темной материи. Новое исследование американских ученых, опубликованное в журнале Physical Review Letters, предполагает, что эта связь может быть сложнее.

    «Галактические кластеры похожи на большие города в нашей Вселенной». – говорит Хиронао Миятаки из Лаборатории реактивного движения НАСА. – «Точно так же, как, глядя на огни ночного города с самолета, мы можем представить его размер, скопления галактик дают представление о распределении темной материи, которую мы не видим». В своей работе группа ученых под руководством Миятаки высказывает предположение, что внутренняя структура галактических скоплений связана с окружающей скопление темной материей. Астрономы изучили примерно 9 тысяч скоплений галактик из каталога DR8 Слоановского цифрового небесного обзора. Все объекты были разделены на две группы: кластеры с плотным расположением галактик и кластеры, в которых галактики удалены друг от друга на значительное расстояние. При помощи метода гравитационного линзирования было подтверждено, что все изучаемые скопления имеют примерно одинаковую массу. По результатам сравнения двух групп удалось обнаружить разницу в распределении скоплений в пространстве. В среднем галактические скопления отделены друг от друга сотней миллионов световых лет. Но у скоплений из группы с более плотным расположением галактик внутри оказалось мало других скоплений вокруг на этой дистанции, что указывает на присутствие большего количества темной материи.

    Разница во внутреннем строении, по мнению ученых, является следствием различий в окружающей среде, в которой формировались скопления галактик. В регионах с более плотной темной материей формировались более плотные кластеры. Таким образом, темная материя связана не только с массой кластера, но и с историей его образования. Кроме того, ученые выявили, что старые и молодые кластеры формировались в присутствии различного количества темной материи.

    Эти результаты совпадают с предсказаниями общепринятых теорий эволюции Вселенной. После космической инфляции (период очень быстрого расширения Вселенной), которая длилась малую долю секунды после Большого взрыва, пространство было заполнено малыми колебаниями энергии – квантовыми флуктуациями. Благодаря им материя впоследствии заполнила Вселенную не равномерно. Ученые предполагают, что существующие сегодня скопления галактик произошли из флуктуаций плотности вещества в ранней Вселенной.

    На фото ниже: скопление галактик Abell 1689, снимок космического телескопа Хаббл.

    Ссылка: www.jpl.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы начали искать быстрые звезды по ударным волнам в инфракрасном диапазоне

    Некоторые массивные звезды, летящие в пространстве галактики, заставляют вещество перед собой уплотняться. В результате перед ними образуется дугообразная ударная волна, напоминающая ударную волну впереди корабля. Вещество в этой волне нагревается и становится видимым в инфракрасном диапазоне. При помощи космического телескопа Спитцер и Широкополосной инфракрасной обсерватории WISE ученые смогли обнаружить более 200 структур, напоминающих ударные волны.

    «Некоторые звезды приобретают большую скорость, когда их парные звезды погибают со взрывом сверхновой и выталкивают их прочь. Другие получают ускорение, покидая переполненные звездные скопления. Гравитационное ускорение увеличивает скорость движения звезды относительно остальных звезд». – говорит Уильям Чик, астроном из Университета Вайоминга.

    Наше Солнце движется по галактике с умеренной скоростью, и ученые пока не знают, есть ли перед ним ударная волна. На инфракрасном снимке телескопа WISE ниже показана Дзета Змееносца – яркая голубая горячая звезда. Ее масса примерно в 20 раз превышает массу Солнца. Дзета Змееносца движется вокруг центра галактики со скоростью на 24 км в секунду выше, чем галактические газ и пыль в том же районе. Перед ней образовалась мощная ударная волна.

    Из 200 найденных учеными ударных волн было отобрано 80 кандидатов, для которых были проведены дополнительные астрономические наблюдения. Выяснилось, что в большинстве случаев за появление волн отвечают массивные звезды, слабо видимые в оптическом диапазоне из-за окружающих их газа и пыли. В остальных случаях изогнутые космические структуры связаны с газопылевыми облаками около зарождающихся звезд.

    Параллельно еще одна группа ученых проводила обратное исследование. Астрономы из Аргентинского института радиоастрономии использовали данные Спитцера и WISE для того, чтобы подтвердить наличие ударных волн у массивных звезд, обладающих большой скоростью.

    Ссылка: www.jpl.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы объяснили нехватку воды на горячих юпитерах наличием облачности

    На сегодняшний день известно почти две тысячи планет, находящихся около других звезд. Из них выделяется довольно большая группа крупных экзопланет, газовых гигантов, по своим характеристикам похожих на наш Юпитер, но вращающихся очень близко к своим звездам. Их иногда называют горячими юпитерами. По мере накопления данных о таких планетах ученые столкнулись с проблемой: наблюдаемое количество водяных паров в атмосферах многих горячих юпитеров оказалось меньше, чем предсказывают наши теории, описывающие процесс формирования атмосфер газовых гигантов. Расположенные близко к своим звездам планеты сложно фотографировать, поскольку отраженный от них свет не заметен в свете звезды. Из-за этого телескоп Хаббл снял лишь несколько таких планет.

    Международная группа астрономов под руководством Дэвида Синга из Университета Экстера (Великобритания) составила новый спектроскопический каталог горячих юпитеров, орбиты которых проходят между их звездами и Землей. Такие траектории движения планет позволяют изучать их транзитным методом, при котором планета периодически заслоняет свет звезды, а в начале и конце транзитных периодов свет проходит через атмосферу планеты и фиксируется нашими телескопами. В эти моменты от химического состава атмосферы зависит, какая часть светового спектра пройдет и достигнет Земли, а какая будет поглощена.

    Комбинируя данные с космических телескопов Хаббл и Спитцер, астрономы получили данные о проницаемости атмосфер планет в видимом и инфракрасном диапазонах. По разнице в измеренных размерах экзопланет в двух диапазонах ученые определили наличие облаков в их атмосферах: при наличии облачности атмосфера становится непроницаемой для видимого света, и в данных Хаббла планета кажется крупнее, чем на инфракрасных снимках Спитцера.

    В полученном каталоге из десяти экзопланет удалось заметить связь между наличием облаков и нехваткой воды. Это означает, что, вероятно, облачность в верхних слоях атмосферы на таких планетах просто скрывает насыщенные водой слои, лежащие ниже, и никакой проблемы нехватки воды в действительности не существует. Альтернативная теория может предположить, что горячие юпитеры формируются в лишенной воды среде, но это потребовало бы переосмыслить наши теории планетообразования.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Остается неделя до запуска телескопа-демонстратора LISA Pathfinder

    Вчера в европейском космическом центре во Французской Гвиане была завершена сборка головной части ракеты «Вега». На 7:15 мск 2 декабря запланирован запуск на орбиту экспериментального научного спутника LISA Pathfinder, цель которого – продемонстрировать работоспособность технологий, необходимых для поиска гравитационных волн методом лазерной интерферометрии в космосе.

    Гравитационные волны – одно из последних предсказаний Общей теории относительности, которые пока не удалось подтвердить экспериментально. Упрощенно говоря, гравитационные волны представляют собой распространяющиеся с определенной скоростью флуктуации пространства, которые создаются массивными объектами. Косвенно в пользу существования этого явления свидетельствуют наблюдения эволюции двойных радиопульсаров, но для уверенности ученым необходимо зарегистрировать сигнал напрямую. Проблема заключается в том, что возможностей даже самых чувствительных современных детекторов не достаточно для того, чтобы зафиксировать очень слабый эффект воздействия гравитационных волн на среду.

    Существуют различные наземные установки для поиска гравитационных волн, например детектор LIGO в США или VIRGO в Европе. В марте 2014 года американские ученые, работающие с детектором BICEP2 в Антарктиде, объявили, что обнаружили в реликтовом излучении Вселенной свет с B-модой поляризации, что указывает на существование гравитационных волн. Увы, год спустя открытие было подвергнуто сомнению.

    Существует концепция первого космического детектора гравитационных волн – лазерного интерферометра eLISA (Evolved Laser Interferometer Space Antenna), состоящего из связанных в сеть трех космических аппаратов. Он сможет находить гравитационные волны, создаваемые сверхмассивными черными дырами, напрямую измеряя «длину» их рукавов. Чтобы исключить влияние негравитационных сил и солнечного ветра, научная аппаратура космических аппаратов будет «плавать» внутри контейнеров без жесткого закрепления на платформе. Для измерения расстояния между спутниками и их координат спутников потребуются сверхточные датчики. Кроме того, необходимо управлять ориентацией космических аппаратов с очень высокой точностью. Проект является назвать крайне сложным с технической точки зрения. Из-за этого – а также из-за недофинансирования – его реализация может состояться только в 2030-х годах.

    Целью аппарата LISA Pathfinder станет не поиск гравитационных волн как таковых, а проверка некоторых технологий, необходимых для проекта eLISA. На нем планируется отработать последние технологии по минимизации влияния внешних сил на научные приборы. Эта система получила название DFACS – Drag-Free Attitude Control System (безинерционная система управления положением). С ее помощью аппарат будет поддерживать свое положение относительно двух золото-платиновых массовых имитаторов научных приборов, на которые не должны воздействовать никакие внешние силы. Аккуратная ориентация в пространстве будет обеспечиваться газовыми рулевыми двигателями, разработанными для телескопа Gaia.

    LISA Pathfinder имеет массу 1910 кг. Дорога до рабочей орбиты вокруг Солнца в точке Лагранжа L1 и период предварительных проверок оборудования займут три месяца. На научные операции отведено полгода.

    Космическая лента

    Обсудить

  • Астрономы сфотографировали молодые планеты в процессе образования

    Американские ученые провели съемку системы молодой звезды LkCa 15, на которой запечатлен газопылевой диск с формирующимися в нем планетами. Статья об этом исследовании была опубликована в журнале Nature 18 ноября. Данная съемка стала первым случаем, когда находящиеся в процессе формирования из газа и пыли планеты удалось сфотографировать напрямую.

    Звезда LkCa 15 находится в 450 световых годах от нас. Она, как и Солнце, относится к типу желтых карликов, но возраст LkCa 15 составляет всего 2 млн лет (для сравнения, наша звезда появилась около 4,6 млрд лет назад). Вокруг LkCa 15, как это часто бывает у молодых звезд, находится диск из вращающегося горячего газа и пыли. Из этого вещества, как считают ученые, и образуются планеты.

    В ходе предыдущих исследований в газопылевом диске около звезды LkCa 15 были отмечены пробелы. Считается, что такие следы создают планеты, которые «расчищают» пространство вокруг своих орбит. Более того, асимметрии и тепловые аномалии в газе свидетельствовали о влиянии планет на диск. В 2011 году по этим косвенным признакам ученые сделали вывод о существовании планеты LkCa 15b – газового гиганта, расположенного на расстоянии 16 астрономических единиц от звезды (в Солнечной системе он находился бы между орбитами Сатурна и Урана).

    Сейчас ученые из Аризонского университета получили снимки системы LkCa 15, сделанные 8,4-метровым Большим бинокулярным телескопом (LBT, Large Binocular Telescope) с адаптивной оптикой. На фотографиях на предполагаемой орбите LkCa 15b были зафиксированы альфа-водородные фотоны, которые должны выделяться при падении сильно нагретого вещества на молодые планеты. Это стало подтверждением наличия планеты на этой орбите. Более того, в другом промежутке в газопылевом диске была обнаружена планета LkCa 15c. Ученые предполагают, что около этой звезды есть и третья планета – LkCa 15d.

    Таким образом, гипотеза, связывающая строение газопылевых дисков в молодых звездных системах с наличием в них планет, получила веское подтверждение. В дальнейшем наблюдение за дисками более удаленных звезд, для которых провести прямую съемку не представляется возможным, позволит с большой вероятностью предполагать наличие около них планет.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Астрономы предлагают новую шкалу определения перспективности экзопланет

    В ближайшие десять лет в распоряжении ученых появятся новые сверхмощные телескопы – космическая обсерватория им. Джеймса Вебба (2018 г.), американский Тридцатиметровый телескоп на Гавайях (2022 г.), Экстремально большой телескоп E-ELT Европейской южной обсерватории (2024 г.) и другие. Вместе с ними количество экзопланет, доступных для изучения, и объем получаемой информации об этих телах заметно вырастут. Поэтому уже сейчас астрономы предлагают методы оценки и сравнения потенциальной пригодности экзопланет для поддержания жизни. Новая шкала, названная «индекс обитаемости для транзитных экзопланет», была подготовлена учеными из Лаборатории виртуальной планетологии Вашингтонского университета – профессорами Рори Барнсом, Викторией Мидоуз и ассистентом Николем Ивансом.

    «Мы предлагаем метод, который позволяет взять доступные данные наблюдений и разработать схему приоритетов». – поясняет Барнс. – «Например, имея сотни доступных для наблюдения целей, мы можем сказать: «Окей, давайте начнем с этой».

    Космический телескоп Кеплер, запущенный в 2009 году, сделал доступными для обнаружения тысячи планет за пределами Солнечной системы. Телескоп Вебб позволит изучать состав атмосфер небольших экзопланет, имеющих твердую поверхность.

    Один из самых распространенных методов поиска экзопланет – транзитный. Тела, вращающиеся вокруг далеких звезд, фиксируются благодаря периодическому снижению интенсивности излучения звезды во время пролетов тела между звездой и телескопом. Именно этот метод использовал телескоп Кеплер. После поломки в 2012 году он функционирует в очень ограниченном режиме. Однако уже в 2017 году НАСА планирует запустить новый телескоп для поиска экзоплангет транзитным методом, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Благодаря ему, как надеются ученые, количество известных экзопланет вырастет на несколько тысяч. Большим шагом вперед станет использование транзитной спектроскопии на телескопе Вебб – именно эта технология позволит анализировать состав атмосфер экзопланет.

    Наблюдательное время любых обсерваторий стоит дорого. Традиционно приоритет получают более интересные с научной точки зрения проекты. Простейшим признаком потенциальной обитаемости экзопланет сейчас является ее попадание в так называемую «обитаемую зону» – область пространства вокруг звезды, в котором количество поступающего от звезды тепла позволяет воде на поверхности планеты существовать в жидком виде. Концепция «обитаемой зоны» часто подвергается критике, поскольку она не является достаточным (а, возможно, и необходимым) фактором для формирования условий для жизни. Например, в Солнечной системе в эту зону попадают помимо Земли еще две планеты – Венера и Марс.

    Среди известных ученым планет за пределами Солнечной системы сотни попадают в «обитаемую зону». Сейчас американские ученые предлагают использовать балльную систему оценки перспективности экзопланет. В действительности она основана на том же принципе, что и «обитаемая зона», т. е. анализирует тепловую обстановку на поверхности планеты. Однако астрономы разработали индекс, который учитывает сразу несколько параметров. Во-первых, это оценка вероятности того, что планета имеет твердую поверхность (согласно последним исследованиями, даже планеты средних размеров – так называемые суперземли – в действительности могут быть по своей природе ближе к газовым гигантам). Второй параметр –альбедо, он связан с особенностями того, как планета отражает свет. Третий параметр – округлость орбиты. Она влияет на то, сколько энергии получает планета от своей звезды. Последние два параметра противодействуют друг другу: чем больше света отражается то планеты в космос, тем меньше тепла она получает. С другой стороны, чем больше эксцентриситет орбиты (т. е. чем она менее округлая), тем больше энергии планета получает при пролете около звезды.

    По словам Барнса, если планета, находится ближе к внутренней границе «обитаемой зоны», она должна иметь высокое альбедо, чтобы охлаждаться за счет излучения лишнего тепла. С другой стороны, среди более удаленных планет перспективными будут те, которые имеют более низкую отражающую способность и более высокий эксцентриситет орбиты.

    Барнс, Мидоуз и Иванс попробовали применить свой индекс для ранжирования планет, найденных при помощи телескопа Кеплер между 2009 и 2012 годами. Общий вывод гласит, что наибольшие шансы на зарождение жизни имеют планеты, получающие от 60 до 90% того тепла, которое получает Земля от Солнца. Такой вывод в очередной раз инициирует вопросы о корректности идеи «обитаемой зоны». Полностью статья будет опубликована в журнале Astrophysical Journal.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Галактика EGS8p7 получила звание самого удаленного объекта от Солнца

    Команда ученых из Калифорнийского технологического института в последние несколько лет занималась поиском рекордно древних галактик. В статье, опубликованной 28 августа 2015 года в журнале Astrophysical Journal Letters, они описывают галактику EGS8p7, возраст которой составляет более 13,2 млрд лет. Это делает ее наиболее удаленным от нас объектом такого рода, а также ставит вопросы об условиях ее образования.

    В первой половине этого года EGS8p7, обнаруженная при помощи космических телескопов Хаббл и Спитцер, была названа перспективным объектом для углубленного изучения. Дальнейшие исследования, в ходе которых астрономы использовали инфракрасный спектрометр обсерватории Кек, позволили установить красное смещение в излучении этой галактики. Оно составило 8,68. Галактика, ранее удерживающая титул наиболее далекого объекта, имела красное смещение 7,73. Обычно красное смещение используется для определения расстояния до объектов в космосе, однако на больших расстояниях, на которых находятся наиболее древние объекты, этот метод работает хуже. В первые сотни тысяч лет после Большого взрыва Вселенная была заполнена, кроме фотонов, заряженными частицами – электронами и протонами. Поскольку протоны были отделены от свободных электронов, ранняя Вселенная была непроницаема для света. Спустя примерно 380 тысяч лет после Большого взрыва она остыла в достаточной степени, чтобы электроны и протоны начали соединяться. В этот период появились первые атомы водорода, а свет стал проходить свободно через пространство. Когда возраст Вселенной составлял около полумиллиарда лет, из облаков повторно ионизированного нейтрального газа (т. е. лишившегося электронов) начали формироваться галактики.

    До реионизации, однако, сохранявшиеся скопления нейтрального водорода поглощали часть излучения галактик, включая так называемую спектральную линию Лаймана-альфа. Она важна, потому что является признаком нагрева водорода от ультрафиолетового излучения молодых звезд. Линия Лаймана-альфа используется для поиска регионов звездообразования.

    Теоретически, в излучении галактики EGS8p7 не должно наблюдаться линии Лаймана-альфа. К удивлению астрономов, в данных обсерватории Кек излучение в этой части спектра присутствует, несмотря на то, что красное смещение галактики соответствует тому времени, когда Вселенная была заполнена облаками непроницаемого для него нейтрального водорода.

    Объяснить это несоответствие можно предположением о том, что реионизация во Вселенной происходила не равномерно и не одновременно. Некоторые наблюдаемые древние галактики настолько яркие, что должны были формировать пузырь ионизированных атомов водорода вокруг себя. Галактика EGS8p7 также является очень яркой. Излучение необычно горячих звезд в ней могло создать ионизированный пузырь намного раньше, чем у большинства галактик того времени.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Ученые обнаружили не предсказанную Стандартной моделью особенность распада лептонов

    Стандартная модель – теоретическая конструкция в физике, которая описывает характеристики элементарных частиц, их поведение и то, как они взаимодействуют между собой. Уже несколько десятков лет она работает, не претерпевая существенных изменений, а недавно ученым удалось подтвердить существование предсказанного моделью бозона Хиггса. Эта теория имеет существенные недостатки: она не включает в себя гравитацию и лишь описывает, но не объясняет устройство субатомного мира. Поэтому ученые постоянно пытаются «штурмовать» Стандартную модуль в надежде найти в ней нарушения.

    Недавно команда физиков из Университета Мэриленда и других научных учреждений, работающих с детектором LHCb на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, обнаружила распады лептонов, которые происходят не точно таким способом, который предсказывается Стандартной моделью. Статья об этом открытии будет напечатана в журнале Physical Review Letters 4 сентября 2015 года.

    В классификации лептонов выделяются три поколения. Ученые изучали данные наблюдений за распадом B-мезонов, в результате которого образуются более легкие частицы, и в том числе – два типа лептонов, тау-лептоны и мюоны, относящиеся, соответственно, ко второму и третьему поколениям. В отличие от своего родственника по семейству лептонов, электрона (первое поколение), эти частицы нестабильны и за малую долю секунды распадаются.

    В Стандартной модели существует понятие лептонной универсальности. Благодаря этому свойству связь лептонов с калибровочными бозонами (частицами, отвечающими за взаимодействие) не зависит от поколения, то есть с точки зрения слабого и электромагнитного взаимодействия электрон неотличим от мюона и тау-лептона. Следствием лептонной универсальности является то, что распад тау-лептонов и мюонов должен происходить с одинаковой скоростью с поправкой на разницу в их массах. На БАКе же команда физиков обнаружила маленькое, но заметное отклонение от предсказанной скорости распада. Это может происходить в результате влияния на процесс распада каких-то новых, пока еще не открытых учеными сил. «Стандартная модель предсказывает, что наш мир взаимодействует со всеми лептонами одинаково. В нем царит демократия. Но нет гарантии, что это правило останется истинным, если мы откроем новые частицы или новые силы». – говорит ведущий автор исследования Хасан Явахери. – «Лептонная универсальность закреплена в Стандартной модели. Если мы подтвердим, что она нарушается, можно будет говорить об обнаружении не-стандартной физики».

    Данные эксперимента на Большом адронном коллайдере согласуются с предыдущим исследованием мезонного распада, который проводился в эксперименте BaBar на Стенфордском линейном ускорителе в 1990-х годах. На этом эксперименте производились столкновения электронов, тогда как в БАКе изучаются продукты взаимодействия высокоэнергетических протонов. По словам физика и соавтора исследования Брайана Гамильтона, эксперименты проводились в абсолютно разных условиях, но указывают на одинаковую физическую модель. Независимое подтверждение наблюдений добавляет вес обоим открытиям и минимизирует возможность ошибки из-за некорректной работы оборудования.

    Оба результата, вместе взятые, дают крайне перспективную основу для дальнейших экспериментов, хотя сами по себе пока не доказывают нарушение Стандартной модели. На детекторе LHCb в течение нескольких лет будет проводиться модернизация, которая позволит научной группе провести ряд новых измерений.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Поставка телескопа для обсерватории «Спектр-РГ» откладывается на четыре месяца

    Доставка рентгеновского телескопа eRosita из Германии для орбитальной обсерватории «Спектр-РГ» состоится не ранее февраля 2016 года. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на анонимный источник в космической отрасли. Ранее доставка прибора планировалась на октябрь 2015 года.

    «Спектр-РГ» – международный научный проект в области астрономии. Космический аппарат «Спектр-РГ» разрабатывается в НПО им. Лавочкина на базе универсальной платформы «Навигатор» («Спектр-Р», «Электро-Л»). Он должен будет нести два ключевых научных прибора на борту, российский гамма-телескоп APT-XC и рентгеновский телескоп eROSITA, разработкой которого занимается Институт им. Макса Планка в Германии. Для вывода аппарата в космос будет использована ракета «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М». Рабочее положение обсерватории – в точке либрации L2 системы Земля-Солнце.

    Задачами обсерватории являются обзор неба в рентгеновском и гамма диапазонах электромагнитного спектра, поиск скоплений галактик, изучение чёрных дыр, нейтронных звёзд, вспышек сверхновых и галактических ядер. Полная научная программа займет 7 лет. Из них четыре года придется на широкий обзор всего неба, оставшиеся три – на точечный обзор отдельных объектов.

    Впервые начало работы обсерватории было отложено на существенный срок в 2014 году, т. е. менее чем за год до запуска. Тогда стало известно, что обсерватория отправится в космос не ранее 2016 года. Позднее предполагаемый старт сдвинулся на первый квартал 2017 года. В связи с этим заместитель директора ИКИ РАН Михаил Павлинский пояснял, что перенос запуска связан с необходимостью переработки схемотехники приборов. Она возникла из-за разницы в работе обычных и радиационно стойких программируемых логических интегральных схем, которые использовались разработчиками в ходе создания и отработки телескопа eRosita. Об этом не было заявлено производителем ПЛИС, но разницу помогла выявить наземная отработка штатных летных приборов.

    В последние месяцы представители ИКИ РАН, НПО им. Лавочкина и Роскосмоса не комментировали возможную дату запуска «Спектра-РГ». Неизвестно, как на нее может повлиять дополнительная отсрочка в поставке германского телескопа.

    Ссылка: tass.ru

    Обсудить

  • Получена прямая фотография рекордно маленькой экзопланеты

    Как известно, почти все известные нам планеты за пределами Солнечной системы были обнаружены с использованием косвенных методов, однако есть и исключения. Недавно при помощи Южного телескопа Джемини в Чили (подробнее в заметке 2014 года) была получена новая сделанная напрямую фотография экзопланеты. Статья об этом появилась 13 августа в журнале Science. «Горячий юпитер» 51 Эридана b находится в 96 световых годах от нас в созвездии Эридана. Его масса всего в полтора раза больше массы нашего Юпитера, что делает эту планету самой маленькой экзопланетой, которую удалось сфотографировать напрямую. Расстояние от звезды 51 Эридана до планеты составляет 13,2 астрономические единицы (1 а. е. – среднее расстояние от Земли до Солнца). Возраст планеты – всего около 20 млн лет. Средняя температура атмосферы, состоящей преимущественно из метана и паров воды, составляет около 650 градусов Цельсия.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Медленная смерть Вселенной

    Международная группа астрономов исследовала выборку из более 200 тысяч галактик и измерила энергию, генерируемую в большой области пространства с большей точностью, чем когда-либо ранее. Таким образом получены более надежные данные об энерговыделении в окружающей нас области Вселенной. Эти данные подтверждают, что энергия, производимая в единице объема Вселенной сегодня, составляет всего примерно половину от той, которая выделялась два миллиарда лет назад. Это ослабление энерговыделения произошло на всех длинах волн электромагнитного спектра, от ультрафиолетовой до далекой инфракрасной области. Вселенная медленно умирает.

    Читать далее...

    Ссылка: www.eso.org

    Обсудить

  • Самые красивые экзопланеты

    Экзопланетами называют планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы. К 2015 году ученым известно уже несколько тысяч экзопланет. Почти все они были обнаружены по косвенным признакам при помощи транзитного, допплеровского, гравитационного и других методов. Во всех этих методах астрономы наблюдают за звездой и по изменению каких-то ее параметров предполагают наличие рядом с ней планеты.

    В то же время, небольшое количество экзопланет было сфотографировано напрямую. В основном это газовые гиганты либо коричневые карлики, которые являются скорее не планетами, а неразвившимися звездами. Все сфотографированные тела находятся на сравнительно небольшом удалении от Солнца. Через несколько лет, когда будет введен в строй космический телескоп Джеймс Вебб (2018) и появятся проектируемые сейчас гигантские оптические телескопы (американский TMT на Гавайях и европейский E-ELT в Чили планируется достроить в 2022-2024 годах), количество снятых напрямую экзопланет увеличится. А пока редакция «Космической ленты новостей» выбрала пять самых симпатичных планет, которые можно увидеть хорошо вооруженным взглядом с Земли.

    Примечание. Экзопланеты получают свои имена путем добавления малой буквы латинского алфавита к названию звезды, рядом с которой они находятся. Буквы назначаются в порядке обнаружения планеты, «а» закреплена за звездой, хотя обычно опускается. Например, суперземля HD 156668 b – первая планета, обнаруженная в системе звезды HD 156668. Если там будет обнаружена еще одна планета, она получит название HD 156668 c.

    1. Глизе 504 b (GJ 504b). Снимок газового гиганта с массой в четыре раза больше массы Юпитера был получен обсерваторией Кек на Гавайях в 2011 году. Система Глизе 504 (или 59 Девы) находится в 57 световых годах от нас. Радиус орбиты планеты составляет 43,5 астрономических единицы. Это больше, чем у Плутона. В то же время, если вы оптимист, ничто не мешает предположить, что со временем на орбите газового гиганта появится множество спутников с подповерхностными океанами, как у нашего Юпитера.

    2. Фомальгаут b – подтвержденное космическое тело рядом со звездой главной последовательности Фомальгаут (HD 216956) в созвездии Южная Рыба в 25 световых годах от нас. Его масса превышает массу Юпитера менее чем в два раза, что делает эту экзопланету самой маленькой из всех, обнаруженных напрямую. Природа этого объекта, удаленного от звезды на 116 а. е., остается неясной. Некоторые астрономы считают, что на снимках телескопа Хаббл мы наблюдаем облако обломков, образовавшееся в результате недавнего столкновения кометы и астероида. В то же время, подавляющее большинство ученых все-таки склоняется к мысли о том, что Фомальгаут b – это планета. Нужно отметить, что Фомальгаут является очень молодой звездой, вокруг которой все еще сохраняется газопылевой диск. Кроме того, факт того, что крупная планета может существовать на такой удаленной орбите, весьма любопытен. Тут можно вспомнить предположения некоторых астрономов, что на удалении в несколько сотен а. е. от Солнца существует одна или даже несколько «карликовых» планет, размеры которых сравнимы с размерами Земли.

    3. Сразу четыре газовых гиганта было обнаружено рядом с очень молодой звездой HR 8799. Свет от нее доходит до Земли за 129 лет. На инфракрасном снимке гавайского телескопа Кек видны они все. Радиус орбит планет составляет 14,5 (HR 8799 e), 24 (HR 8799 d), 38 (HR 8799 c) и 68 (HR 8799 b) а. е. Самая удаленная экзопланета HR 8799 b имеет массу в пять масс Юпитера, остальные – около семи. В системе HR 8799 есть два пояса обломков, внутренний (виден около звезды) и внешний, за пределами орбиты самой отдаленной экзопланеты. Внешний «пояс Койпера» HR 8799 является одной из самых крупных известных структур подобного рода. Говорить даже о гипотетическом наличии жизни на спутниках планет-гигантов в системе HR 8799 пока не приходится. Для этого необходимо подождать несколько миллиардов лет.

    4. Еще один газовый гигант с массой 7 масс Юпитера – Бета Живописца b (Beta Pictoris b, GJ 219 b). Бета Живописца тоже крайне молодая звезда, она удалена на 63 световых года от нас. Планета находится на орбите с радиусом 9 а. е., имеет собственный радиус около 1,9 радиуса Юпитера и температуру поверхности около 1600 градусов Кельвина. Такая высокая температура вообще характерна для молодых планет. Бета Живописца b была сфотографирована в 2003 году европейской обсерваторией VLT в Чили, однако ученые обнаружили ее на снимке только спустя пять лет после этого благодаря новой технологии обработки изображений.

    5. 2M1207 b – объект массой 6-10 масс Юпитера, находящийся на орбите коричневого карлика 2M1207 в созвездии Центавра в 170 световых годах от Земли. Он был сфотографирован инфракрасным спектрометром телескопа VLT в Чили в 2004 году. Любопытно, что яркость горячего газового гиганта всего в сто раз ниже светимости несостоявшейся звезды, вокруг которой он вращается. Радиус орбиты 2M1207 b – 40 а. е. Предполагается, что температура на поверхности 2M1207 b должна составлять около 1600 К. Однако теоретические модели предсказывают, что при такой температуре светимость планеты должна быть на порядок больше, чем мы наблюдаем в реальности.

    Космическая лента

    Обсудить

  • Астрономы нашли джеты у молодого коричневого карлика

    Коричневые карлики – космические тела, занимающие промежуточное положение между звездами и планетами-гигантами. Считается, что в них начинаются термоядерные реакции синтеза ядер лёгких элементов (дейтерия, лития, бериллия, бора), но не ядер водорода. После исчерпания запасов лёгких элементов, термоядерные реакции в коричневых карликах прекращаются. Обычно масса карликов лежит в диапазоне от 12 до 80 масс Юпитера.

    Существование этих тел было предсказано еще в 1960-х годах. Подтвердить теорию удалось в 1994 году. С тех пор ученых интересовало, как происходит формирование этих тел: аналогично планетам или аналогично звездам. Звезды формируются при гравитационном коллапсе космического газа и пыли. Из полюсов молодых звезд исходят джеты (релятивистские струи веществ), а вокруг них образуется собственный газопылевой диск. Впоследствии в этом диске появляются планеты, также благодаря гравитационным силам.

    Недавно астрономы, работающие с американской радиоинтерферометрической лабораторией Very Large Array (Очень большой массив), смогли наблюдать струи вещества, исходящие из формирующихся коричневых карликов. Таким образом, им впервые удалось получить прямые подтверждения тому, что процессы, происходящие во время образования коричневых карликов, по своей природе похожи на процессы внутри формирующихся звезд.

    Обсерватория VLA собирала информацию о регионе звездообразования, который находится примерно в 450 световых годах от Земли в созвездии Тельца. Среди обнаруженных там коричневых карликов ученые выделили четыре, обладающие джетами. Молодой возраст коричневых карликов, у которых обнаружены джеты, был подтвержден при помощи космических обсерваторий Спитцер и Гершель.

    «Это первый случай, когда джеты были обнаружены у коричневых карликов на такой ранней стадии развития». – отмечает Оскар Мората из Института астрономии и астрофизики Тайваньской Академии Синика. – «Нам удалось обнаружить рекордно маленькие объекты, которые, вероятно, формируются аналогично звездам».

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Обнаружение планеты у звезды Каптейн могло быть ошибкой

    Год назад ученые сообщили, что им удалось обнаружить две экзопланеты около звезды Каптейн (HD 33793 a), расположенной в 13 световых годах от Солнца. Каптейн интересен не только тем, что находится относительно близко от нас, но и своим впечатляющим возрастом. Звезда существует уже 11,5 млрд лет, при том, что вся Вселенная зародилась 13,75 млрд лет назад. Она относится к относительно холодным красным карликам М-класса. Не удивительно, что обнаружение планеты в так называемой «зоне обитаемости» Каптейна вызвало интерес.

    В прошлом европейские ученые, используя инструменты обсерватории La Silla в Чили, нашли две экзопланеты рядом с HD 33793. Открытие было подтверждено обсерваториями Las Campanas и Кек. Первая планета (HD 33793 b), как предполагается, в пять раз тяжелее Земли и находится на орбите с периодом обращения 48 дней. Вторая экзопланета (HD 33793 с) в семь раз массивнее Земли, год на ней составляет 122 дня. Для поиска экзопланет был использован метод Доплера, при котором ученые анализируют спектроскопическое изменение радиальной скорости звезды, вызываемое, как предполагается, взаимодействием с планетой.

    Недавно в журнале Astrophysical Journal Letters была опубликована новая статья, посвященная звезде Каптейн и ее планетам. В ней Пол Робертсон из Пенсильваннского государственного университета считает, что обнаружение планеты Каптейн b могло быть ошибкой интерпретации данных наблюдений, и обнаруженные в прошлом году доплеровские колебания могут быть вызваны активностью звезды.

    Звездные пятна, аналогичные пятнам на Солнце, могут создавать картину наблюдений, которую можно перепутать с признаками наличия планеты. «Основываясь на нашем анализе магнитной активности звезды, мы установили, что ее период обращения вокруг своей оси соответствует ровно трем орбитальным периодам так называемой планеты b». – говорит Робертсон. – «Теоретическое моделирование показало – и последующие наблюдения подтвердили, – что звезда может создавать доплеровские сигналы в целых долях ее периода обращения (половина, треть и т. д.). Более того, измерения магнитной активности звезды коррелируют с доплеровскими смещениями, которые должны вызываться наличием планеты b. В связи с этим, простейшим объяснением наблюдаемой картины является то, что периодичные доплеровские колебания вызываются активностью самой звезды, а не наличием планеты на ее орбите».

    Ссылка: www.universetoday.com

    Обсудить

  • Астрономы обнаружили водородный хвост у экзопланеты

    Космический телескоп Хаббл помог ученым подтвердить существования водородного облака, исходящего из планеты класса «горячий Нептун» у звезды Глизе 436 (GJ 436, Glise 436). Гигантский кометоподобный хвост протяженностью около 50 диаметров самой звезды, выдуваемый с планеты ее радиацией, получил название «Бегемот».

    Глизе 436 находится на небольшом расстоянии от Солнца – всего около 30 световых лет. Планета Глизе 436b расположена очень близко к звезде. Радиус ее орбиты составляет примерно 3,2 млн км, а период обращения равен 2,6 земным дням. Масса планеты, по подсчетам ученых, должна быть около 23 масс Земли. Возраст Глизе 436b составляет не менее 6 млрд лет, но может достигать и в два раза большего значения. Это делает ее достаточно старым космическим телом.

    В прошлом феномен образования водородного облака не наблюдался у относительно небольших планет. Новое открытие может иметь далеко идущие последствия. Известно много планет, которые называют горячими суперземлями. Это тела массой 3-10 масс Земли, обычно расположенные вблизи звезды. Как предположили астрономы, они могли образоваться из горячих нептунов при выдувании водородной атмосферы солнечной радиацией. «Это облако очень впечатляет». – говорит автор исследования, Дэвид Эринрейх из Обсерватории Женевского университета. – «Сейчас испарение планете не угрожает. Однако мы знаем, что звезда, которая относится к классу красных карликов, в прошлом была гораздо более активной. Это означает, что в первые миллиарды лет своего существования планета испарялась гораздо активнее под действием сильной радиации молодой звезды. В целом, по нашему мнению, она могла потерять за прошедшие годы до 10% своей атмосферы».

    По словам Эринрейха, облако не отражает свет в видимом диапазоне, а ультрафиолетовое излучение, как известно, не проникает через атмосферу Земли. Поэтому обнаружить облако удалось благодаря использованию ультрафиолетовой камеры орбитального телескопа Хаббл. На космических снимках планета превратилась в настоящего бегемота, растянувшегося по орбите: по всей видимости, звездный ветер GJ 436 недостаточно силен, чтобы быстро сдувать водород с орбиты.

    Аналогичный процесс с образованием испаряющегося хвоста мог происходить и на Земле на ранних этапах развития Солнечной системы, когда атмосфера нашей планеты была богата водородом.

    Полное испарение не угрожает атмосфере планеты Глизе 436b, однако его механизм заинтересовал ученых. В ближайшие годы они намерены изучить больше горячих нептунов и горячих суперземель в ультрафиолетовом диапазоне, чтобы подтвердить или опровергнуть связь между планетами этого типа.

    Кроме того, анализ ультрафиолетового излучения может оказаться полезен при поиске следов океанов на землеподобных (по своим размерам) планетах. Сейчас обнаружить молекулы воды на снимках экзопланет очень сложно, поскольку концентрация паров воды в атмосферах невелика. Однако под действием солнечной радиации вода должна распадаться на кислород и относительно легкий водород, который будет выдуваться из атмосферы. Если мы обнаружим испаряющееся облако водорода вокруг экзопланет, по своим размерам сравнимых с Землей, это может быть свидетельством наличия воды на их поверхности.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы нашли сотни сверхтусклых галактик

    В 2014 году астрономам удалось найти 47 необычных галактик, которые излучали гораздо меньше света, чем полагается галактикам их размеров. В этом году группа ученых из США и Японии, анализируя архивные данные телескопа Субару, смогла подтвердить существование еще 854 галактик этого типа в скоплении Кома. Предполагается, что появление сверхтемных галактик напрямую связано с особенностями среды в скоплении. По словам Джина Коды, одного из авторов исследования, эти галактики, скорее всего, окутаны чем-то массивным.

    Темные галактики выглядят исключительно разряженными для своих объемов. многие из них по размерам сравнимы с нашим Млечным путем, однако содержат в тысячу раз меньше звезд. Даже в обычных галактиках масса звезд и планет не достаточна для того, чтобы гравитационные силы удерживали их от разлета. Существование галактик ученые объясняют наличием невидимой темной материи, которая своим присутствием компенсирует недостаток гравитации. В сверхтусклых галактиках темной материи должно быть гораздо больше. Кроме того, что-то должно защищать их от обнаруженных астрономами приливных сил, действующих в галактическом скоплении Кома. В связи с этим в своем исследовании ученые предполагают, что в массе сверхтусклых галактик доля темной материи составляет более 99%.

    Данные, собранные обсерваторией Субару, свидетельствуют о том, что в темных галактиках есть старые звезды. Кроме того, они равномерно распределены в пространстве скопления между галактиками обычной яркости. Астрономы считают это признаками того, что сами тусклые галактики должны стабильно существовать уже длительное время, не разрушаясь.

    По мнению ученых, на раннем этапе своего развития из-за какого-то катастрофического процесса сверхтемные галактики могли потерять существенную часть газа, из которого формируются звезды. Вероятно, свою роль в этом сыграла среда в скоплении Кома. Возможны различные механизмы потери вещества, включая вытеснение внешним давлением, гравитационное взаимодействие с другими галактиками в скоплении и отток газа, вызванный действием одновременных вспышек сверхновых.

    На снимке ниже в желтых кружках показаны 47 темных галактик, найденных в прошлом году, а в зеленых - новые 854 галактики.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Астрономы измерили плотность небольшой экзопланеты

    Некоторое время назад определение размеров планет, находящихся в десятках и сотнях световых лет от нас, перестало быть фантастикой. Транзитный метод поиска экзопланет позволяет определять их диаметр по количеству света звезды, который они затеняют при прохождении между ней и зеркалом телескопа. Для измерения массы планеты ученые отслеживают колебания положения звезды, вызываемые взаимодействием с вращающейся вокруг нее планетой. Однако эти колебания весьма малы, и для небольших планет, сравнимых с Землей, находятся за пределами чувствительности наших инструментов.

    Недавно американским астрономам удалось впервые измерить массу экзопланеты, по размерам схожей с Марсом. Звезда Кеплер-138 находится в 200 световых годах от нас в созвездии Лиры. Она примерно в два раза меньше Солнца и на 30% холоднее. Вокруг нее вращаются три небольшие планеты, орбиты которых весьма близки друг к другу. Именно эта особенность позволила астрономам определить массу Kepler-138b – ближайшей к звезде планеты.

    Ученые использовали данные наблюдений телескопа Кеплер, чтобы измерить небольшие изменения в периоде обращения Kepler-138b вокруг звезды. «Каждая планета периодически ускоряется и замедляется под влиянием гравитации соседних планет». – поясняет Дэниел Джонтов-Хаттер, ученый из Центра изучения экзопланет Пенсильванского государственного университета. – «Эти небольшие замедления приводят к изменению периода обращения, что позволяет нам измерить массу планеты». Обсерватории, занимающиеся поиском экзопланет транзитным методом, весьма точно замеряют период их обращения вокруг звезды. А близкие орбиты планет в системе Кеплер-138 делают колебания года на них весьма заметными.

    Ученым удалось установить, что Kepler-138b примерно в десять раз легче Земли. Она стала первой малой экзопланетой, для которой нам известны и масса, и размеры, что позволяет вычислить ее плотность. Это очень важно: в результате ученые смогли подтвердить, что она имеет твердую поверхность, как Земля или Марс.

    Оставшиеся две планеты, Kepler-138c и Kepler-138d, по своим размерам превышают первую планету и сравнимы с Землей. Kepler-138c также должна быть твердой, в то время как плотность третьей планеты значительно ниже. По мнению ученых, она не может состоять из тех же пород, что и Земля. В то же время, все три планеты находятся слишком близко к звезде, чтобы на них могла существовать жидкая вода.

    «Существенная разница в плотности двух более крупных планет указывает на то, что не все планеты, похожие на Землю своими размерами, должны иметь твердую поверхность». – говорит Джек Лисауэр, соавтор исследования, планетолог из Исследовательского центра НАСА им. Эймса. – «Дальнейшее изучение малых экзопланет поможет нам лучше понять наблюдаемое разнообразие и определить, являются ли твердые планеты земных размеров широко распространенными или редкими».

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Планеты с гелиевыми атмосферами могут быть распространены в нашей галактике

    За последние годы благодаря новым астрономическим инструментам были обнаружены тысячи экзопланет. Среди них оказалось неожиданно много планет, условно названных горячими нептунами. «В нашей Солнечной системе таких планет нет», – говорит Рэнью Ху, ученый, работающий с телескопом Хаббл в Лаборатории реактивного движения НАСА. – «Но мы считаем, что они могут быть распространены у других звезд».

    Благодаря телескопу Кеплер мы знаем о сотнях планет, по размеру похожих на наш Нептун или немногим меньше его, но находящихся на сверхнизких орбитах. Период обращения вокруг своей звезды у многих из них не превышает 1-2 земных суток. Считается, что в центре таких планет должно находиться твердое или жидкое ядро, окруженное мощной атмосферой, температура в которой достигает 1000 Кельвинов.

    Американские ученые изучали горячие нептуны по данным, собранным космическими телескопами Хаббл и Спитцер. Они предположили, что, поскольку водород при температуре 1000 К будет просто выкипать, наиболее распространенным элементом в атмосфере этих планет станет более тяжелый элемент – гелий. Если это так, то атмосфера горячих нептунов должна иметь бледный цвет. Наш Нептун имеет ярко-синий цвет из-за метана, который поглощает свет красной части спектра. В отсутствие водорода метан (CH4) образоваться не сможет, а углерод начнет образовывать соединения с кислородом. В результате в атмосфере горячих нептунов должны появляться моно- и диоксиды углерода.

    Косвенно эту теорию подтверждают данные, собранные телескопом Спитцер об экзопланете Gliese 436b. Она находится в 33 световых годах от нас в созвездии Льва. На ней присутствует углерод, но не найдено следов метана. Объяснить отсутствие метана проще всего дефицитом водорода. Кроме того, Спитцер обнаружил на Gliese 436b признаки большого количества монооксида углерода (угарного газа).

    Для подтверждения теории астрономам нужно исследовать больше планет, относящихся к классу горячих нептунов. В этом им может помочь как телескоп Хаббл, так и новый Вебб, запуск которого запланирован на 2018 год.

    Ссылка: www.jpl.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы обнаружили стратосферный слой в атмосфере горячей экзопланеты

    Космический телескоп Хаббл зафиксировал наличие стратосферы вокруг раскаленной массивной экзопланеты WASP-33b. Ученые уверены, что по наличию стратосферы можно судить о составе планеты и условиях ее формирования.

    Стратосфера находится выше другого слоя атмосферы, тропосферы, которая теплее у поверхности Земли и охлаждается с высотой. Стратосфера же содержит газы, которые задерживают ультрафиолетовое и видимое излучение, исходящее от звезды, поэтому с высотой ее температура возрастает. На Земле эту роль выполняет озон. Он останавливает ультрафиолетовое излучение Солнца, тем самым защищая жизнь на поверхности планеты. До сих пор ученые не были уверены, что им удастся найти поглощающие УФ-излучение молекулы у горячих планет.

    «Верхние части атмосфер некоторых из этих планет настолько горячи, что они буквально выкипают в космос», – говорит Эви Манделл, планетолог из Космического центра им. Годдарда. – «При таких температурах мы не ожидали найти в атмосферах молекулы, позволяющие сформировать слоистую структуру». В атмосферах Юпитера и Сатурна, как и на Земле, есть стратосферный слой. Излучение Солнца в нем поглощается молекулами углеводородов. Однако ни озон, ни углеводороды не могут существовать при сверхвысоких температурах, которые наблюдаются в атмосферах многих экзопланет.

    Благодаря наблюдениям, проведенным при помощи широкополосной камеры телескопа Хаббл, астрономы обнаружили температурную инверсию – т. е. возрастание температуры с высотой – в атмосфере WASP-33b. Эта планета в 4,6 раза массивнее Юпитера и совершает полный оборот вокруг звезды за 29 земных часов. По мнению ученых, за возрастание температуры на WASP-33b отвечает слой молекул оксида титана. Широкополосная камера №3 Хаббла получает снимки в ближнем инфракрасном диапазоне. Она может использоваться для поисков молекул воды и других газов в атмосферах удаленных планет, а также для определения их температуры.

    Ученые использовали данные Хаббла и более ранних наблюдений, чтобы измерить тепловое излучение паров воды и других газов в атмосфере WASP-33b. им удалось выяснить, что излучение воды образуется в стратосфере при температуре около 3600 градусов Кельвина. Оставшаяся часть теплового излучения образуется в более глубоких слоях атмосферы и имеет температуру 1900 К. Астрономам также удалось найти свидетельства того, что в атмосфере этой экзопланеты присутствует оксид титана – одно из немногих поглощающих ультрафиолетовое излучение веществ, способных сохраняться при такой высокой температуре. «Понимание устройства связей между стратосферой и химическим составом чрезвычайно важно для изучения процессов, происходящих в атмосферах экзопланет». – отмечает Никку Мадхусудан из Университета Кембриджа. – «Наше открытие знаменует собой важный прорыв в этом направлении».

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Ученые измерили массу Млечного пути с рекордной точностью

    За последние десятилетия астрономия проделала большой путь. Мы многое узнали о Солнечной системе, нашей галактике и Вселенной в целом. Несмотря на это, такая важная характеристика, как масса Млечного пути, все еще оценивается весьма приблизительно. Считается, что наша галактика состоит из 100 млрд звезд и имеет диаметр 100-200 тысяч световых лет. Огромное количество звезд и гигантские масштабы галактики усложняют подсчет ее массы. Сейчас разброс оценки общей ее массы составляет от 0,8 до 1,5 триллионов масс Солнца.

    Ученые из США и Великобритании использовали новый метод, позволяющий проанализировать плотность галактики. Они отслеживали потоки звезд, вращающиеся вокруг Млечного пути, но за его пределами. Такие потоки образуются при распаде шаровых скоплений. Отмечается, что, теоретически, их можно использовать не только для оценки массы галактики, но и для уточнения положения Солнца внутри нее.

    «Шаровые скопления – это небольшие группы от нескольких тысяч до миллионов звезд. Они образовались, когда Вселенная была еще очень молодой». – говорит Андреас Коппер из Колумбийского университета. – «Эти скопления вращаются вокруг Млечного пути и постепенно распадаются в течение многих миллиардов лет, оставляя за собой специфический хвост». Этот след, условно напоминающий инверсионный след самолета, хорошо различается на фоне остальных звезд.

    Ученые использовали данные наблюдения за северным полушарием, собранные за 10 лет экспериментом «Слоановский цифровой обзор неба» (Sloan Digital Sky Survey). Они испробовали свою методику на шаровом скоплении, известном как Паломар 5, которое было открыто еще в 2001 году. В результате глубокого анализа данных ученым удалось установить хорошо выраженные и регулярные прогибы в потоке звезд, вызванные неравномерностью гравитационного поля галактики. Моделирование на суперкомпьютере позволило создать ограниченный массив моделей нашей галактики в радиусе 60 тысяч световых лет. В этом объеме масса Млечного пути составляет, с учетом всех возможных моделей, 0,21 трлн масс Солнца с точностью до 20%.

    Для выделения прогибов на потоке Паломар 5 в данных астрономических наблюдений были использованы новые продвинутые статистические алгоритмы. Предыдущие попытки применить этот метод давали слишком неоднозначные результаты.

    В будущем астрономы надеются применить свой метод к другим шаровым скоплениям вокруг Млечного пути, чтобы создать точную гравитационную модель всей нашей галактики. Это, в свою очередь, позволит уточнить наши знания о ее составе, истории происхождения и взаимодействии с другими галактиками.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Стандартная модель вновь подтвердила свою состоятельность

    Стандартной моделью в физике элементарных частиц называют общую модель, описывающую известные виды элементарных частиц, их поведение и взаимодействие. При этом Стандартная модель не объясняет природу происходящих процессов. В ней не описаны гравитация и такие феномены, как темная материя и темная энергия.

    Уже долгое время ученые пытаются выйти за рамки Стандартной модели, выискивая ее изъяны и не описанные в ней частицы. Среди прочего модель предсказывает, что нейтральный Б-мезон (мезоны состоят из двух кварков) в редких случаях может распадаться на парю мюонов (которые, как и электроны, относятся к лептонам). Это чрезвычайно редкое событие может происходить примерно в четырех случаях распада из миллиарда. При этом сами Б-мезоны тоже являются очень редкими и нестабильными частицами. Они образуются либо в искусственных условиях в ускорителях частиц на Земле, либо при взаимодействии высокоэнергетических космических лучей.

    Две группы ученых, работающих в ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере, пытались подтвердить или опровергнуть мюонный распад Б-мезонов. В 2013 году они опубликовали результаты своих исследований. Обе группы не смогли подтвердить факты распада с достаточной доверительной вероятностью. Теперь же, объединив собранные данные в одно исследование, они опубликовали новую работу. Ученым удалось подтвердить, что Б-мезоны действительно в редких случаях распадаются на мюоны, как это и предсказывает Стандартная модель.

    «За несколько десятилетий Стандартная модель успешно проходила экспериментальные испытания много раз. И все-таки, она все еще не отвечает на фундаментальные вопросы о природе Вселенной». – говорят авторы исследования в своем заявлении.

    В прошлом месяце Большой адронный коллайдер возобновил работу после длившейся два года модернизации. До нее он успешно доказал существование бозона Хиггса, частицы, предсказанной в рамках Стандартной модели. Теперь же задачей крупнейшего ускорителя частиц в мире станет поиск и объяснение природы темной материи, которая все еще остается загадкой для ученых.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Ученые составили самую общую карту Вселенной

    Канадские и французские астрофизики создали трехмерную карту Вселенной, которая охватывает почти два миллиарда световых лет и может считаться наиболее полным атласом окрестностей нашей галактики. Считается, что сферическая карта галактических скоплений позволит изучить распределение вещества во Вселенной. «Распределение галактик не является однородным и не подчиняется неким закономерностям». – говорит профессор Майк Хадсон из Отделения физики и астрономии Университета Ватерлоо. – «Мы наблюдаем пики и понижения, как в горной местности. Примерно такая картина должна была образоваться из квантовых флуктуаций ранней Вселенной».

    Работа ученых опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, который является одним из ведущих научных изданий в области астрофизики. На карте светло-голубые и белые области соответствуют регионам повышенной концентрации вещества. Красная область - сверхскопление, известное как Концентрация Шепли – крупнейшее скопление галактик в ближней части Вселенной.

    Как известно, со времен Большого взрыва Вселенная расширялась с ускорением. Это ускорение пока увеличивается, но все медленнее и медленнее. Знание о распределении вещества во Вселенной и его динамике можно использовать, чтобы предсказать, как будет меняться скорость расширения Вселенной в будущем и как много в ней существует темной материи.

    Следующий шаг в исследовании – попробовать измерить движения вещества внутри уже полученной карты.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Астрономы обнаружили странствующие галактики

    Довольно широкой известностью пользуются странствующие планеты. Они мало отличаются от обычных планет по внутреннему устройству, однако по каким-то причинам были выброшены из гравитационного поля своих родных звезд. Такие планеты движутся по собственной орбите вокруг центра галактики. Теоретически, на странствующих планетах даже могла бы существовать жизнь, если тепло их недр в достаточной степени нагревает поверхность.

    Меньшей известностью пользуются беглые звезды. Астрономы обнаружили две дюжины светил, которые покинули галактику, в которой образовались, и странствуют по межгалактическому пространству. Известно также одно странствующее звездное скопление. Теперь же астрономы нашли 11 странствующих галактик.

    «Эти галактики, изгнанные из родных скоплений, ожидает одинокое будущее». – говорит астроном Игорь Чилингарян, сотрудник из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и МГУ им. Ломоносова, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Science. Объект становится странствующим, если он приобретает «скорость покидания». Планета, чтобы покинуть свою звезду, должна набрать третью космическую скорость, звезда, чтобы покинуть галактику – четвертую, и т. д. Четвертая космическая скорость в Млечном пути составляет более 500 км в секунду. Галактика, чтобы покинуть скопление, должна двигаться со скоростью до 3000 км в секунду.

    Чилингарян и его коллега, Иван Золотухин из Института исследования астрофизики и планетологии в Тулузе, занимались поиском новых галактик, относящихся к классу компактных эллиптических. Это относительно небольшие группы звезд. Своими размерами в несколько сотен световых лет они превышают звездные скопления, однако значительно меньше обычных галактик. Для сравнения, наш Млечный путь имеет диаметр около 100 тысяч световых лет и в тысячу раз большую массу.

    Ученым было известно около 30 компактных эллиптических галактик, и все они находились внутри галактических скоплений. Чилингарян и Золотухин использовали в своем исследовании данные проекта SDSS (Sloan Digital Sky Survey, Слоановский цифровой небесный обзор) и космического телескопа GALEX. Им удалось найти почти 200 новых галактик этого типа, причем 11 из них оказались изолированными, находящимися вдалеке от каких-либо скоплений. «Все первые компактные эллиптические галактики находились в кластерах, потому что именно там астрономы их и искали. Мы расширили область поисков, и столкнулись с неожиданным результатом». – говорит Золотухин. Эта находка вступает в противоречие с теоретическим представлениям о происхождении компактных эллиптических галактик. Астрономы предполагали, что они являются остатками галактик нормального размера, растерявших большую часть своих звезд в гравитационном взаимодействии с еще более крупными галактиками. Однако в этом случае маленькие галактики должны находиться вблизи больших.

    Кроме того, скорость движения странствующих галактик оказалась выше, чем скорость движения галактик внутри скоплений. Чилингарян и Золотухин в своем исследовании предлагают объяснение этому феномену, проводя аналогию со звездами. Когда двойная звездная система сближается со сверхмассивной черной дырой, порой происходит так, что одна из звезд падает в эту черную дыру, а вторая выбрасывается вовне с огромной скоростью. Аналогичный процесс может происходить с более крупными скоплениями вещества. Если компактная галактика, будучи компаньоном крупной галактики, сблизилась с еще более гигантским скоплением массы, оно могло привлечь к себе более крупную галактику и отбросить эллиптическую галактику прочь.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Астрономы предложили объяснение природы крупнейшей известной структуры во Вселенной

    В 2004 году астрономы, изучая карту оставшегося со времен Большого взрыва реликтового микроволнового излучения, открыли Холодное пятно – неожиданно большую темную область неба. Теория Большого взрыва предсказывает неравномерность излучения, т. е. наличие более теплых и холодных областей, но это пятно оказалось слишком крупным и холодным. Его вполне можно назвать крупнейшей самостоятельной структурой из всех обнаруженных человечеством. Сейчас команда ученых из Института астрономии Гавайского университета в Маноа предложила гипотезу, объясняющую природу Холодного пятна.

    Если предположить, что Холодное пятно произошло в результате Большого взрыва, оно может указывать на существование экзотической физики, которая не объясняется стандартной космологией, основанной на теории Большого взрыва. Другой вариант предполагает, что пятно объясняется наличием какой-то структуры между нами и реликтовым излучением. В этом случае мы имеем дело с рекордно крупной аномалией распределения массы во Вселенной.

    Ранее группа ученых, также работавшая на Гавайях, показала, что в отдаленных частях Вселенной в области Холодного пятна крупные аномалии распределения массы отсутствуют, однако она изучала достаточно небольшую область неба. Это парадоксально, но поиск крупных структур в ближних частях Вселенной является более сложной задачей. Теперь же астрономы, используя данные оптической съемки с гавайской обсерватории Pan-STARRS1 и инфракрасную съемку космического телескопа WISE (Wide Field Survey Explorer), обнаружили «большую сверхпустоту» – область пространства на расстоянии около 3 млрд световых лет от нас и размерами примерно 1,8 млрд световых лет в поперечнике. Эта сверхпустота лежит в направлении Холодного пятна. Данные WISE в этом исследовании использовались для определения расстояния до наблюдаемых галактик.

    Из-за интегрированного эффекта Сакса-Вольфа прохождение света через крупную пустоту, как это ни странно, приводит к потере светом энергии. Условно большую пустоту можно представить в виде возвышенности. Входя в нее, электромагнитные волны должны «подняться на холм», на что уходит часть энергии. На спуске, т. е. на выходе из пустоты, они должны восстанавливать свою энергию. Так бы и происходило, будь Вселенная статичной. Но пока свет проходит по пустоте, пространство «холма» и «спуска с него» растягивается, поэтому на выходе свет восстанавливает меньше энергии, чем затратил на входе. Таким образом, излучение становится холоднее. Поскольку прохождение обнаруженной сверхпустоты даже со скоростью света занимает миллиарды лет, эффект оказывает существенное влияние на реликтовое излучение.

    Обнаружение большой сверхпустоты впервые проливает некоторый свет на природу Холодного пятна. Открытие не объясняет многие аспекты аномалии реликтового излучения, однако маловероятно, что существование этой аномалии и пустоты перед ней – просто совпадение. Ученые надеются продолжить исследование и привлечь к наблюдениям обсерваторию Dark Energy Survey в Чили, чтобы изучить обнаруженную сверхпустоту и еще одну безмассовую аномалию в направлении созвездия Дракона.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • В газопылевом диске около молодой звезды найдены сложные органические молекулы

    Астрономы впервые обнаружили в протопланетном диске вокруг молодой звезды сложные органические молекулы, которые являются составными элементами жизни. Открытие было сделано при помощи телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) Европейской Южной обсерватории. Оно подтверждает, что условия, существовавшие в молодой Солнечной системе, не являются уникальными во Вселенной.

    Согласно данным наблюдений на телескопе ALMA, протопланетный диск, окружающий молодую звезду MWC 480, содержит значительное количество цианистого метила (CH3CN), сложного углеродного соединения. Этого вещества в диске вокруг MWC 480 хватило бы, чтобы заполнить все океаны на Земле. CH3CN, а также более простое соединение из того же семейства, синильная кислота (цианистый водород HCN), было обнаружено в холодных внешних областях новообразованного околозвездного диска, в зоне, аналогичной поясу Койпера в Солнечной системе. Это находящийся за орбитой Нептуна регион ледяных тел и комет.

    Кометы сохранили свидетельства о том, каким был химический состав Солнечной системы в эпоху образования планет. Считается, что именно кометы и астероиды из внешних областей Солнечной системы принесли на новорожденную Землю воду и органические молекулы, дав тем самым начало развитию жизни.

    «Исследования комет и астероидов показывают, что первоначальная туманность, породившая Солнце и планеты, была богата водой и сложными органическими соединениями», – говорит Карин Эберг из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра в Кембридже и ведущий автор новой работы. – «Теперь мы получили доказательство того, что те же химические соединения имеются во Вселенной в областях, где формируются планетные системы». Особенно интригующим фактом, по мнению Эберг, является то, что молекулы, обнаруженные в системе звезды MWC 480, найдены в кометах Солнечной системы в схожих концентрациях.

    MWC 480 примерно вдвое превосходит по массе Солнце. Она расположена в 455 световых годах от нас в области звездообразования в Тельце. Окружающий ее диск находится на очень ранней стадии развития. Он сформировался из холодной и темной газо-пылевой туманности совсем недавно. Астрономам, наблюдающим этот объект на ALMA и на других телескопах, еще предстоит найти в нем признаки образования планет.

    В последнее время у астрономов сложилось мнение, что в холодных и темных межзвездных облаках образуются сложные органические молекулы, в том числе цианиды. Важность этих соединений, в особенности цианистого метила, заключается в том, что в них существуют углеродно-азотные связи, имеющие важное значение для формирования аминокислот. До сих пор оставалось неясным, могут ли эти сложные органические молекулы образовываться и оставаться устойчивыми в условиях бурного энерговыделения в новорожденной планетной системе, где ударные волны и мощное излучение могут легко разрушить химические связи. Теперь астрономы подтвердили, что в этих условиях органические молекулы не только выживают, но и активно формируются. Концентрация молекул, найденная в протопланетном диске MWC 480, значительно превышает их концентрацию, характерную для межзвездных облаков.

    Ссылка: www.eso.org

    Обсудить

  • Реальное количество экзопланет в обитаемых зонах вокруг звезд может быть значительно выше наблюдаемого

    В последнее десятилетие раздел астрономии, занимающийся поиском планет за пределами Солнечной системы, пережил период активного развития. Благодаря одному только телескопу Кеплер удалось обнаружить более 4 тысяч кандидатов в экзопланеты, и статус четверти из них к настоящему моменту уже удалось подтвердить. Как известно, большая часть планет, обнаруженных Кеплером – это огромные газовые гиганты. Значительное их количество находится на сверхнизких орбитах с периодом обращения несколько дней или даже часов. Разумеется, существование жизни, похожей на нашу, на этих необычных телах невозможно.

    Накопленный массив данных не позволяет точно сказать, планеты какого типа преобладают в Млечном пути. Дело в том, что все существующие методы поиска экзопланет являются косвенными, и их эффективность зависит от параметров самих планет. Например, работа телескопа Кеплер была основана на транзитном методе. Этот космический аппарат измерял периодические понижения яркости звезд, которые свидетельствуют о прохождении между нами и звездой планеты. Таким образом, чем крупнее планета, чем ближе она к своему солнцу (и чем меньше период ее обращения), тем проще ее обнаружить транзитным методом.

    Ученые из Австралийского национального университета и Института Нильса Бора в Копенгагене провели исследование с целью определить примерное количество планет, попадающих в так называемую обитаемую зону – пояс пространства на некотором удалении от звезды, где, теоретически, количество поступающего от звезды тепла позволяет существовать воде на поверхности планет в жидком виде. Попадание планеты в обитаемую зону не обязательно означает, что на ней может существовать жизнь. Например, в Солнечной системе Венера и Марс находятся внутри этой зоны.

    Во второй половине XVIII века было сформулировано правило Тициуса-Боде, которое позволило определить радиус орбиты Урана до того, как он был обнаружен. Оно гласит, что соотношение орбитальных периодов двух соседних планет сохраняется приблизительно постоянным для всей системы. Например, отношение года на Венере к году на Земле такое же, как соотношение периодов обращения Юпитера и Сатурна. Таким образом, зная, с каким периодом обращаются некоторые планеты вокруг своей звезды, можно предсказать существование в этой системе других планет, пропущенных по данным наблюдений. «Мы использовали этот метод для определения положения планет в 151 системе, где телескоп Кеплер нашел от 3 до 6 планет». – говорит Стефен Кьяр Якобсен (Steffen Kjær Jacobsen) из Института Нильса Бора. – «В 124 системах положения известных планет соответствовали правилу Тициуса-Боде. Используя это правило, мы попытались предсказать, где в этих системах находятся другие планеты. Мы проводили дополнительные вычисления только для тех экзопланет, для которых существует вероятность подтверждения после дополнительного анализа данных, собранных телескопом Кеплер». Ученый отмечает, что основное внимание было уделено 77 наиболее перспективным предполагаемым планетам в 40 системах. Для их подтверждения потребуются дополнительные исследования, которые, к сожалению, пока не проведены.

    В 27 системах из 151 правило Боде не соблюдалось. Объяснить это можно тем, что между обнаруженными экзопланетами существуют другие, а следовательно, соотношение периодов соседних тел было посчитано неправильно. Добавив пропущенную планету в нужную позицию между двумя известными, можно вписать эти системы в правило Тициуса-Боде.

    Если расчеты австралийских и датских ученых верны, в каждой планетарной системе в обитаемую зону попадают в среднем 1-3 планеты.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Гамма-излучение из обнаруженной недавно карликовой галактики может быть признаком темной материи

    Благодаря данным, полученным в ходе эксперимента по картографированию южного полушария неба для изучения инфляции Вселенной Dark Energy Survey, в феврале 2015 года ученые обнаружили девять карликовых галактик на орбите Млечного пути. Одна их них, получившая название Reticulum 2, находится примерно в 98 тысячах световых лет от Солнца. Проанализировав открытые данные наблюдений обсерватории Ферми, физики из США и Великобритании пришли к выводу, что она излучает в гамма-диапазоне. Источник высокоэнергетического излучения определить не удается. Согласно некоторым моделям, гамма-лучи могут свидетельствовать о наличии темной материи в центре этой галактики.

    «Со стороны этой карликовой галактики что-то производит излучение в рентгеновском диапазоне». – поясняет Алекс Геринжер-Самет, научный сотрудник департамента физики Университета Карнеги-Меллона. – «Поскольку обычных причин для появления гамма-лучей в это галактике нет, их источником потенциально может быть темная материя».

    Никто не знает, какова природа темной материи, хотя она составляет примерно 80% от массы всей материи во Вселенной. Предполагается, что это какое-то вещество, не участвующее в электромагнитном взаимодействии и потому остающееся невидимым. Обнаружить темную материю удается по наблюдаемым искажениям гравитационного поля. Ее присутствие объясняет вращение галактик и галактических скоплений вокруг собственных центров, а также флуктуации в микроволновом фоновом излучении. К сожалению, гравитационный метод обнаружения не дает практически никакой информации о темной материи, не считая данных о ее распределении в пространстве. Если удастся найти негравитационные проявления темной материи, ученые сделают большой шаг вперед в понимании ее природы.

    Согласно наиболее распространенной теории, темная материя состоит из вимпов (WIMP) – слабовзаимодействующих частиц. При столкновении два вимпа должны аннигилировать, выделяя гамма-излучение. Если гипотеза верна, то плотные скопления темной энергии – например, в центрах галактик – должны активно излучать энергию в гамма-диапазоне. В центрах обычных галактик находится много пульсаров и черных дыр, которые сами по себе являются мощными источниками такого же излучения, поэтому как-то выделить из фона излучение, порожденное вимпами, просто невозможно.

    В карликовых галактиках отсутствуют посторонние источники гамма-лучей. Ученые долгое время искали это излучение на снимках карликовых галактик, сделанных космической гамма-обсерваторией Ферми, однако обычно фотографии были чистыми. В последние годы астрономы-авторы исследования разработали методику обнаружения слабых следов гамма-излучения, источником которого может быть аннигиляция вимпов. Поскольку эта методика работает для относительно близких объектов, проверить ее удалось сейчас, благодаря открытию карликовой галактики Reticulum 2. Результат оправдал ожидания ученых. «Там наблюдается избыток гамма-излучения, если сравнивать с окружающими областями пространства». – говорит Геринжер-Самет. – «Известные процессы, приводящие к образованию гамма-излучения в этом регионе, избыток гамма-излучения они не объясняют – если мы правильно их оцениваем».

    Возможно, в ходе дальнейшего изучения Reticulum 2, в этой карликовой галактике удастся найти дополнительные источники гамма-излучения, однако пока ученые настроены умеренно оптимистично.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Планеты в системах из нескольких звезд могут встречаться чаще, чем считалось ранее

    Системы, состоящие из более чем одной звезды, имеют сложное подвижное гравитационное поле. Оно значительно усложняет процесс формирования планет, однако не делает его невозможным. В прошлом удавалось найти экзопланеты, вращающиеся вокруг двух, трех и даже четырех звезд. Ученые, однако, до сих пор пытаются изучить, как и какие планеты формируются в сложных гравитационных условиях.

    Единственной известной экзопланетой в четырехзвездной системе до сих пор была KIC 4862625, обнаруженная в 2013 году благодаря данным, собранным телескопом Кеплер. Недавно американские астрономы, изучавшие систему 30 Овна (30 Ari) в 136 световых годах от Земли, обнаружили, что она состоит не из трех звезд, как считалось раньше, а из четырех. Это открытие автоматически сделало газовый гигант 30 Ari b второй известной планетой в системе четырех солнц. По оценкам астрономов, масса 30 Ari b в 10 раз больше массы Юпитера, а год на планете длится 335 земных дней.

    Новое открытие позволяет предположить, что четырехзвездные системы являются не таким редким явлением, как считалось ранее. Они могут быть достаточно стабильными, если состоят из двух пар звезд, расположенных на достаточном удалении друг от друга и вращающихся вокруг общего центра масс. В системе 30 Ari расстояние между парами звезд составляет 1,67 астрономической единицы. Астрономы уверены, что орбита планеты не охватывает вторую пару звезд. В прошлом было найдено много планет, вращающихся вокруг двойных звезд. По понятным причинам, их обычно называют татуинами.

    Как говорят специалисты, при взгляде с поверхности 30 Ari b в небе можно будет различить одно солнце и две очень ярких звезды, видимых даже днем. Телескоп дал бы возможность определить, что одна и этих звезд в небе в действительности состоит из двух светил, вращающихся вокруг друг друга.

    Ученых особо интересует, как наличие гравитационных полей нескольких звезд влияет на ранние этапы процесса формирования планет. Считается, что гравитационные поля звезд деформируют орбиты планет и способствуют росту их массы. Для подтверждения этого предположения необходимо найти так называемые «горячие юпитеры» – газовые гиганты, находящиеся на сверхнизких орбитах. Сообщается, что астрономы представили способ поиска составных звездных систем с экзопланетами. Результатом наблюдений стала система HD 2638 из трех звезд и горячего газового гиганта. Ученые настроены оптимистично, поскольку все имеющиеся находки указывают на связь между крупными планетами и системами из нескольких звезд.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы подтвердили неизменность масс электрона и протона во времени

    Как известно, Вселенная продолжает расширяться с ускорением (хотя оно постепенно уменьшается) под действием темной энергии, природа которой неизвестна. Некоторые теории предполагают, что темная энергия – это некое поле, меняющееся со временем, а с ним должны меняться и многие физические константы, включая силу гравитации, скорость света и т. д. В новом исследовании ученые попытались измерить, каким было соотношение масс электрона и протона 12 миллиардов лет назад.

    Команда ученых из Нидерландов и Австралии, работающая с обсерваторией VLT (Very Large Telescope, Очень большой телескоп) в Чили, измерила, как излучение удаленного квазара поглощается находящейся между ним и Землей галактикой. Результат их работы опубликован в журнале Physical Review Letters.

    Молекулярный водород в галактике поглощает часть излучения квазара J1443+2724. Это позволяет измерить происходящие там энергетические переходы, а по ним определить изменения в соотношении масс протона и электрона. При этом измеренное ранее расстояние до галактики составляет 12,4 млрд световых лет. Квазар, следовательно, находится еще дальше. Ученым не удалось обнаружить в излучении квазара отклонения в соотношении масс протона и электрона от значений, известных на Земле, с точностью до 10^-6. Астрономы делают вывод, что гипотезы о природе темной энергии, включающие предположения об эволюции базовых физических констант, несостоятельны.

    Ссылка: physicsworld.com

    Обсудить

  • Астрономы впервые смогли напрямую наблюдать быструю радиовспышку

    В последние годы астрономы, изучая архивные данные наблюдений радиообсерваторий, часто находили в них признаки мощных сверхкоротких вспышек. Так называемые короткие всплески радиоволн длятся доли секунды, однако их мощность в сотни миллионов раз превышает радиоизлучение Солнца. К настоящему моменту у ученых нет единой теории для объяснения природы этого явления.

    Как правило, такие всплески обнаруживаются спустя недели и даже месяцы после того, как они произошли. 14 мая 2014 года радиотелескоп Паркс в Австралии зафиксировал быстрый радиовсплеск в реальном времени. Астрономы отправили оповещения в другие обсерватории, и уже через несколько часов совместными усилиями ученых со всего мира удалось обнаружить место, ставшее источником всплеска. Это произошло впервые в истории наблюдений.

    Полученные в прошлом году данные помогли сократить список явлений, которые могут быть источником коротких радиовсплесков. Ученые считают, что источник вспышки расположен на расстоянии до 5 млрд световых лет от Земли и в момент излучения находился на катастрофическом этапе существования. Строго говоря, это не означает, что он разрушался. Из двенадцати обсерваторий, наблюдавших за источником вспышки, ни одна не зафиксировала какое-нибудь остаточное свечение спустя несколько часов после события. Это позволяет исключить из потенциальных кандидатов сверхновые типа Ia – вспышки, возникающие при перетекании вещества с небольшой звезды на находящийся по соседству белый карлик. Последовательность развития этих вспышек хорошо известна, и отсутствие остаточного свечения с ней не совпадает.

    Данные наблюдений 14 мая указали на еще одно свойство быстрых радиовспышек – круговую поляризацию волн. Этот тип поляризации встречается достаточно редко в астрофизике и обычно ассоциируется с магнетарами.

    Магнетары – это нейтронные звезды (сверхплотные остатки мертвых звезд) с очень сильным магнитным полем. Для примера, их магнитное поле может быть в 5000 триллионов раз сильнее магнитного поля Земли. Они имеют очень маленькие размеры, измеряющиеся десятками километров в диаметре, и массу порядка массы Солнца. При образовании трещин магнетары излучают сверхмощные потоки энергии, которые и могут быть источником наблюдаемых радиоволн.

    До сих пор все магнетары, обнаруженные астрономами, находились в Млечном пути. Если быстрые радиовспышки действительно вызваны магнетарами, то их можно считать первым подтверждением того, что эти объекты существуют и в других галактиках, однако, как подчеркивают ученые, связывать два явления пока преждевременно. Потребуются многие годы, чтобы разобраться природой источников быстрых радиовспышек.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Хаббл снял прохождение планеты по газопылевому диску вокруг звезды

    Звезда Бета Живописца, расположена в 63,4 световых годах от Солнца и примерно в 1,75 раз массивнее его. Она известна там, что окружающий ее газопылевой диск является единственной структурой подобного рода, содержащей планету, которую можно увидеть на прямых обсерваторных снимках. Планета Бета Живописца b была впервые обнаружена в 2003 году при помощи европейского Очень большого телескопа, в 2009 году открытие удалось подтвердить. Планета относится к классу газовых гигантов и имеет массу, в восемь раз превышающую массу Юпитера. Ее отличительной особенностью является относительно небольшой период вращения вокруг звезды – 22 года. Это позволяет ученым отмечать существенные изменения в ее положении всего за несколько лет.

    На новых фотографиях телескопа Хаббл, сделанных в видимом диапазоне, снят внутренний газопылевой диск, радиус которого составляет не более миллиарда км (6,7 а. е.). Ученые сравнили новые фотографии со старыми, сделанными Хабблом еще в 1997 году. Выяснилось, что распределение пыли в диске практически не изменилось. Это значит, что структура диска стабильна и сохраняется в направлении его вращения. Присутствие планеты, однако, себя проявляет.

    «Некоторые компьютерные модели свидетельствовали о том, что из-за быстро движущейся во внутреннем газопылевом диске массивной планеты, в нем должны возникать сложные структуры. Новые фотографии диска подтверждают эти предположения. Подтвердив компьютерную модель, в дальнейшем мы сможем определять наличие планет в газопылевых дисках около других звезд». – заключает Дэниел Апай из Аризонского университета.

    Ссылка: link

    Обсудить

  • Ученые переоценивали возраст древнейших звезд во Вселенной

    Спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва Вселенную пронзил свет первых галактик и звезд. Новые данные европейской космической обсерватории Планк, изучающей микроволновое реликтовое излучение, свидетельствуют о том, что звезды начали светить позже, чем считалось ранее.

    «Хотя 100 миллионов лет кажутся незначительными по сравнению с возрастом Вселенной, который составляет почти 14 миллиардов лет, они могли существенно повлиять на процесс образования первых звезд», – говорится в заявлении Марко Берсанелли из Университета Милана, участника коллаборации телескопа Планк.

    Ранняя Вселенная была заполнена слабопроницаемым газом из атомов водорода, который не пропускал излучение с большими длинами волн. Протоны солнечного ветра, источником которых были первые звезды, галактики и квазары, расчистили этот «туман». Согласно данным телескопа Хаббл, Вселенная стала полностью прозрачной через 900 млн лет после большого взрыва. Сложнее сказать, когда начался этот процесс.

    Планк не позволяет найти отдельные звезды, образовавшиеся в то время, однако может найти период начала повторной ионизации космического пространства. Согласно ранним данным наблюдений телескопа Планк, ионизация Вселенной началась спустя 450 лет после Большого взрыва. Новый анализ уточненных данных свидетельствует о том, что это произошло на 100 млн лет позже. Именно ионизацию, т. е. наполнение пространства протонами, связывают с началом деятельности звезд и галактик. На ранних этапах развития Вселенной ее состав и динамика вещества менялись достаточно быстро. Если процесс образования звезд начался позже, чем считалось ранее, он происходил в других условиях, и это астрофизикам придется учесть в своих гипотезах.

    «Как и любой физический процесс, реионизация шла на протяжении некоторого времени». – говорит Франуса Буше из Парижского института астрофизики. – «В дальнейшем мы намерены определить ее продолжительность. Это позволит точно сказать, когда 20% Вселенной было реионизировано, 30%, 50%, и когда процесс был полностью завершен. Это наша окончательная цель».

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Существование гравитационных волн вновь поставлено под сомнение

    Очередное исследование, в котором использовались данные космического телескопа Планк и наземного эксперимента BICEP в Антарктиде, опровергло недавнее обнаружение гравитационных волн.

    Вселенная возникла примерно 13,8 млрд лет назад. После образования она была чрезвычайно горячей, плотной и однородной. Но, по мере остывания Вселенной, вещество приобретало более сложные формы и структурировалось в галактики, звезды, планеты и другие известные нам объекты. Со времен спустя примерно 380 тысяч лет после Большого взрыва осталось слабое, так называемое реликтовое микроволновое излучение. В этом излучении ученые ищут следы инфляции, т. е. расширения пространства.

    В зависимости от источника, свет может иметь разную поляризацию. Световая волна является поперечной, т. е. колебания она распространяются не вдоль прямой, как в случае с продольными волнами, а поперечно направлению движения – т. е. в плоскости, или даже в пространстве, когда вектор амплитуды описывает сложную фигуру. Если плоскости распространения волн или описываемые вектором фигуры наклонены одинаково, говорят, что свет поляризован. В зависимости от источника света во Вселенной, он может обладать различным видом поляризации. Реликтовое излучение имеет поляризацию двух типов: E-моды (круговые и радиальные колебания) и B-моды (более сложные). Считается, что B-мода возникла в первичных гравитационных волнах и подтверждает инфляцию Вселенной.

    Упрощенно говоря, гравитационные волны – это распространяющиеся с определенной скоростью флуктуации пространства, вызванные массивными объектами. Гравитационные волны были предсказаны Общей теории относительности, однако пока они не получили прямого наблюдательного подтверждения. Косвенно в пользу их существования свидетельствуют наблюдения эволюции двойных радиопульсаров, но для уверенности ученым необходимо зарегистрировать сигнал напрямую. Проблема заключается в том, что возможностей даже самых чувствительных современных детекторов не достаточно для того, чтобы зафиксировать очень слабый эффект воздействия гравитационных волн на среду.

    Европейский космический телескоп Планк, запущенный в 2009 году, более четырех лет картографировал реликтовое микроволновое излучение со всего видимого неба с беспрецедентной точностью. В марте 2014 года большое открытие было сделано американскими учеными, которые работают на детекторе BICEP2 в Антарктиде. Эта обсерватория собирает данные о микроволновом излучении с длиной волны 100/150 гигагерц на узком участке неба. Физикам удалось обнаружить B-моду поляризации реликтового излучения с доверительной вероятностью более пяти сигма. Этого достаточно для того, чтобы официально объявить об открытии. В исследовании использовались также данные другого инструмента BICEP, массива Кек.


    Карты микроволнового и субмиллиметрового излучения по данным телескопа Планк.

    Между тем, существует другой возможный источник света с B-модой поляризации: наша галактика. В Млечном пути находятся газ и пыль, излучающие свет тех же частот, что и реликтовое излучение. Этот свет волей-неволей фиксируется нашими детекторами, и для его отделения необходим очень внимательный анализ. «Когда мы обнаружили сигнал [B-моды поляризации] в наших данных, мы использовали для анализа модель эмиссии галактической пыли, существовавшую в то время», – говорит Джон Ковак, главный исследователь эксперимента BICEP2 в Гарвардском университете. – «Считалось, что на изучаемом нами участке неба пылевое излучение значительно слабее реликтового».

    Космический телескоп Планк, о котором говорилось выше, изучал небо в девяти микроволновых и субмиллиметровых диапазонах, для семи из которых определялась поляризация. Тщательный анализ этих данных можно использовать для того, чтобы отделить реликтовое излучение от галактического. На начало года участок неба, изучавшийся экспериментом BICEP, считался относительно чистым, но опубликованные в сентябре 2014 года карты эмиссии поляризованного света, порожденного галактической пылью, показали, что вклад этого изучения может быть гораздо более значительным даже на чистых участках.

    Команды ученых, работающие с Планком и на экспериментах BICEP, решили объединить свои усилия, чтобы исключить из собранных в Антарктиде данных загрязнение пылевым излучением. Кроме того, к настоящему времени стали доступны данные, собранные массивом Кек в 2012 и 2013 годах. В результате, после вычета вклада галактической пыли, уверенности в обнаружении B-моды реликтового излучения у ученых больше нет. «К сожалению, мы теперь не можем подтвердить, что зафиксировали признак расширения Вселенной», – констатирует Жан-Лу Пуже из Института астрофизики космоса в Орсе, работающий с данными телескопа Планк.

    Кроме этого, ученые обнаружили дополнительный слабый источник излучения с B-модой поляризации. Впервые сигнал был замечен в 2013 году. Он не является подтверждением инфляционной теории, а указывает на то, что сеть массивных космических структур, заполняющих Вселенную, отклоняет траектории фотонов реликтового излучения на пути к нам. Этот эффект называется гравитационным линзрованием. Подтвердить наличие сигнала удалось по совместным данным обсерватории Планк, экспериментов BICEP2 и массива Кек.


    Искажение траектори реликтового излучения эффектом гравитационного линзирования.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Найдено пять древних каменистых планет

    Ученые, работающие с данными космического телескопа Кеплер, подтвердили существование пяти новых планет. Все они по своим размерам не больше Венеры, а образовались спустя примерно 2,8 млрд лет после Большого взрыва, т. е. 11 млрд лет назад. Для сравнения, возраст Земли составляет около 4,6 млрд лет.

    Пять экзопланет вращаются вокруг звезды Кеплер-444, возраст которой насчитывает 11,2 млрд лет. Звезда удалена от Солнца на 117 световых лет, что позволяет считать ее относительно близким объектом. О химическом составе планет сведений нет, но из-за небольших размеров ученые считают их телами с твердой (во всяком случае, на ночной стороне) поверхностью.

    К сожалению, ни одна из экзопланет даже в теории не может поддерживать жизнь, аналогичную нашей. Период их обращения вокруг звезды составляет менее 10 дней, а это значит, что дневная поверхность планет должна быть раскалена до очень высоких температур. Астрономы отмечают, обнаружение древней звездной системы с каменистыми планетами дает надежду обнаружить в будущем такие же системы, но более приспособленные для жизни. «Теперь мы знаем, что на протяжении всех 13,8 млрд лет существования Вселенной образовывались планеты земного размера, которые могли бы предоставлять условия для существования древней жизни в нашей галактике». – говорит Тьяго Кампанте из Бирмингемского университета, ведущий автор исследования.

    Для определения размеров экзопланет использовался метод астросейсмологии. Телескоп Кеплер может выделять изменения яркости звезд, вызванные звуковыми волнами внутри звезды и влияющие на ее светимость и температуру. По этим данным ученые могут определить размеры, массу и возраст светила, а чем точнее известны эти характеристики, тем точнее можно определить размеры вращающихся вокруг звезды планет. «Для самой маленькой планеты в системе Кеплер-444, которая лишь слегка больше Меркурия, мы измерили диаметр с погрешностью всего около 100 км». – отмечает другой автор исследования, Даниэль Хабер из Университета Сиднея.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Рекордная рентгеновская вспышка произошла в центре Млечного пути

    В США продолжается 225 съезд Американского астрономического общества. На днях ученые, работающие с космической рентгеновской обсерваторией Чандра, представили результаты своих наблюдений за последний год.

    Наиболее интересные события произошли осенью. Рекордный всплеск энергии в районе сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики известной как Стрелец А*, был зафиксирован 14 сентября. Он превысил фоновое рентгеновское излучение в 400 раз, а предыдущий рекорд, поставленный в 2012 году, был превышен в три раза. Повторная вспышка произошла 22 октября, она превзошла фоновые показатели в 200 раз.

    Всплеск рентгеновского изучения был зафиксирован случайно. Обсерватория наблюдала за Стрельцом А* в ожидании другого события. На это же время было предсказано прохождение газового облака G2 около черной дыры, и некоторые астрономы считали, что часть вещества из облака упадет в черную дыру, также вызвав рентгеновское свечение. Как ни странно, этого не произошло. Астрономы уверены, что зафиксированные вспышки не имеют отношения к G2, т. к. не соответствуют времени сближения газопылевого облака со сверхмассивной черной дырой.

    У астрономов есть два предположения, объясняющие происхождение наблюдаемых мощных выбросов. Как известно, вспышки на Солнце происходят, когда в магнитном поле нашей звезды возникают уплотнения или завихрения. Аналогичные процессы могут происходить и в магнитном поле сверхмассивной черной дыры. Второе предположение связывает зафиксированные выбросы рентгеновского излучения с падением в черную дыру крупного объекта. Речь может идти, например, о крупном астероиде, разорванном на части гравитацией сверхмассивного объекта. Обломки вращались вокруг черной дыры в течение нескольких часов, постепенно падая в нее. Примерно такое время астрономы наблюдали вспышку.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Ученые напрямую измерили кривизну гравитационного поля

    Команда ученых из Италии впервые провела эксперимент по прямому измерению кривизны гравитационного поля. Их работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

    На протяжении последних десятилетий создано много способов измерения гравитации. В наиболее распространенном из них сила тяжести измеряется на разных высотах, а затем вычисляется градиент по разности найденных потенциалов и расстоянию между точками замеров. Один из последних способов использует метод атомной интерферометрии, основанный на волновых свойствах атома и позволяющий вычислять расстояния с беспрецедентной точностью. В новом эксперименте команда ученых использовала этот способ, чтобы вычислить влияние массы на градиент гравитационного поля.

    Измерение силы тяжести в двух не очень отдаленных точках позволяет определить градиент этой силы. Измерение в трех точках можно использовать для того, чтобы найти кривизну (т. е. скорость изменения) градиента. Эта идея была высказана еще в 2002 году, однако соответствующий эксперимент удалось провести только недавно.

    В рамках опыта команда итальянских ученых разместила три пучка частиц на разных высотах в однометровой трубе. Верхняя половина трубы была намеренно утяжелена вольфрамовыми грузами, чтобы создать изменения в гравитационном поле. Атомы облучались импульсами лазера, который делил их на две группы: часть атомов поглощала протоны излучения, часть оставалась в невозбужденном состоянии. Получившие энергию атомы первой группы падали на различное расстояние за измеренный промежуток времени. В результате между их квантовыми волновыми колебаниями возникала разница. Двумя дополнительными импульсами лазера ученые заставили группы атомов перемешиваться и интерферировать между собой. Измерения интерференции позволили вычислить гравитационное ускорение и кривизну, которая оказалась близка к теоретически предсказанной – 1,4х10-5 1/с2м. На графике гравитационного ускорения отобразилось влияние вольфрамовых утяжелителей.

    Исследователи полагают, что их метод в дальнейшем позволит уточнить значение гравитационной постоянной G.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Телескоп Кеплер нашел новую суперземлю

    Транзитный метод поиска экзопланет заключается в измерении периодических колебаний яркости звезд. Считается, проходящая перед диском звезды планета заслоняет часть ее света, что приводит к характерным провалам в графике яркости. Их можно зафиксировать при помощи длительных наблюдений.

    Американский космический телескоп Кеплер, предназначенный для поиска планет в других звездных системах транзитным методом, был запущен в 2009 году. Он обнаружил более 4 тысяч кандидатов в экзопланеты, статус четверти из них уже подтвердился. К сожалению, в 2012 году у аппарата возникли технические проблемы. Один из четырех гиродинов (маховиков, предназначенных для управления ориентацией) аппарата отказал, и восстановить его работоспособность в дальнейшем не удалось. В мае 2014 года отказал еще один гиродин, вскоре после чего специалисты признали, что телескоп больше не в может использоваться по прямому назначению.

    В мае 2014 года НАСА одобрило проект «K2», ставивший целью дать новую жизнь телескопу Кеплер. Идея заключалась в том, чтобы использовать для стабилизации ориентации аппарата давление солнечного ветра. Предполагалось, что это позволит частично восстановить работоспособность Кеплера и продолжить в ограниченном объеме астрономическую миссию – том числе даже поиск экзопланет.

    Ожидания специалистов оправдались. 18 декабря 2014 года стало известно о том, что при помощи телескопа Кеплер впервые после поломки удалось обнаружить планету. Суперземля HIP 116454b диаметром в 2,5 раза и массой в 12 раз больше Земли находится около оранжевого карлика на расстоянии 180 световых лет от нас в созвездии Рыбы. Период ее обращения составляет всего 9,1 дня. Из-за этого температура на поверхности HIP 116454b слишком высока, чтобы она могла поддерживать жизнь.

    Отмечается, что открытие было подтверждено при помощи наземных наблюдений, проведенных на Национальном телескопе Галилео на Канарских островах. В дальнейшем экзопланету планируется изучить при помощи других обсерваторий.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Астрономы получили изображение протопланетного диска HL Тельца

    Европейский радиотелескоп-интерферометр ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив) изучил звезду HL Тельца (HL Tauri) и газопылевой диск вокруг нее в рекордном качестве.

    HL Тельца – молодая звезда, находящаяся в 450 световых годах от Солнца. На снимке ALMA диск вокруг нее разделен на ряд концентрических колец с промежутками между ними. «Эти детали почти наверняка являются результатом присутствия планетообразных тел, формирующихся в диске», – заявил Стюарт Кордер, заместитель директора обсерватории ALMA. Он добавил, что диск HL Тельца выглядит гораздо более развитым, чем ожидали ученые у молодой звезды. Считается, что вещество вокруг звезды структурируется на более поздних этапах развития.

    Звезды рождаются в облаках газа и пыли, где концентрация вещества достаточно высока для действия гравитационных сил. Постепенно из этого вещества образуются плотные горячие ядра будущих звезд, в которых начинаются ядерные реакции с выделением энергии. Коконы из газа и пыли, остающиеся после образования новых звезд, постепенно преобразуются в протопланетные диски. Мелкие частицы в этих дисках активно движутся, сталкиваются и слипаются, образуя все более крупные комки вещества. В конце концов, появляются астероиды, кометы и планеты. Молодые планеты разрушают диск и образуют в нем кольца, промежутки и дыры, которые и удалось наблюдать астрономам при помощи обсерватории ALMA.

    Отмечается, что снимок системы HL Тельца стал рекордно подробным благодаря тому, что радиообсерватория, все еще находящаяся в процессе строительства, впервые была использована в конфигурации, близкой к окончательной. На изображении различимы беспрецедентно мелкие детали и структуры протопланетного диска.

    Ссылка: www.eso.org

    Обсудить

  • Ученые предложили новый метод измерения расстояния до центров галактик

    Огромные черные дыры, расположенные в центрах галактик, могут отказаться значительно массивнее, чем астрофизики считали ранее. Об этом говорится в исследовании астрономов из Университета Копенгагена имени Нильса Бора, опубликованном в журнале Nature.

    Согласно прежнем оценкам, полученным по методу измерения «красного смещения», ядро спиральной галактики NGC 4151 находится на расстоянии от 13 до 95 млн световых лет от нас. Группа датских и британских ученых использовала новый метод измерения расстояний в космосе, чтобы заново оценить удаленность от нас ядра спиральной галактики NGC 4151.

    Падающий в черную дыру газ нагревается и излучает в ультрафиолетовом диапазоне. Это излучение, в свою очередь, увеличивает температуру пыли в аккреционном диске, вращающемся вокруг черной дыры. Нагрев пыли приводит к появлению инфракрасного излучения. Наблюдения с наземных обсерваторий показали, что задержка между появлением ультрафиолетового и инфракрасного излучения составляет 30 дней. Зная скорость света, по этим данным можно вычислить расстояние от аккреционного диска до черной дыры, т. е. радиус его орбиты.

    Используя два телескопа обсерватории Кек на Гавайях, астрономы методом интерферометрии (т. е. комбинируя результаты наблюдений, синхронно проведенных из различных точек) измерили угловые размеры аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры в центре NGC 4151. Они оказались равны 1,2x10-5 градуса. Поскольку абсолютный диаметр аккреционного диска был уже известен, вычисление расстояния до него стало делом элементарной геометрии. Ученые пришли к выводу, что центр NGC 4151 удален от Солнца на 62 млн световых лет с погрешностью измерений 13,5%.

    Метод измерения массы сверхмассивных черных дыр основан на знании двух характеристик: скорости вращения объекта, которую можно наблюдать напрямую при помощи телескопов, и расстояния до него. Коррекция второго показателя, сделанная датскими учеными, позволила заново оценить массу черной дыры в центре NGC 4151. Она оказалась на 40% больше, чем считалось ранее. Астрономы надеются, что их метод позволит уточнить как расстояния до других активных центров галактик, так и их массы.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Планеты земного типа могут образовывать двойные системы

    В Солнечной системе насчитываются десятки спутников, однако все они значительно уступают по размерам планетам, вокруг которых вращаются: например, диаметр Луны в четыре раза уступает диаметру Земли. Между тем, некоторые спутники все-таки можно сравнивать с планетами. Ганимед, крупнейший спутник Юпитера, превосходит Меркурий по своим размерам и лишь на четверть уступает Марсу. А спутник Плутона Харон уступает ему всего в два раза, в результате чего оба космических тела вращаются вокруг центра масс, лежащего между ними.

    Двойные звезды широко распространены в нашей галактике, и около некоторых из них даже существуют планеты. В Солнечной системе известно много двойных астероидов. С другой стороны, двойных планетных систем ученые не знают.

    Теоретически, двойные планеты могли бы формироваться в результате взаимного притяжения двух тел, находящихся на соседних орбитах. Чтобы проверить это предположение, американские ученые провели моделирование звездной системы с двумя планетами земного типа. Модели планет состояли из 10 тысяч частиц, они различались по скорости движения и углу сближения.

    Симуляция, проведенная два десятка раз, показала, что чаще всего будет происходить слияние двух сталкивающихся тел в одну большую планету, причем зачастую вокруг нее формируется облако обломков, из которого впоследствии появится спутник. В отдельных случаях гравитационное взаимодействие приводило к тому, что одна планета отталкивала другую на большой скорости.

    Примерно в трети симуляций сформировалась двойная планетная система. Во всех этих случаях планеты оказывались на таких низких орбитах, что расстояние между ними не превышало половины диаметра каждого тела. Со временем скорость планет выравнивалась так, что они оказывались постоянно повернуты друг к другу одной стороной.

    Ученые предполагают, что такие системы могут стабильно существовать в течение миллионов лет, если они удалены от звезды хотя бы на половину астрономической единицы (среднее расстояние от Земли до Солнца, около 150 млн км). В дальнейшем они рассчитывают провести дополнительное моделирование, чтобы выявить факторы, влияющие на образование двойных планетных систем.

    Ссылка: www.space.com

    Обсудить

  • Астрономы обнаружили необычный источник света в другой галактике

    Международная группа ученых, анализируя данные многолетних наблюдений, обнаружила источник излучения необъяснимой природы в галактике на расстоянии около 90 млн световых лет от нас. С одной стороны, по своим свойствам этот объект может быть сверхмассивной черной дырой, которая была выброшена из центра родной галактики в результате ее столкновения с соседней. С другой стороны, астрономы не могут исключить альтернативную теорию, согласно которой источник, получивший обозначение SDSS1133, является остатком массивной звезды, уничтоженной в результате взрыва сверхновой.

    Чем бы не являлся любопытный объект, он присутствует в данных астрономических наблюдений не менее 60 лет. SDSS1133 расположен в карликовой галактике Markarian 177 в «чаше» ковша Большой Медведице. Обычно сверхмассивные черные дыры занимают центр галактики, однако SDSS1133 удален от него на 2600 световых лет.

    По словам Майкла Косса из Швейцарского Федерального института технологий, при помощи телескопа SWIFT удалось установить, что интенсивность свечения SDSS1133 в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах изменилась десять лет назад. Это не свойственно молодым остаткам сверхновых. Более того, в последние полгода в видимом диапазоне яркость источника заметно выросла, а такое поведение больше подходит для черной дыры.

    В июне 2013 года при помощи 10-метрового телескопа Кек II на Гавайях были получены снимки объекта в ближнем инфракрасном диапазоне. Ученым удалось выяснить, что источник излучения имеет менее 40 световых лет в поперечнике. С ним связан регион активного звездообразования, что свидетельствует о недавнем – по меркам Вселенной – космическом возмущении. Американские ученые предполагают, что объект SDSS1133 мог быть центром галактики, столкнувшейся с Markarian 177 в прошлом. В результате слияния двух галактик их форма нарушается, а сверхмассивные черные дыры обычно образуют связанную пару в центре, которая, в конечном итоге, сливается в единый объект. Если массы и моменты вращения дыр до столкновения отличались, выделяющаяся в момент слияния энергия может отбросить получившуюся единую черную дыру прочь из галактики или, как минимум, на сильно вытянутую орбиту.

    Если предположение о черной дыре является ошибочным, то SDSS1133 может относиться к особому типу звезд, которые называют яркими голубыми переменными (LBV). Это массивные объекты, периодически выбрасывающие большие объемы энергии в окружающее пространство. В конечном итоге они взрываются. Если источник SDSS1133 действительно относится к LBV, то период его активности длился с возрастанием интенсивности минимум с 1950 и до 2001 года, когда наблюдалась яркая вспышка сверхновой. Недостатком этой теории является то, что периоды активности других объектов типа LBV не длятся десятки лет.

    Швейцарская команда астрономов намерена продолжить изучение SDSS1133 в октябре 2015 года с привлечением ультрафиолетового спектрографа космического телескопа Хаббл. Сейчас же с уверенностью можно утверждать лишь то, что этот объект является чем-то новым для науки.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Астрономы надеются сфотографировать планету в пыльной звездной системе

    Исследователи, изучавшее крупную систему HD 95086, обнаружили, что снаружи она заключена в облако мелкой пыли. В исследовании использованы данные американского рентгеновского космического телескопа Спитцер и европейской обсерватории Гершель.

    Пыльная звездная система HD 95086 находится в 295 световых годах от нас в созвездии Киля. Вокруг звезды находятся два пояса пыли. Более теплый пояс расположен ближе к звезде и напоминает наш пояс астероидов. Второй пояс холоднее, он находится на значительном удалении и больше похож на состоящий из комет и ледяных глыб пояс Койпера. Ученые считают, что изучение структуры HD 95086 позволит пролить свет на прошлое Солнечной системы.

    Следует понимать, что космическая пыль может состоять не только из отдельных молекул и комков вещества, но также из большого количества астероидов, комет и т. д. Наши планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун находятся между двумя пылевыми поясами. Ученые предполагают, что система HD 95086 устроена аналогичным образом, только в более крупном масштабе. Одна планета HD 95086 b, масса которой в пять раз больше массы Юпитера, уже обнаружена между двумя поясами вокруг этой звезды. Существование еще одной крупной планеты пока не подтверждено, но предполагается по косвенным признакам.

    Данные о распределении вещества около звезды, полученные при помощи космических телескопов, позволяют с учетом гравитационной обстановки определить орбиту, где может находиться потенциальная планета. В дальнейшем подтвердить ее существование позволяет прямая съемка наземными обсерваториями. Аналогичным образом в 2013 году было доказано существование первой планеты в этой системе. Хотя из-за большого расстояния снимки получились недостаточно четкими, они расширили представления астрономов о структуре всей околозвездной среды HD 95086.

    Любопытно, что компьютерная модель системы HD 95086 была построена с учетом структуры другой звездной системы, HR 8799. Она также имеет два пояса вещества, четыре газовых гиганта между ними и облако мелкой пыли вокруг. Обе эти системы значительно моложе Солнечной. Вероятно, этим объясняется наблюдаемый там избыток пыли: процесс формирования планет из околозвездного вещества в них еще не завершился.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Ученые предлагают объяснить темную материю при помощи обычных частиц

    Физики потратили три десятилетия на доказательство того, что темная материя состоит из новых неизвестных науке частиц, однако особых успехов в этом добиться не удалось. Возможно, поэтому в последнее время некоторые ученые пытаются заново взглянуть на проблему избыточной массы во Вселенной.

    В XX веке астрономы, подсчитав массу различных галактик, пришли к выводу, что сил притяжения в них не достаточно для удержания звезд вместе. Темной материей называют невидимое вещество, которое, в сочетании с обычной материей, создает достаточную гравитацию для поддержания галактик в том виде, в котором они наблюдаются. Физики подсчитали, что на темную материю приходится 27% массы Вселенной, а на обычную – только 5%.

    Основным кандидатом на звание частиц темной материи называются вимпы (WIMP, weakly interacting massive particles, т. е. слабовзаимодействующие массивные частицы). Ученые надеялись обнаружить их на Большом адроном коллайдере, однако эксперимент результатов не дал. Другие детекторы (например, американский детектор LUX - Large Underground Xenon) также не приблизили физику к обнаружению вимпов. В сентябре 2014 года профессор физики и астрономии Канзасского университета Михаил Медведев предложил новую гипотезу о природе темной материи, не включающую в себя экзотические частицы. Теперь профессор Гленн Старкмен и д-р Дэвид Джейкобс из Университета Кейптауна предлагают рассмотреть возможность того, что темная материя состоит макроскопических объектов – макросов. Размеры этих макросов могут начинаться от нескольких сантиметров и достигать размеров астероида. При этом плотность их должна быть сравнима с плотностью нейтронной звезды.

    Предложенные южноафриканскими учеными макросы могут состоять из обыкновенных частиц, входящих в Стандартную модель. Так называют теоретическую модель в современной физике, описывающую все частицы, существование которых доказано. В 1980-х годах ученые предполагали, что за темной материей могут скрываться недоразвитые планеты-гиганты, белые карлики, нейтронные звезды, небольшие черные дыры звездного размера и массивные нейтрино, однако все эти версии пришлось отвергнуть. По мнению ученых из Кейптауна, темная материя может родственной нейтронным звездам или ядрам крупных атомов. «Мы говорим «родственной», потому что она, вероятно, имеет существенную примесь странных кварков». – говорит Старкмен. Кварки странного аромата обычно удается получить только на ускорителях элементарных частиц, поскольку они имеют маленький срок существования и быстро распадаются на другие частицы. Старкмен указывает на то, что, нестабильность этих кварков в обычных условиях не обязательно означает, что они не могут существовать на протяжении длительного времени. Например, обычно нестабильные нейтроны становятся стабильными, установив связь с протонами гелия.

    «Существует вероятность того, что стабильная странная ядерная материя, существовавшая в ранней Вселенной, и темная материя – не более чем соединения странного ядерного вещества или же барионов, которые сами состоят из кварков». – считает Старкмен. Такая темная материя укладывается в Стандартную модель.

    Ученые установили граничные условия для макросов, которые могли бы отвечать за избыток массы во Вселенной. Макросы должны состоять из обычных и странных кварков или из барионов, включающих кварки до странного аромата, и должны иметь температуру не менее 3,5 трлн градусов, что сравнимо с температурой в центре взрыва сверхновой. Минимальная масса макросов – 55 граммов, иначе они были бы обнаружены космическими детекторами. Максимальная масса – 1024 г. Более крупные объекты отражали бы достаточно света, чтобы их можно было различить в телескопы. Диапазон от 1017 до 1020 г также должен быть исключен, поскольку макросы выдали бы себя эффектом гравитационного линзирования.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Астрономы объяснили нагрев газа в скплениях галактик

    Ученые использовали данные с рентгеновской космической обсерватории Чандра (Chandra), чтобы объяснить одну из загадок процесса звездообразования. Крупнейшие известные структуры во Вселенной – скопления галактик (примечание: недавние исследования свидетельствуют о существовании еще более масштабных структур). Каждое скопление может состоять из сотен и тысяч галактик, между которыми находится очень разряженный газ, раскаленный до температуры в миллионы градусов. Этот газ создает сильное излучение в рентгеновском диапазоне. Считается, что постепенное остывание газа в центре скоплений должно приводить к активизации процесса звездообразования. Тем не менее, наблюдать это астрономам не удавалось.

    По словам ведущего автора исследования, Ирины Журавлевой из Cтэнфордского университета в Калифорнии, ученые понимали, что некий процесс приводит к нагреванию газа в центрах звездных скоплений и препятствует образованию звезд, однако установить природу этого процесса они не могли. Новые данные позволили астрономам предположить, что источником энергии являются турбулентные потоки, признаки которых обнаружены на новых снимках двух скоплений галактик – Персея и Девы, сделанных телескопом Чандра.

    Известно, что сверхмассивные черные дыры в галактиках неподалеку от центра скопления выбрасывают огромные струи частиц с высокой энергией – джеты. Эти струи создают полости в горячем межгалактическом газе. Согласно опубликованному в Nature исследованию Ирины Журавлевой и ее коллег, взаимодействие джетов и газа создает турбулентность, которая поддерживает высокую температуру газа.

    Ученые оценили наличие и масштабы турбулентных движений по колебаниям плотности газа на рентгеновских снимках. По словам Евгения Чуразова из Института Макса Планка в Мюнхене, любые турбулентные движения постепенно затухают, передавая свою энергию газу. Но если турбулентность возникает достаточно часто, то газ не будет успевать остыть. Еще один соавтор, Александр Щекочихин и Оксфордского университета, утверждает: «Согласно нашим расчетам, там достаточно турбулентности, чтобы компенсировать охлаждение межгалактического газа».

    Отмечается, что некоторые события – например, столкновения галактик – также могут приводить к образованию турбулентности в горячем газе, однако основным источником энергии ученые все-таки считают джеты сверхмассивных черных дыр.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Масса темной материи в Млечном пути может быть переоценена в два раза

    Новое исследование предполагает, что масса темной материи в нашей галактике может быть в два раза меньше, чем считалось ранее. Исследование может объяснить недостаток галактик-спутников Млечного пути, который оставался загадкой для ученых последние 15 лет.

    Темная материя – гипотетическое вещество, не взаимодействующее с электромагнитными волнами и потому невидимое для наблюдателей. Несколько десятилетий назад астрономы обнаружили, что массы видимого вещества в нашей галактике недостаточно для того, чтобы гравитационные силы удерживали звезды вместе. Тогда и появилось предположение о том, что некая невидимая материя увеличивает гравитационное поле Млечного пути и других галактик. Сейчас считается, что звезды, планеты, астероиды и пыль составляют только 4% массы Вселенной. Еще 25% приходится на темную материю, остальное – на темную энергию.

    Для оценки массы темной материи ученые из Университета Западной Австралии использовали технику, которую разработал британский астроном Джеймс Джинс (James Jeans) в 1915 году. Они изучали скорость звезд, движущихся в окраинных областях нашей галактики на расстоянии более 5х1015 км от Солнечной системы. В новом исследовании ученым удалось провести эти измерения с рекордной точностью. Согласно результатам подсчетов, масса темной материи в Млечном пути должна составлять около 8x1011 масс Солнца. Ранее считалось, что в нашей галактике содержится темной материи в 2-2,5 раза больше.

    Измерения австралийских ученых помогают объяснить загадку, которая давно не давала покоя ученым. Согласно наиболее распространенной теории формирования и эволюции галактик, которая известна как теория Лямбда холодной темной материи (λ-CDM), около Млечного пути должно быть достаточно много спутниковых галактик, видимых невооруженным глазом. Мы же знаем только три таких: Большое и Малое Магеллановы облака, а также карликовая галактика Стрельца. Несоответствие разрешается, если предположить, что масса темной материи в два раза ниже, чем считалось ранее: около Млечного пути находится примерно столько галактик, сколько и предсказывает теория, хотя, по словам астрофизика Джеранта Льюиса (Geraint Lewis) из Университета Сиднея, некоторые проблемы еще остаются.

    Кроме этого, австралийским ученым удалось экспериментально подтвердить четвертую космическую скорость (т. е. скорость, которую необходимо набрать телу, чтобы преодолеть силу гравитационного поля галактики) в районе Солнца. Она составляет 550 км в секунду. Для сравнения, чтобы покинуть Землю, достаточно двигаться со скоростью 11,2 км в секунду.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Обнаружен рекордно яркий пульсар

    Астрономы, работающий с космической обсерваторией NuSTAR, обнаружили ультраяркий источник рентгеновского излучения (ULX) в галактике Messier 82. Источником излучения является пульсар. Ранее считалось, что ULX возникают только вокруг черных дыр.

    Группа ученых из Университета Тулузы и Калифорнийского технологического института занималась изучением сверхновой SN2014J в галактике M82, когда внимание ученых привлек находящийся неподалеку источник сверхмощного рентгеновского излучения. Его отличительной особенностью было наличие пульсаций излучения, которые, как известно, у черных дыр не наблюдаются. Дополнительные исследования показали, что источник, имеющий обозначение X-2, по своей природе является пульсаром. Так называют вращающиеся нейтронные звёзды – остатки мертвых звезд – с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения, что и вызывает колебания амплитуды приходящего на Землю излучения.

    По признанию ученых, они никогда не видели таких компактных источников ультраяркого рентгеновского излучения. Первоначально они считали, что X-2 должен быть черной дырой. Данный пульсар обладает массой всего 1-2 массы Солнца, однако он светит в 100 раз ярче, чем предполагают теории. X-2 резко выделяется на фоне всех других известных пульсаров.

    Объяснить природу необычного ULX физики пока не могут. В любом случае, классификацию ультраярких рентгеновских источников придется пересмотреть.

    Анимация (нажмите на изображение):

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Обнаружены пары воды в атмосфере экзопланеты HAT-P-11b

    У нептуноподобной планеты HAT-P-11b, находящейся в 124 световых годах от Земли, обнаружены следы водяного пара в атмосфере. Поскольку раньше вода была обнаружена только в планетах размером с Юпитер, HAT-P-11b может считаться самой маленькой водосодержащей планетой из всех известных ученым. В исследовании были использованы данные, собранные телескопами Хаббл, Спитцер и Кеплер. Как отмечает заместитель руководителя Дирекции научных проектов НАСА Джон Грансфелд (John Grunsfeld), это исследование является важным шагом на пути к изучению атмосфер небольших планет с твердой поверхностью – таких, как Земля.

    Астрономам хорошо известно, что облака в атмосферах скрывают спектр излучения нижележащих молекул, изучение которых важно для понимания состава и истории планет. Из-за этого обнаружение чистого неба на планете размером с Нептун – хороший знак, свидетельствующий о том, что небольшие планеты могут иметь хорошо проницаемые атмосферы.

    HAT-P-11b –горячий мир, вращающийся вокруг звезды HAT-P-11 в созвездии Лебедя с периодом обращения всего 5 земных дней. Предполагается, что экзопланета обладает твердым ядром под своей плотной атмосферой. В новом исследовании ученые использовали камеру телескопа Хаббл и метод трансмиссивной спектроскопии, при котором снимки делаются в период прохождения планеты перед своей звездой. Свет звезды проходдит через атмосферу планеты, и если там есть молекулы воды, то они адсорбируют излучение определенного спектра, что можно заметить на снимках телескопа. Чтобы подтвердить, что источником водяного пара не являются холодные пятна на поверхности звезды, были использованы снимки космических телескопов Кеплер и Спитцер. Выяснилась, что температура этих темных пятен слишком высока, чтобы они могли содержать пары воды.

    Исследование показало, что атмосфера HAT-P-11b содержит водяной пар, водород, и другие газы, для определения состава которых в дальнейшем можно прибегнуть к моделированию. Астрономы планируют изучить еще несколько экзонептунов, чтобы установить, существует ли возможность применить тот же метод для анализа состава атмосфер небольших твердых планет.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Предложен астрономический метод поиска гравитационных волн

    Британские и американские ученые считают, что следы присутствия гравитационных волн – гипотетических невидимых возмущений пространства, возникающих при ускоренном движении массивных тел – можно обнаружить по их влиянию на яркость обыкновенных звезд. Это предсказание базируется на утверждениях Общей теории относительности Эйнштейна.

    Поиск гравитационных волн является одной из важнейших задач современной физики, однако их до сих пор не удалось обнаружить напрямую. Некоторые эксперименты (например, детектор LIGO в США) не дали никаких результатов, другие (антарктический BICEP2) получили косвенные, но весомые аргументы в пользу существования явления. Основная сложность заключается в том, что гравитационные волны должны очень слабо взаимодействовать с материей: чувствительности имеющихся в распоряжении ученых детекторов просто недостаточно для их обнаружения.

    Источниками наиболее сильных гравитационных волн должны быть высокоэнергетические космические события, такие как вспышки сверхновых, взаимодействующие нейтронные звезды, сливающиеся черные дыры и т. д. Предложенная учеными модель предсказывает, что яркость звезд, частота внутренних колебаний которых совпадает с частотой гравитационных волн, будет расти. Хотя энергия взаимодействия самой гравитационной волны слишком мала, чтобы заметить ее влияние на массивные тела, благодаря резонансу, она будет постепенно накапливаться звездами, что и приведет к повышению их яркости.

    Как говорится в исследовании, все звезды имеют разную частоту собственных колебаний. При сближении двух черных дыр будут излучаться гравитационные волны на определенной частоте, что приведет к росту яркости лишь отдельных звезд. Но, по мере сближения черных дыр, частота гравитационных волн будет постепенно изменяться. Таким образом, первыми «зажгутся» более массивные звезды, а за ними последуют светила все меньшего и меньшего размера.

    Сейчас ученые продолжают анализировать предложенную идею, чтобы определить, насколько возможно и сколько времени потребует обнаружение предсказанного эффекта при помощи астрономических наблюдений.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Опубликованы новые результаты эксперимента по поиску темной материи на МКС

    Установленный на Международной космической станции позитронный детектор AMS-2 (Alpha magnetic spectrometer, Альфа-магнитный спектрометр) предназначен для поиска вимпов – гипотетических частиц темной материи. Считается, что позитроны с высокой энергией могут появляться в двух случаях: в пульсарах и при распаде частиц темной материи. Информацию об этих частицах и собирает прибор.

    18 сентября в новой статье исследователи из Лаборатории ядерных исследований американского университета MIT заявили, что им при помощи AMS-2 удалось приблизиться к обнаружению границ диапазона энергии вимпов.

    Впервые об обнаружении высокоэнергетичных позитронов при помощи AMS-2 было объявлено в апреле 2013 года. Выделить частицы по происхождению теоретически можно благодаря тому, что «вимповые» позитроны должны существовать в достаточно узком диапазоне энергий. Другими словами, внутри пика высокоэнергетических позитронов должен быть еще один резкий подъем и быстрый спад. К сожалению, собранных данных было не достаточно для того, чтобы выделить в набранной статистике «вимповые» позитроны и определить их граничную энергию. Более того, в апреле нынешнего года в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics была опубликована критическая статья о результатах поиска темной материи при помощи AMS-2. В ней итальянские ученые, добавившие в анализ новые данные, утверждали, что объяснить наблюдаемую картину распределения позитронов (см. рис.) можно без учета вимпов, и наблюдаемый на графиках пик полностью укладывается в гипотезу, которая предполагает происхождение всех высокоэнергетичных позитронов в пульсарах. Отмечалось, впрочем, что наблюдаемая картина могла быть «смазана» выбросом частиц от вспышки сверхновой.

    В новом исследовании американские ученые наблюдали за динамикой отношения позитронной фракции к общему числу позитронов и электронов. Выяснилось, что роль позитронов быстро возрастает на малых энергиях и уменьшается вплоть до незначительных значений при больших энергиях. Максимум фракции наблюдается при энергиях от 243 до 307 гигаэлектронвольт.

    Разделить позитроны пульсарного и вимпового происхождения ученые не смогли, однако они утверждают, что полученный позитронный максимум сочетается с частицами темной материи, масса которых должна составлять около одного тераэлектронвольта. Дальнейшая работа продолжается, и новые результаты ждут нас по мере набора статистики работы AMS-2.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Впервые обнаружен водяной лед в атмосфере тела за пределами Солнечной системы

    Астрономы нашли доказательства существования облаков с содержанием водяного льда на инфракрасных снимках открытого недавно коричневого карлика WISE J085510.83-071442.5. Коричневыми карликами называют объекты, занимающие промежуточное положение между планетами-гигантами и звездами. Считается, что облака с водяным льдом должны быть важной составляющей атмосфер экзопланет, однако наблюдать их удалось только сейчас.

    Кристаллы водяного льда обнаружены в газовых гигантах Солнечной системы. Уже долгое время известно, что водосодержащие слои скрыты под плотными аммиачными облаками атмосферы Юпитера, а недавно американский аппарат «Кассини» (Cassini) подтвердил, что водяной лед содержится в атмосфере Сатурна.

    Коричневый карлик WISE J085510.83-071442.5 или, для краткости, W0855 – один из самых холодных известных объектов своего типа. Температура на его поверхности держится около отметки в несколько десятков градусов Цельсия ниже нуля. Карлик расположен на расстоянии всего 7,2 светового года от Солнца, что делает его одним из ближайших к нам тел. Масса карлика составляет от 3 до 10 масс Юпитера. Обнаружить его удалось в апреле 2014 года на снимках американской космической обсерватории WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer, Широкоспектральный инфракрасный телескоп).

    Для дополнительного изучения нового небесного тела были использованы возможности обсерватории Лас-Кампанас в Чили. В течение трех ночей получены полторы сотни снимков W0855, на которых и были обнаружены явно выраженные признаки присутствия водяного льда в облаках. Кроме него ученые нашли в атмосфере карлика сульфидный лед.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Понятие «обитаемого пояса» вокруг звезд можно сузить с учетом венероподобных планет

    Американские астрономы из Государственного университета Сан-Франциско предлагают ввести понятие «венерианской зоны» – области вокруг звезд, в которой температурные условиях превращают планеты в непригодные для жизни тела, похожие на Венеру в Солнечной системе. Сейчас обитаемым поясом называют пространство вокруг звезд, в котором существует достаточно тепла для существования воды на поверхности планет в жидком виде. Формально в обитаемый пояс вокруг Солнца попадают и Венера, и Земля, и Марс, однако жизнь существует только на Земле. Поэтому астрономы давно пытаются сформулировать более точные условия для возможности существования жизни.

    По словам авторов исследования, они исходили из того, что атмосферы Венеры и Земли имели одинаковые первоначальные условия (массы планет, как известно, очень близки), однако процесс эволюции атмосфер протекал по-разному. В результате Венера получила сверхплотную атмосферу из углекислого газа, которая за счет парникового эффекта превратила поверхность планеты в раскаленный ад. Разница, как считают астрономы, заключается в радиусе орбиты: Венера находится на расстоянии 0,72 а. е. от Солнца (а. е. – астрономическая единица, среднее расстояние от Земли до Солнца).

    Для выделения венерианской зоны, как и для обитаемой, ученые предлагают использовать количество солнечного тепла, получаемого планетой. Расстояние от звезды, на котором планета начинает испытывать накапливающийся парниковый эффект, определяет внешнюю границу зоны. Внутренняя граница определяется расстоянием, на котором мощный солнечный ветер начинает сдувать атмосферу в космос.

    Косвенным свидетельством в пользу предложенного определения «венерианской зоны» может стать обнаружение большого количества углерода в составе атмосфер планет, расположенных близко к внутренней границе «обитаемой зоны». Подтвердить же или опровергнуть идею удастся только в будущем, когда более мощные телескопы смогут получать информацию о плотности атмосфер небольших экзопланет.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Астрономы нашли звезду-компаньона сверхновой типа IIb

    При помощи телескопа Хаббл ученым удалось обнаружить звезду рядом со сверхновой SN 1993J. Эта находка подтверждает теорию о том, что вспышки типа IIb происходят в двойных системах в результате взаимодействия двух звезд. Наиболее распространенные сверхновые II типа имеют другое происхождение.

    Отличительной особенностью сверхновых типа IIb является пониженное содержание водорода в продуктах вспышки. Астрономы предполагают, что большая часть этого газа притягивается и сжигается находящейся рядом звездой-компаньоном, однако подтвердить эту гипотезу раньше не удавалось, т. к. излучение любой соседней звезды теряется на фоне вспышки сверхновой.

    SN 1993J вспыхнула 21 год назад в галактике M81 в созвездии Большой Медведицы в 11 млн световых лет от Земли. Поиски звезды-компаньона, уничтожившей водородные оболочки взорвавшейся звезды, заняли два десятилетия. Наблюдения, сделанные на гавайской обсерватории Кек, показали, что искомая звезда должна излучать в ультрафиолетовом диапазоне, однако участок неба около вспышки SN 1993J был переполнен таким излучением. Из-за этого ученые не были уверены, что им удалось правильно различить звезду-компаньона.

    Команда астрономов совместила оптические и ультрафиолетовые снимки космического телескопа Хаббл, чтобы получить изображение в спектре, точно соответствующем предсказанному спектру излучения звезды-компаньона. На полученных изображениях был обнаружен явно выраженный источник излучения в окрестностях вспышки SN 1993J. Наличие ультрафиолетовой аномалии сохранилось после вычитания излучения всех соседних звезд.

    Для изучения свойств звезды-компаньона потребуются дополнительные наблюдения и анализ данных. Там не менее, астрономы уверены, что им впервые удалось подтвердить участие второй звезды в сверхновой вспышке типа IIb.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Предложена новая модель темной материи

    Ученые считают, что 80% массы Вселенной заполнено веществом неизвестной природы – темной материей. Она не участвует в электромагнитном взаимодействии, поэтому мы не можем ее увидеть своими глазами или в телескоп, однако о наличии этого вещества мы знаем по тому гравитационному воздействию, которое оно оказывает на обычную материю в галактике. Считается, что темная материя состоит из еще не открытых нами частиц – вимпов. Существует несколько научных экспериментов, которые ставят себе целью напрямую обнаружить эти вимпы (например, американский детектор LUX - Large Underground Xenon), однако до сих пор, несмотря на все усилия, поиски не увенчались успехом (1, 2, 3, 4).

    Профессор физики и астрономии Канзасского университета Михаил Медведев предложил новую гипотезу о природе темной материи, которая не включает в себя крайне экзотические частицы. Статья американского ученого опубликована в одном из самых престижных журналов мира, Physical Review Letters. Свою модель Медведев назвал «многокомпонентной темной материей со смешанным ароматом». В его модели использованы гипотетические частицы, существование которых предсказано другими теориями. Согласно Стандартной модели, обычные атомы состоят из кварков и лептонов. Свойства (или ароматы) кварков и лептонов при соединении частиц друг с другом могут изменяться. Так и образуются смешанные ароматы.

    «В повседневной жизни мы привыкли к тому, что каждая частица или атом имеют свою массу». – поясняет Медведев. – «Частица со смешанным ароматом ведет себя странно – у нее есть несколько масс одновременно – и это приводит к появлению интересных эффектов». Ученый сравнивает смешанный аромат с белым цветом, который является суммой всех цветов видимого спектра, но обладает собственными свойствами.

    Согласно опубликованной статье, составными темной материи могут быть сложные частицы со смешанным ароматом, состоящие из гипотетических нейтралино, аксионов и стерильных нейтрино.

    Ранее ученые обнаружили, что частицы со смешанным ароматом обладают свойством «квантового испарения» из гравитационного колодца при столкновении с другими частицами. По словам Медведева, это поразительный результат: космический корабль, сделанный из частиц со смешанными ароматами, легко доставил бы нас на орбиту Земли без всяких ракет. Ученый включил физику процесса «квантового испарения» в масштабную космологическую симуляцию на суперкомпьютере. В результате ему удалось получить экзотическую материю, которая очень слабо взаимодействовала с обычной.

    На основе моделирования физики разработали новую модель, в которой темная материя не взаимодействует с остальной, является очень холодной (т. е. медленной), но обладает существенной массой. Эта модель получила название λ-CDM. Изначально в теории оставались расхождения с данными существующих наблюдений, однако статья Медведева, как утверждается, снимает большую их часть за счет введения двухкомпонентной смеси частиц со смешанным ароматом.

    В моделировании был использован высокопроизводительный вычислительный комплекс XSEDE в Техасе. На иллюстрации сверху: результат распределения темной материи во Вселенной по результатам компьютерного моделирования двухкомпонентной λ-CDM, Канзасский университет. Справа: иллюстрация к эффекту квантового испарения, Канзасский университет.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Астрономы построили трехмерную карту Местного сверхскопления галактик

    Ученые составили новую трехмерную карту пространства, на которой показаны границы гигантского сверхскопления галактик. К нему относится и наш Млечный путь. Сверхскопление называется гавайским словом Ланиакея, в переводе значащим «неизмеримые небеса».

    Давно известно, что галактики во Вселенной расположены не хаотично. Они собраны в группы. Например, наш Млечный путь относится к Местной группе, в которую входят десятки галактик. Она, в свою очередь, является частью большей структуры из сотен таких групп – Местного сверхскопления, известного также как сверхскопление Девы или Ланиакея. Один из авторов исследования, астроном Брент Талли из Университета Гавайев в Гонолулу, описывает форму сверхскопления как гигантскую паутину из галактик, связанных тонкими (конечно, по вселенским меркам) нитями.

    Границы таких гигантских структур как галактическое сверхскопление установить сложно. Астрономы воспользовались самым крупным каталогом движения галактик Cosmicflows-2. Они предположили, что галактики, относящиеся к Ланиакее, будут двигаться друг к другу под действием общего гравитационного поля. В результате они получили новую трехмерную карту огромной космической структуры. Согласной этой карте, Млечный путь находится в окраинной части сверхскопления (красная точка на изображении). Сама Ланиакея имеет линейные размеры около 520 млн световых лет. Она состоит примерно из 100 тысяч галактик общей массой в 1017 раз больше массы Солнца. Кроме Местной группы, Ланиакея включает в себя скопление Девы и Великий аттрактор.

    Талли отмечает, что Ланиакея может быть частью какой-то еще более масштабной космической структуры. Ее наличие могло бы объяснить особенности локального движения кластеров галактик в сверхскоплении.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Ученые оценили скорость выравнивания состава межзвездного газа в областях звездообразования

    Согласно исследованию ученых Университета Калифорнии, идентичность химического состава звезд в одном скоплении является результатом турбулентного перемешивания космической пыли и газа в области звездообразования. Однотипные химические отпечатки носят даже те звезды, основные этапы формирования которых проходили пределами исходного скопления.

    Профессор Университета Калифорнии Марк Крамхольтц (Mark Krumholz) поясняет суть проблемы: «Мы видим, что звезды, находящиеся сейчас в одном скоплении, химически идентичны, но у нас не было полноценных оснований считать это истиной для звезд, которые образовались вместе, но рассеялись до образования стабильного звездного скопления».

    В основу работы легло проведенное на суперкомпьютере моделирование процесса смешивания двух потоков вещества в газопылевом облаке, которое спустя несколько миллионов лет под действием внутренних сил гравитации должно превратиться в звездное скопление. Как известно, различные потоки газопылевых скоплений гораздо сильнее отличаются по составу, чем звезды одного скопления. Чтобы проиллюстрировать разницу в составе, в компьютерной симуляции в потоки были добавлены цветовые красители: синий и красный (см. видео). Моделирование продемонстрировало, что турбулентное смешивание потоков успешно приводит к выравниванию их химического состава. К моменту, когда начинается процесс образования звезд, «красное» и «синее» вещество в скоплении смешалось до равномерного «фиолетового». Все образовавшиеся в симуляции звезды обладали одинаковым составом, несмотря на то, что сами ученые ожидали увидеть в некотором соотношении светила красного и синего цветов.

    Очевидным применением нового исследования станет возможность найти родственные звезды, разбросанные различными силами в разные районы галактики. Собрав значительный объем информации об этом, астрономы смогут проследить, как распадались отдельные скопления и заполняли пространство звездами, т. е. как формировалась вся наша галактика.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Астрономы измерили расстояние до Плеяд с рекордной точностью

    Звездное скопление Плеяды в созвездии Тельца широко известно не только профессиональным астрономам, но и простым обывателям. Несмотря на это, точное расстояние между Землей и Плеядами долгое время оставалось предметом спора. Согласно устоявшемуся мнению, оно составляло 133,5 парсека, тогда как данные европейского космического аппарата Hipparcos свидетельствовали о том, что до Плеяд всего120,2 парсека. Теперь же, проанализировав излучение от квазаров, ученым удалось выяснить, что скопление находится на удалении 136,2 парсек или 444 световых лет.

    Работа над проблемой началась пять лет назад в Университете Калифорнии. С XIX века для того, чтобы измерить расстояние до звезды, применяется метод параллакса. Астрономы наблюдают за тем, как положение звезды меняется относительно фоновых звезд в течение года, когда Земля находится в разных точках своей орбиты. Этот способ не очень точен и имеет рад ограничений, в первую очередь связанных с тем, что другие звезды тоже смещаются на небосводе в зависимости от орбитального положения Земли.

    Чтобы оценить расстояние до Плеяд, астрономы обратились к другому способу. Они использовали в качестве точек отсчета фоновые квазары, излучающие в радиодиапазоне и находящихся настолько далеко за Плеядами, что их положение можно считать неизменным. В измерениях использовалась интерферометрическая сеть из 10 радиотелескопов VLBA (Very Long Baseline Array). Астрономы пытались определить расстояние до четырех звездных систем и пяти звезд, относящихся к Плеядам, проводя наблюдения раз в неделю на протяжении двух лет. Результаты работы свидетельствуют о том, что первоначальна оценка расстояния до Плеяд была ближе к истине. Пока что нельзя сказать, что привело к ошибке измерений спутника Hipparcos, т. к. в других случаях он отлично себя зарекомендовал.

    Кроме того, ученые отмечают, что параллельные наблюдения на гавайской обсерватории Кек позволили подтвердить, что два объекта из наблюдаемых звезд в действительности являются двойными системами. В конце года они обещают опубликовать еще одну статью, в которой проанализируют обнаруженное ими орбитальное движение звезд в Плеядах. Это позволит точнее определить массу самих светил.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Изучение толинов может помочь в поисках происхождения жизни

    Существуют различные теории о том, как появилась жизнь на Земле. Некоторые считают, что она была привнесена из космоса на кометах и астероидах (т. н. гипотеза панспермии). Согласно другим предположениям, жизнь зародилась на самой планете из «органического бульона». Особы интерес для ученых, которые занимаются этой проблемой, является холодный спутник Сатурна Титан. Его азотная (на 98%) и метановая (1,6%) атмосфера по составу имеет много общего с атмосферой Земли вскоре после ее образования. В начале протерозоя (2,5 млрд лет назад) земная атмосфера более чем наполовину состояла азота и примерно на 15% из метана, но, кроме того, содержала значительное количество кислорода и углекислого газа.

    В спектре излучения Титана, а также на некоторых других ледяных телах внешних областей Солнечной системы, были обнаружены линии поглощения толинов. Так называют вещества, представляющие собой смесь органических сополимеров, образованных в атмосфере из простых органических соединений вроде метана и этана под действием ультрафиолетового излучения Солнца.

    В новом исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Icarus, американские ученые попытались воссоздать эти вещества из атмосферы Титана и изучить их свойства. Они предполагают, что изучение толинов поможет лучше понять основные свойства органических веществ на Титане. Особенности структуры позволят определить, содержатся ли в толинах химические вещества, считающиеся предшественниками жизни. Данные о растворяемости толинов дадут информацию о том, где их следует искать – в морях или атмосфере. Наконец стабильность существования толинов важна для выбора метода их изучения во время гипотетической исследовательской миссии.

    Ученые получили толины диссоциацией и ионизацией азота (95%) и метана (5%) в специальной камере при комнатной температуре. После 72-часового воздействия разностью потенциалов, на стенках камеры образовался мутный толиновый осадок, по оптическим свойствам идентичный туманной дымке в атмосфере Титана.

    Изучение полученного вещества показало, что полярные растворители (т. е. имеющие разные заряды между атомами в молекуле – это метанол вода, ацетонитрил и др.) хорошо разрушают молекулы Толина, тогда как неполярные (пентан, бензол) оказывают мало воздействия. Это означает, что толины смогут существовать на дне титанианских озер и морей, состоящих из метана и этана. Изучить толины можно сможет как наземный, так и подводный научный аппарат. Ранее американское космическое агентство рассматривало несколько концепций миссий к Титану, включая плавучий подводный (точнее, подметановый) зонд.

    Кроме того, ученые выяснили, что толины легко разрушаются при высокой температуре. Для естественных условий холодного спутника Сатурна, где средняя температура колеблется вокруг отметки -179 градусов, это не является проблемой, однако создателям исследовательских станций придется учитывать, что тепло от работы их аппаратов может уничтожать находящиеся поблизости толины.

    Дополнительную информацию о толинах удалось получить благодаря данным, полученным при помощи миссии Кассини-Гюйгенс. Американский научный аппарат обнаружил в толинах на Титане небольшое количество азотсодержащих молекул, важных для пребиотической химии и процесса образования жизни. А благодаря данным, полученным в 2007 году, удалось показать, что Толины на спутнике Сатурна образуются на высоте более 1000 км – в несколько раз выше, чем считалось ранее. В облаках Титана оказалось неожиданно большое количество отрицательно заряженных ионов. С учетом наличия там бензола, ионы могут свидетельствовать о процессе образования толинов.

    Последние исследования предполагают, что атмосфера Титана старше атмосферы Сатурна. Это означает, что спутник сформировался самостоятельно из газа и пыли в ранней Солнечной системе, а не был собран гравитационными силами из вещества колец Сатурна.

    Ссылка: phys.org

    Обсудить

  • Обнаружены следы одной из первых звезд во Вселенной

    Новое исследование предполагает, что древняя звезда в окружающем Млечный путь гало содержит остатки вещества, освобожденного при взрыве одной из первых звезд во Вселенной. Эта звезда, масса которой превышала солнечную в не менее чем 200 раз, относилась к так называемому населению III.

    Звезды этой группы, существование которой не подтверждено напрямую, должны были сформироваться из доминировавших в ранней Вселенной легких элементов – водорода и гелия. Из-за этого население III часто называют безметалличным. Другие элементы формировались внутри этих звезд в результате реакций ядерного синтеза, а после их угасания вспышки сверхновых разнесли вещество по всей галактике. Считается, что массивные звезды третьего населения имели очень небольшую продолжительность существования. Поэтому единственная возможность изучить их состав заключается в том, чтобы анализировать химические свойства более поздних звезд, сформировавшихся из их остатков.

    В прошлом численное моделирование показало, что звезды населения III могли иметь очень большие размеры, однако раньше подтверждений этому не было. Команда японских ученых использовала обсерваторию Субару на Гавайях для поиска небольших звезд с малой металличностью. Под эти условия подошла древняя звезда SDS J0018-0939, расположенная всего в тысяче световых лет от Солнца. По галактическим меркам это небольшое расстояние. Химический состав SDS J0018-0939 предполагают, что она поглотила вещество одной крупной звезды, а не от нескольких мелких. При смешивании материала от разных сверхновых, как указывают астрономы, особенности соотношения элементов в составе бы стерлись.

    С выводами японских ученых согласился Уолкер Бромм из Университета Техаса, который также занимается изучением звезд древней Вселенной. По его мнению, после Большого взрыва преобладали звезды небольшой массы, и их потомки содержат значительное количество углерода, помимо других легких элементов. Поскольку обнаружить потомков массивных звезд оказалось намного сложнее, Бромм предполагает, что они встречались гораздо реже, а средний размер звезд первого поколения составлял около 10 масс Солнца. Авторы исследования считают, что древние звезды малой массы не обязательно должны были прогорать так же быстро, как и тяжелые. Многие из них могут существовать до сих пор. К сожалению, обнаружить их будет сложно, поскольку излучение таких звезд должно быть сильно смещено в красную сторону спектра – до ближнего инфракрасного диапазона. Для детектирования подобных объектов потребуются очень чувствительные телескопы.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • В изолированном подледном озере на Антарктиде обнаружены микроорганизмы

    20 августа в журнале Nature опубликована новая статья американских ученых. Она посвящена изучению пробы воды из подледного озера Уиллэнс на Антарктиде, расположенного под 800 метрами ледяной толщи. В пробе ученым удалось обнаружить различные виды микроорганизмов, большинство которых, по всей видимости, получает энергию от окружающих пород, а не от Солнца. Результаты исследования указывают на то, что в условиях холодных и темных подледных океанов на спутниках Юпитера, в теории, может существовать жизнь.

    Образец воды был получен напрямую из озера 28 января 2013 года. До этого ученым пришлось преодолеть множество сложностей, чтобы избежать загрязнения пробы поверхностными веществами. Между российскими, американскими и британскими научными группами развернулась настоящая гонка за возможность первыми приступить к исследованию подледных озер. Ожидалось, что в них могут существовать экосистемы, длительное время изолированные от общей экосистемы Земли. Ранее сообщалось, что российские специалисты в пробе, полученной из оттаявшего льда, взятого непосредственно над поверхностью озера Восток, следов жизни не нашли. Американцы для защиты от загрязнения пробы использовали ультрафиолетовое облучение и фильтры, а для очистки оборудования и бурового раствора применяли перекись водорода.

    В результате исследования пробы из озера Уиллэнс американским ученым удалось обнаружить, что образец воды наполнен достаточно активной жизнью и вмещает до 130 тысяч клеток в каждом кубическом миллиметре. Такая плотность микробов примерно соответствует плотности жизни в обычном океане на больших глубинах. По разнообразию жизни проба из озера оказалась намного сложнее, чем ожидали ученые – в ней обнаружилось более 4 тысяч видов различных бактерий и архей.

    Дополнительный анализ показал, что бактерии существовали в условиях жесткого дефицита солнечной энергии по меньшей мере 120 тысяч лет, а возможно до 1 млн лет. У ученых есть две версии проникновения жизни в замкнутую среду. Первая гласит, что мы имеем дело с потомками микробов из открытого океана, пережившими похолодание. Согласно второй версии, озеро населено занесенными с поверхности микроорганизмами. Попасть в озеро они могли, постепенно просачиваясь сквозь лед. Такой путь должен занимать у бактерий не меньше 50 тысяч лет.

    Ссылка: www.nature.com

    Обсудить

  • Подтверждено существование черных дыр среднего размера

    Ученым известно множество объектов, которые с большой степенью уверенности можно назвать черными дырами. Все они делятся на два типа: сверхмассивные черные дыры, масса которых может достигать миллиардов масс Солнца, и малые черные дыры. Последние по своей массе мало отличаются от обычных звезд. Сверхмассивные черные дыры обычно располагаются в центрах галактик. Есть и кандидаты в промежуточные черные дыры, которые должны превосходить звезды в несколько сотен раз. К сожалению, оценить массу таких объектов очень сложно, поэтому многие астрономы вообще сомневались в их существовании.

    Новое исследование, результаты которого были опубликованы 17 августа в журнале Nature, ставит точку в этом споре. На этот раз астрономам удалось измерить массу черной дыры в соседней галактике M82. Она оказалась равна 428 +/- 105 масс Солнца. Несмотря на кажущуюся расплывчатость оценки, она является беспрецедентной по точности и подтверждает порядок размеров черной дыры.

    Обычно обнаружить черные дыры удается благодаря яркому излучению вращающихся вокруг них аккреционных дисков. Около 15 лет назад рентгеновская обсерватория Чандра обнаружила источник мощного излучения в галактике M82 примерно в 12 млн световых лет от Солнца. Он получил название M82 X-1. Астрономы сразу же предположили, что по своей природе этот источник может быть черной дырой среднего размера, однако подтвердить это удалось только теперь. В решении проблемы помогли снимки, сделанные еще одним рентгеновским телескопом, RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer), между 2004 и 2010 годами. В его данных удалось обнаружить две накладывающиеся пульсации яркости M82 X-1 частотой 5,1 Гц и 3,3 Гц. Эти колебания напрямую связаны с периодом вращения дыры. Именно соотношение между колебаниями и их амплитуда позволили определить массу черной дыры.

    На данный момент у ученых отсутствует определенное мнение о процессе образования средних черных дыр, поэтому подтверждение массы M82 X-1 должно активизировать научную работу в этой области. Кроме того, существование таких объектов является важным фактом, который придется учитывать в астрофизических гипотезах.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Ученые не могут точно определить природу сверхновой вспышки SN\J2014

    Сверхновая в галактике Сигара (M82) была зафиксирована 21 января 2014 года. Вспышка, расстояние до которой составило 11,5 млн световых лет, стала самой близкой к Земле за последние 42 года. По силе и скорости угасания J2014 была отнесена к группе сверхновых Ia. Считается, что сверхновые I типа образуются в двойной системе звезд, когда белый карлик перетягивает вещество со звезды-соседа. При увеличении массы белого карлика постепенно увеличивается его плотность, а это приводит к нагреву. После достижения определенного предела температуры происходит термоядерный взрыв.

    В середине февраля 2014 года район вспышки был сфотографирован рентгеновским космическим телескопом Чандра. На фотографиях не удалось обнаружить следов излучения, которые бы подтвердили, что причиной вспышки стал белый карлик. Таким образом, первоначальные предположения о природе вспышки J2014 были не совсем верными. Быстрое угасание рентгеновского излучения накладывает два ограничения на модель событий. Во-первых, скорость потери вещества в системе-предшественнике должна быть ниже нормальной (не более 10-9 масс Солнца в год), Во-вторых, средняя плотность среды, в которой распространялся взрыв, также должна быть пониженной.

    Источником вспышки мог стать субкарлик, теряющий массу в квазистабильном или нестабильном режиме, однако более вероятным ученые считают модель с двумя взаимодействующими белыми карликами. Она удовлетворяет упомянутому выше ограничению по плотности среды. Кроме этого отмечается, что, в теории, рентгеновского излучения на снимках может не быть после взрыва в двойной системе белого карлика и вырожденного ядра звезды-гиганта. Подобный процесс уже предполагался при взрыве 2011fe три года назад.

    Ссылка: arxiv.org

    Обсудить

  • Космический аппарат НАСА мог доставить несколько частиц межзвездной пыли

    В 1999 году НАСА запустило автоматический космический аппарат Stardust («Звездная пыль») для сбора мельчайших частиц из газопылевого облака, окружающего ядро кометы Wild 2. Зонд успешно выполнил миссию и в 2006 году доставил на Землю капсулу с несколькими десятками зерен пыли. Семь из них, как теперь предполагают ученые, могут происходить из межзвездного пространства.

    Пространство между звездами не является абсолютно пустым. Вспышки сверхновых, красные гиганты и некоторые другие звезды наполняют его тяжелыми частицами углерода, азота и кислорода. Изучение этих частиц, как заявляют астрономы, поможет нам больше узнать о происхождении Солнечной системы.

    Для сбора образцов пыли зонд Stardust использовал двухсторонний контейнер. Во время активного участка сбора, длившегося 195 дней, основная сторона контейнера была повернута к комете, а другая смотрела в пустой космос в направлении созвездия Змееносца. После десяти лет изучения образцов анализ позволяет предположить, что семь пылинок с задней стороны контейнера попали в Солнечную систему и межзвездного пространства. Ученые установили, что собранные частицы отличаются по химическому составу и размерам. Крупные зерна имеют пористую структуру, тогда как мелкие более плотные и, судя по всему, имеют различное происхождение. Для подтверждения открытия потребуются дополнительные исследования, но уже сейчас можно сказать, что как минимум в двух частицах из семи обнаружены изотопы кислорода. Эта особенность является аргументом в пользу их внесолнечного происхождения. Если открытие подтвердится, то доставленные в 2006 году частицы станут первыми доставленными на Землю образцами межзвездного вещества в истории изучения космоса.

    Примечание. На фото (большое изображение) показана дифракционная картина одной из частиц предполагаемой межзвездной пыли в псевдоцветах.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Ученые выявили нехватку ультрафиолетового излучения во Вселенной

    Водород является наиболее распространенным химическим элементом во Вселенной. Он составляет примерно 75% всей известной массы обычной материи. Высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучение способно отрывать от электрически нейтральных атомов водорода электроны, превращая их в положительно заряженные ионы. Известны два источника таких лучей: горячие молодые звезды и квазары, т. е. сверхмассивные черные дыры, которые производят мощные вспышки излучения при поглощении падающих в них звезд. Ранее астрономы выяснили, что ионизирующее излучение молодых звезд почти полностью поглощается межзвездным газом и другим находящимся поблизости веществом, т. е. не выходит за пределы галактик.

    На основании имеющихся теорий, ученые провели численное моделирование квазаров с использованием суперкомпьютера. Сравнение результатов исследования с данными космического телескопа Хаббл, к удивлению ученых, показало, что количество излучения от известных квазаров в пять раз ниже, чем нужно, чтобы объяснить объемы наблюдаемого неионизированного межгалактического водорода (т. е. водорода на снимках слишком мало). Автор исследования Джуна Колмейер из Вашингтонской обсерватории института Карнеги в Пасадене приводит такую аналогию: «Это как если бы вы зашли в очень ярко освещенную комнату, но, осмотревшись вокруг, заметили только пару 40-ваттных лампочек. Откуда берется свет – непонятно».

    Ученые назвали эту нехватку ультрафиолетового излучения «кризисом недопроизводства фотонов». В современной физике подобные несоответствия встречаются достаточно редко. В данном случае факт 400-процентной нехватки излучения не подлежит сомнению, независимо от того, каковы причины этого явления. Несоответствие между теорией и практикой есть, и оно означает, что наука описывает Вселенную неправильно. Стоит отметить, что «кризис недопроизводства фотонов» наблюдается только в ближней хорошо изученной части Вселенной. В глубоком и старом космосе количество ультрафиолетового излучения соответствует наблюдаемой пропорции водорода и ионизированного газа.

    Авторы исследования предлагают одно объяснение для выявленной аномалии (впрочем, чисто гипотетическое). Согласно их идее, водород может ионизироваться не только квазарным ультрафиолетовым излучением. Другим источником света могла бы быть темная материя, свойства которой до сих пор не известны ученым. Тем не менее, считается, что темная материя составляет 5/6 массы Вселенной и, теоретически, нельзя исключить, что процессы в ней приводят к образованию электромагнитного излучения.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • После сверхновых вспышек могут сохраняться остатки исходных звезд

    Новое исследование предполагает, что сверхновые вспышки не всегда приводят к уничтожению исходных звезд. В некоторых случаях может сохраняться остаточный объект.

    Сверхновые вспышки относятся к группе самых мощных всплесков энергии во Вселенной. Они достаточно сильны, чтобы на короткое время затмить целую галактику. Считается, что сверхновые I типа образуются в двойной системе звезд, когда белый карлик перетягивает массу со звезды-соседа. При увеличении массы белого карлика постепенно увеличивается его плотность и температура, и, при достижении определенного предела температуры, начинается термоядерный взрыв. По физико-химическим характеристикам звезд в двойной системе выделяют подтипы Ia, Ib и Ic. Тем не менее, наблюдать процесс образования вспышки в реальности астрономам не доводилось: обычно наблюдения за сверхновой удается начать уже после взрыва, а не до его начала.

    Чтобы узнать больше о сверхновых I типа, американские ученые проводили длительные наблюдения вспышки SN 2012Z, которая была обнаружена в 2012 году в галактике NGC 1309 в 110 млн световых лет от Солнца. Дополнительную информацию удалось получить благодаря тому, что ранее – в 2005, 2006 и в 2010 годах – космический телескоп Хаббл делал снимки этой галактики. Сопоставление данных позволило найти белый карлик, который с вероятностью 99% стал источником вспышки 2012 года.

    Астрономы не рассчитывали обнаружить прародителя сверхновой, т. к. предполагали, что он окажется слишком тусклым и маленьким. Стоит отметить, что вспышка SN 2012Z относится к особому подтипу Iax, который был выделен только 12 лет назад. Первоначально такие вспышки, количество которых выросло до более чем 30 к 2014 году, считались разновидностью Ia, однако теперь ученые склоняются к мнению, что они являются отдельной разновидностью сверхновых. Iax отличаются более медленной скоростью развития вспышки (примерно в пять раз) и меньшей (1-50%) мощностью.

    Исходная двойная система, в которой произошла вспышка SN 2012Z, состояла из белого карлика и голубой звезды-компаньона. Исследователи предполагают, что спутник является «гелиевой» звездой, лишившейся внешней водородной оболочки. В случае SN 2012Z этот спутник стал источником вещества, а белый карлик – его приемником, впоследствии взорвавшимся. И вместо того, чтобы уничтожить источник энергии, вспышка SN 2012Z оставила после себя не до конца разрушенный белый карлик, который астрономы назвали «звездой-зомби».

    Статья предполагает, что сверхновые типов Ia и Iax могут иметь разное происхождение. Изучив вспышки типа Ia SN 2014J и SN 2011fe, ученые не нашли никаких следов голубых исходных звезд в их окрестностях. Тем не менее, ученые признаются, что они не могут исключить другие объяснения роли голубой звезды во вспышке SN 2012Z. В частности, она могла бы быть чрезвычайно массивной звезд массой в 30-40 раз больше массы Солнца, уничтожившей себя при взрыве.

    Ссылка: space.com

    Обсудить

  • Ученые нашли рекордно далекую гравитационную линзу

    Из Общей теории относительности известно, что гравитационное поле массивных объектов искажает пространство вокруг себя. Световые волны, проходя через искривленное пространство, изгибаются – точно так же, как при прохождении через обычную линзу. Этот эффект и называется гравитационным линзированием. Американским ученым удалось обнаружить рекордно удаленный объект с такими свойствами на расстоянии 9,6 млрд световых лет от нас. Это большая удача: предыдущий рекордсмен находился почти в 50 раз ближе.

    Астрономы объясняют сложность поиска линз на большом расстоянии простым примером: представьте, что вы держите обычное увеличительное стекло прямо перед глазами. В него попадает большая часть комнаты. Но если вы начнете перемещать лупу от себя, шансы увидеть в ней какой-то четкий объект будут быстро сокращаться.

    Ученые, обнаружившие рекордный объект, занимались изучением галактического скопления IRC 0218. Согласно спектрографическим данным, полученным при помощи гавайской обсерватории Кек, в древней эллиптической галактике в IRC 0218 присутствовали следы раскаленного водорода, который является продуктом активного звездообразования. Однако предыдущие исследования показывали, что процесс образования новых звезд в этой галактике давно прекратился. После дополнительных исследований, выполненных при помощи космического телескопа Хаббл, удалось выяснить, что источник горячего водорода находится не в древней галактике, а в находящейся за ней молодой и активной галактике. Расстояние до нее составляет 10,7 млрд световых лет.

    Результаты исследования были опубликованы в журнале Astrophysical Letters Journal 10 июля.

    Ссылка: www.space.com

    Обсудить

  • Начались летные испытания последнего малого научного спутника по программе МКА ФКИ

    Научный спутник «Рэлек» по программе МКА ФКИ (Малые космические аппараты для фундаментальных космических исследований) был запущен в космос 8 июля в качестве попутной нагрузки на ракете-носителе «Союз-2.1б». Спутник, имеющий порядковый номер ПН2, предназначен для изучения высыпаний магнитосферных релятивистских электронов, а также транзиентных, (т. е. кратковременных) явлений в атмосфере Земли, на Солнце и во Вселенной. В пресс-релизе НПО им. Лавочкина, которое занималось разработкой аппарата, сообщается, что сейчас успешно проводятся проверки бортовых систем ПН2. Спутник функционирует штатно, пробное включение научной аппаратуры прошло успешно.

    Программа МКА ФКИ предусматривала запуск шести малых аппаратов массой до 220 кг на спутниковой платформе «Карат». Планировалось, что использование универсальной платформы и попутных пусков для вывода на орбиту позволит сократить стоимость программы исследований. К сожалению, первый малый спутник ПН1 «Зонд-ПП», предназначенный для исследования природных систем Земли, проработал только 11 месяцев. Летом 2013 года из-за проблем с бортовым компьютером он перестал функционировать в штатном режиме, а затем был выведен из эксплуатации. Запланированный срок активной службы «Зонда-ПП» составлял три года.

    «Рэлек» - второй аппарат в серии. Научная аппаратура для него разработана Научно-исследовательским институтом ядерной физики МГУ (НИИЯФ) совместно с Физическим институтом им. Лебедева РАН (ФИАН). В задачи аппарата входит изучение релятивистских электронов высоких энергий. Помимо выяснения природы эти частиц, «Рэлек» должен определить их возможную связь с высотными электрическими разрядами в самых высоких слоях атмосферы Земли.

    В апреле 2014 года Совет по космосу РАН принял решение закрыть программу МКА ФКИ после запуска ПН2. В качестве причины указана высокая стоимость платформы «Карат». Научная задача ПН4 «Странник», согласно решению совета, должна быть решена в ходе эксперимента «Резонанс». ПН4 «Конус-М», ПН5 «Арка», и ПН6 «Моника» повезло еще меньше. Их научная аппаратура в дальнейшем может быть размещена на неопределенных космических аппаратах социально-экономического назначения. Финансирование разработки спектрометра для «Моники», впрочем, будет продолжено в 2014 году.

    Обсудить

  • Атмосферы горячих газовых гигантов оказались обезвоженными

    При помощи телескопа Хаббл астрономы провели поиски паров воды в атмосферах трех экзопланет, которые вращаются вокруг солнцеподобных звезд.

    Планеты HD 189733b, HD 209458b и WASP-12 находятся на расстоянии от 63, 154 и 871 световых лет от Земли соответственно. Все они относятся к классу так называемых «горячих юпитеров», т. е. являются газовыми гигантами, находящимися на орбитах с маленьким радиусом вокруг своих звезд. Из-за высоких температур в атмосферах, которые должны достигать 800 до 2200 градусов Цельсия, они считались идеальными кандидатами для обнаружения паров воды, однако результаты исследования опровергли ожидания ученых. Содержание воды оказалось в 100-1000 раз ниже, чем это предсказывается общепринятыми теориями, описывающими процесс образования планет.

    Кроме того, выбору этих трех планет поспособствовало то, что они находятся рядом с яркими звездами, которые обеспечивают достаточно инфракрасного излучения для детектора Хаббла. Использовать для подобного опыта наземные телескопы невозможно, т. к. вода в атмосфере нашей планеты «загрязняет» данные.

    Участвовавшие в исследовании ученые заявляют, что проведенные ими измерения химического состава атмосферы HD 209458b установили рекорд по точности для планет, находящихся за пределами Солнечной системы. Теперь наука может с гораздо более высокой уверенностью утверждать, что на экзопланетах есть водяной пар. Тем не менее, его оказалось слишком мало, и эту аномалию пока не удается объяснить. Возможно, астрофизикам придется пересмотреть теории образования и эволюции планет, в первую очередь газовых гигантов – но не только. Если наши теории неверны, содержание воды на планетах земного типа также может оказаться ниже предсказанного. Следовательно, в будущем для обсерваторий, предназначенных для изучения экзопланет, придется разработать более точные приборы.

    Ссылка: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Необычный пульсар чередует периоды радиоизлучения и гамма-вспышек

    Астрономы, исследование которых было опубликовано в Astrophysical Journal, обнаружили при помощи телескопа Ферми странный объект. Его излучение в радиодиапазоне пропадает в те периоды, когда резко, примерно в пять раз, возрастает гамма-излучение.

    По своей природе аномалия является двойной системой из пульсара J1023 +0038 и небольшой близлежащей звезды массой примерно в пять раз меньше Солнца. Период обращения объектов вокруг друг друга составляет всего 4,8 часа. Это означает, что дни звезды сочтены – скоро гравитационное поле пульсара просто разорвет ее на части.

    Ученые предполагают, что объекты в этой системе расположены достаточно близко для того, чтобы потоки газа от звезды достигали пульсара. Вращение пульсара вокруг собственной оси и его сильное магнитное поле приводят к образованию радиоизлучения и, кроме того, собственного пульсарного ветра. Этот ветер сталкивается с веществом, исходящим от звезды. Пульсарный ветер и поток вещества от звезды противостоят друг другу. В те периоды, когда звезда приближается к J1023 +0038, исходящий с нее поток вещества оказывается «сильнее». Он скапливается вокруг пульсара, образуя аккреционный диск. По мере накопления вещества в этом диске, он уплотняется и нагревается, излучая энергию в рентгеновском диапазоне. Постепенно вещество на внутренней поверхности диска теряет скорость и падает на пульсар. Когда высота диска снижается до приблизительно 80 км, он начинает блокировать радиоизлучение пульсара.

    По всей видимости, высота внутренней части аккреционного диска сильно колеблется в зависимости от расстояния до соседней звезды. Часть вещества в нем ускоряется до околосветовых скоростей, что приводит к образованию хорошо известных астрономам джетов. Так называют мощные потоки частиц с высокими скоростями, исходящие из центра системы перпендикулярно аккреционному диску. Ударные волны внутри и по периферии джетов и являются источником нестабильного гамма-излучения, которое зафиксировал телескоп Ферми.

    Ссылка: www.universetoday.com

    Обсудить

  • Астрономы выявили закономерность в движении карликовых галактик

    Кроме обычных хорошо известных галактик во Вселенной существуют значительно более маленькие скопления звезд. Такие объекты, в которых может находиться до нескольких миллиардов светил, называют карликовыми галактиками. В нашем родном Млечном пути, для сравнения, находится 200-400 млрд звезд. Ранее ученые считали, что карликовые галактики распределены в пространстве хаотично, однако новое исследование, основанное на данных проекта SDSS, опровергло это утверждение. SDSS (Sloan Digital Sky Survey, Слоановский цифровой небесный обзор) — это проект широкомасштабного исследования изображений и спектров звёзд и галактик, использующий 2,5-метровый широкоугольный телескоп в обсерватории Апачи-Пойнт в штате Нью-Мексико.

    Исследование галактики Андромеда, начатое в прошлом году, показало, что половина карликовых галактик вокруг нее находятся в одной плоскости толщиной всего 300 тысяч световых лет. Более того, выяснилось, что большая часть галактик в разных концах диска имеет противоположно направленные скорости, то есть все они движутся на своих орбитах вокруг «материнской» галактики Андромеды. Теперь ученые подозревают, что существует некий процесс, управляющий потоками пыли и газа в космосе, и его скоро удастся обнаружить.

    При изучении других объектов астрономы тоже отмечали похожее орбитальное движение карликовых галактик. Экстраполяция накопленных данных показывает, что наблюдение можно распространить на не менее чем половину галактик, что является для астрономов проблемой. Подобное движение противоречит общепринятым космологическим моделям. По словам одного из авторов исследования, Джеранта Льюиса из Университета Сиднея, новая работа бросает вызов нашему понимаю того, как ведет себя вещество – в том числе и темная материя – во Вселенной.

    Ссылка: www.universetoday.com

    Обсудить

  • Сегодня ночью состоится запуск научного спутника «Фотон-М»

    Космический аппарат Фотон-М разработан в РКЦ «Прогресс» (ранее ЦСКБ) для проведения биологических, биотехнологических и технологических исследований в условиях невесомости. Конструктивно он очень похож на «Бион-М», который работал на орбите в апреле-мае 2012 года. Программа нового аппарата отличается только спектром проводимых экспериментов: если в «Бионе» основной акцент был сделан на биологических исследованиях, то опыты на «Фотоне» посвящены в первую очередь исследованию материалов. Эксперименты с живыми организмами, впрочем, тоже являются частью программы.

    19 июля в 0:50 мск спутник «Фотон-М» массой 6,8 тонн будет запущен на орбиту Земли высотой 575 км. Запланированное время работы аппарата – два месяца. В сентябре спускаемый аппарат спутника вернется на Землю. Научная программа требует, чтобы во время орбитальной жизни «Фотона» отсутствовали импульсы коррекции орбиты и пространственной ориентации. Это позволит устранить эффекты микрогравитации и добиться почти абсолютной невесомости. Подробнее об экспериментах, которые планируются на борту аппарата «Фотон-М», было написано в майской заметке.

    Обсудить

  • Быстрые вспышки радиоизлучения могут иметь внегалактическое происхождение

    Под быстрыми радиовспышками понимают всплески излучения в радиодиапазоне длительностью в тысячные доли секунды. В среднем в минуту происходит семь таких вспышек, но их природа остается полностью неизвестной. Согласно различным предположениям, источниками таких вспышек могут быть черные дыры, близкие нейтронные звезды, разгорающиеся магнитные поля пульсаров или другие объекты. Тонкость заключается в том, что ранее быстрые радиовспышки фиксировались только одним телескопом Обсерватории Паркес в Австралии. Из-за этого не удавалось определить, где находится источник вспышек – в нашей галактике или за нее пределами. Многие ученые даже высказывали обоснованное мнение, что, поскольку другие обсерватории ничего не фиксируют, источником является сама Земля.

    В новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, астрономы анализировали данные обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико (фото ниже) о вспышке FRB 121102, зафиксированной 2 ноября 2012 года в созвездии Возничего. Согласно результатам их работы, данная вспышка по яркости и продолжительности относится к тому же типу, что и вспышки, ранее обнаруженные австралийским телескопом. Таким образом, теперь эти аномалии обнаружены не только в южном, но и в северном полушарии. Тот факт, что вспышки имеют космическое происхождение, стал несомненным. Кроме того, обычно излучение рассеивается, взаимодействуя с межзвездным газом и пылью. Излучение от вспышки в созвездии Возничего имело в три раза большую дисперсию, чем излучение радиоисточников в Млечном Пути. Из-за этого астрономы считают, что источник излучения находится за пределами нашей галактики.

    обсерватория Аресибо в Пуэрто-Рико

    Источник: www.universetoday.com

    Обсудить

  • Хаббл снял нить из звездных скоплений вокруг двух сливающихся галактик

    На опубликованной недавно фотографии телескопа Хаббл изображена линия из ярких «жемчужин» протяженностью около 100 тысяч световых лет. По своей природе эти пятна являются молодыми звездными скоплениями, каждое примерно в 3 тысячи световых лет длиной.

    Объект находится между двумя крупными галактиками кластера J1531+3414. Диаметр обеих галактик более чем в три раза превышает диаметр Млечного пути. В прошлом астрономы уже встречали похожие структуры, однако все они находились внутри спиральных рукавов галактик и были значительно меньше. «Нить», соединяющая две сталкивающиеся галактики, была запечатлена на фотографии впервые.

    Как предполагают ученые, возмущение вещества при слиянии галактик вызвало активный всплеск звездообразования. В результате в пространстве появились кластеры молодых голубых звезд. Физика, стоящая за образованием нити скоплений, похожа на те же процессы, из-за которых дождь на Земле падает отдельными каплями, а не сплошным потоком. Для ученых остается неизвестным источник холодного газа, который подпитывает процесс образования новых звезд. Согласно одной из версий, газ в прошлом находился внутри галактик. Другая версия гласит, что он конденсируется из пузыря горячей плазмы, окружающей галактики после слияния, либо же его источником является ударная волна, также возникшая при столкновении космических объектов.

    Источник: space.com

    Обсудить

  • Астрономы нашли экзопланету на эллиптической орбите в двойной звездной системе

    Двойными называют звездные системы, состоящие из двух светил, которые находятся на относительно небольшом расстоянии друг от друга и движутся вокруг общего центра масс. Гравитационное поле таких систем обычно бывает настолько сложным, что ранее астрономы вообще отрицали возможность существования около таких звезд стабильных орбит. Однако в 2011 году телескоп Кеплер подтвердил существование планеты, вращающейся сразу вокруг двух звезд. По мере увеличения наших знаний об экзопланетах, известное число двойных и даже тройных звездных систем, обладающих планетами, выросло.

    Четыре исследовательских группы из разных стран опубликовали результаты своей совместной работы в журнале Science 4 июля. Им удалось найти небольшую планету массой всего в два раза больше Земли, которая вращается только вокруг одной звезды в двойной системе. Эта находка стала первым свидетельством того, что в двойных системах возможно существование изолированных планетарных орбит. Расстояние до планеты, получившей название OGLE-2013-BLG-0341LBb, составляет около 3 тысяч световых лет. Первые буквы в названии относятся к названию телескопа - Optical Gravitational Lensing Experiment (Оптический эксперимент по гравитационному линзированию). Радиус орбиты планеты примерно соответствует земному, однако звезда-красный карлик излучает намного меньше тепла, чем Солнце. Из-за этого температура на поверхности планеты должна быть намного ниже, чем на Земле. Ученые по «климату» сравнивают свою находку с Европой, спутником Юпитера.

    Астрономы отмечают, что их находка значительно расширяет пространство для поиска экзопланет в будущем. Как известно, почти половина звездных систем в нашей галактике являются двойными.

    Источник: www.nasa.gov

    Обсудить

  • Найдена потенциально обитаемая планета недалеко от Солнечной системы

    Международная группа астрономов обнаружила вторую планету в системе звезды Глизе 832 (Gliese 832). Первая – холодный газовый гигант Gl 832 b – была открыта еще в 2008 году, однако не вызвала интереса публики: она является слишком большой и холодной, чтобы поддерживать жизнь. Однако с Gl 832 c все не так однозначно. Интересно и то, что сама звезда лежит всего в 16 световых годах от Солнца.

    Плохая новость заключается в том, что новая планета относится к группе суперземель. Ее масса в пять раз больше массы Земли. Согласно некоторым исследованиям последнего времени, планеты такого размера не являются каменистыми, как планеты Земной группы в Солнечной системе, а обладают маленьким ядром и очень глубокой атмосферой. Таким образом, их можно считать переходным состоянием между твердыми планетами и газовыми гигантами. С другой стороны, почти все наши исследования об экзопланетах основаны на косвенных методах и математическом моделировании. Рано делать окончательные выводы, пока гипотезы и предположения не будут подкреплены прямыми наблюдениями. Кроме того, вокруг слишком массивной планеты наподобие Gl 832 c вполне могут находться спутники приемлемой массы.

    Обнаруженная недавно экзопланета вращается вокруг звезды с периодом 36 дней. Это значит, что она находится намного ближе к звезде, чем Земля к Солнцу. Однако учитывая, что Gl 832 относится к группе красных карликов, а значит, намного холоднее Солнца, экзопланета Gl 832 c как раз попадает в так называемую «обитаемую зону» – пояс вокруг звезды, где количество тепла достаточно и не слишком велико для подержания воды в жидком виде.

    Астрономы отмечают, что Gl 832 c попадает в тройку наиболее похожих на Землю планет. По индексу землеподобия (ESI, Earth Similarity Index) она уступает только двум достаточно известным телам – Gl 667C c (небольшая каменистая планета со средней температурой около 30 градусов Цельсия, находящаяся в 22 световых годах от нас) и удаленной суперземле Kepler 62 e. Обнаруженный недавно «двойник Земли» Kepler 186 f пока не включен в список.

    Источник: space.com

    Обсудить

  • Астрономы обнаружили необычное движение газа в галактике NGC 5548

    Первые любопытные снимки галактики NGC 5548 были получены космическим телескопом Хаббл в 2013 году. Вскоре ученые заметили, что на фотографиях газ в центре галактики движется очень необычно.

    В классическом случае вокруг сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре каждой спиральной галактики, скапливается вращающееся в одной плоскости раскаленное вещество – так называемый аккреционный диск. Он является источником сильного ультрафиолетового излучения и рентгеновских лучей. Центр галактики NGC 5548 ведет себя иначе, излучая в рентгеновском диапазоне на порядок меньше, чем ожидалось. Чтобы разобраться с происходящими там процессами, ученые провели дополнительные наблюдения галактики при помощи телескопов Свифт, NuSTAR, Чандра, XMM-Newton и INTEGRAL.

    Оказалось, что из центра NGC 5548 исходит мощный поток газа. Он экранирует галактический центр от внешнего рентгеновского излучения и, одновременно, адсорбирует до 90% рентгеновского излучения, исходящего из аккреционного диска. В результате этих процессов образуется быстрый ионизированный ветер, движущийся из галактического ядра. По всей видимости, он существует не менее трех лет. Ученые рассчитывают, что наблюдение за странностями NGC 5548 позволит получить новые наши знания о том, как сверхмассивные черные дыры взаимодействуют с окружающими их галактиками. Например, в крупных квазарах сильный ионизированный ветер мог бы регулировать рост самой черной дыры и ее галактики.

    Источник: www.universetoday.com

    Обсудить

  • Европейская Южная обсерватория взорвала гору

    Европейская Южная обсерватория (ESO) взорвала вершину горы Серро Армазонес в Чили. Так начинается строительство гигантского, невероятно большого телескопа E-ELT (European Extremely Large Telescope, Европейский сверхгигантский телескоп). Диаметр зеркала этого научного инструмента составит 39 метров, что, конечно, меньше планировавшихся ранее 42-х, однако все равно позволит превзойти качество изображений Хаббла на порядок. Строительство завершится в начале 2020-х годов.

    Источник: eso.org

    Обсудить

  • Найдена древнейшая потенциально обитаемая планета из всех известных ученым

    Кандидат в экзопланеты Каптейн b (HD 33793 b) находится в 13 световых годах от Земли. Ученые считают, что его возраст составляет 11,5 млрд лет. Таким образом, экзопланета, если ее существование будет подтверждено, в 2-2,5 раза древнее Земли. Она появилась всего через 2 млрд лет после зарождения Вселенной.

    Звезда Каптейна, находящаяся в созвездии Живописца, относится к группе красных карликов. Ее свет слишком тусклый, чтобы его можно было рассмотреть невооруженным взглядом. В это звездной системе есть еще один кандидат в экзопланеты - Каптейн c, - однако он находится на слишком удаленной орбите с периодом обращения 121 день и не попадает в так называемый «обитаемый пояс» - пространство вокруг звезды, где на поверхности планет может существовать жидкая вода. Каптейн b относится к классу суперземель. Ее масса в пять раз больше массы Земли. Таким образом, согласно нескольким последним исследованиям, эта планета может отказаться газовым гигантом. Период обращения Каптейн b вокруг звезды составляет 48 дней.

    Обе планеты в системе звезды Каптейна были обнаружены гравитационным методом. Астрономы, используя обсерваторию Европейской Южной обсерватории Ла Силла в Чили, наблюдали малые периодические колебания положения звезды. Такие колебания могут вызываться гравитационным влиянием планет, вращающихся вокруг нее. Позже находку подтвердили американские обсерватории: Кека на Гавайях и Магеллан II в Чили. Любопытно, что изначально астрономы не рассчитывали найти потенциально обитаемую планету около звезды Каптейна. Колебания ее положения носили слишком сложный характер, поэтому ученые предполагали, что около нее находится несколько планет на сверхнизких орбитах. Сама же звезда Каптейна в прошлом принадлежала карликовой галактике, которую поглотил Млечный путь. Остатком этой галактики считается шаровое звездное скопление Омега Центавра.

    Источник: space.com

    Обсудить

  • Астрономы заявили об обнаружении новой категории экзопланет

    Обычно планеты, вращающиеся вокруг звезд, подразделяют на две группы: небольшие планеты с твердой поверхностью наподобие Земли и газовые гиганты. Новый анализ данных космического телескопа Кеплер позволил установить, что многие планеты можно отнести к третьей категории – «газовым карликам». Как можно догадаться, они имеют плотную атмосферу, но по размерам ближе к небольшим планетам, чем к Юпитеру, Сатурну или даже Нептуну.

    Команда астрономов изучила данные, собранные телескопом по 600 экзопланетам. Ученые искали связь между количеством водорода и гелия в составе звезды (так называемой металличностью) и размерами планет, вращающихся вокруг нее. Особое внимание было уделено планетам, диаметр которых не превышает четырех диаметров Земли, поскольку небольшие планеты более перспективны для поисков пригодных для жизни миров. Кроме того, в эту группу попадают три четверти всех планет, найденных при помощи телескопа Кеплер. Этот космический телескоп занимался поиском планет транзитным методом, измеряя периодичные затухания яркости звезды в моменты прохождения перед ее диском малого тела. К сожалению, транзитный метод имеет недостатки. Для определения состава и размеров экзопланет необходимо знать их массу, но транзитный метод дает большую погрешность при ее вычислении для малых миров.

    В новом исследовании астрономы изучали состав звезд. Как известно, планеты рождаются из газопылевого диска, оставшегося после формирования звезд. Таким образом, между химическим составом звезд и составом тел, вращающихся вокруг них, существует зависимость. Получив косвенную информацию о планетах, ученые статистическими методами изучили связь их состава и размеров. Выяснилось, что планеты диаметром от 1,7 од 3,9 диаметров Земли являются устойчивой разделительной линией. Все меньшие тела по составу должны относиться к твердым планетам, большие – к газовым гигантам. Планеты же внутри этих границ должны иметь толстую атмосферу с большим содержанием водорода и гелия, а в центре – небольшое твердое ядро. Именно их ученые назвали «газовыми карликами».

    Источник: space.com

    Обсудить

  • Астрономы зафиксировали необычно яркую вспышку в созвездии Андромеды

    Гамма-телескоп Свифт во вторник 27 мая снял появление очень яркого источника гамма-излучения (предв. GRB m31) в соседней галактике. Ученым удалось наблюдать рекордно близкое к Земле - 2,5 млн световых лет - событие такого рода. При этом особенно приятно, что вспышка находится все-таки достаточно далеко, чтобы поджарить жизнь на нашей планете. Кроме того, нельзя полностью исключить возможность, что гамма-вспышка произошла где-то в фоновом пространстве за этой галактикой.

    Гамма-всплески - это чрезвычайно мощные объекты. В течение нескольких минут они могут излучить больше энергии, чем звезда за всю свою предыдущую жизнь. Наиболее распространенная гипотеза связывает вспышки с магнитным полем. Предполагается, что направленное мощное магнитное поле ускоряет частицы вокруг массивного объекта, заставляя их излучать свет (так называемое синхронное излучение). При быстром сжатии массивного объекта и его магнитного поля скорость частиц возрастает еще сильнее, а при столкновении частиц на околосветовых скоростях выделяется энергия. Она и исходит в виде двух мощных струй плазмы - джетов.

    Природа вчерашнего источника неизвестна. Ученые склоняются к версии о том, что он вызван сверхярким рентгеновским объектом (например, взаимодействующими черной дырой и звездой на ее орбите). Другое предположение (см. видео) гласит, что источником вспышки является двойная рентгеновская звездная система небольшой массы. Если излучение угаснет достаточно быстро, это будет говорить в пользу второго объяснения.

    UPD. Команда, работающая с телескопом Свифт, опубликовала официальное заявление. В нем говорится, что "вспышка" появилась в результате ошибки при обработке данных. На самом деле яркость источника не превышала фоновую. Увы.

    Источник: space.io9.com

    Обсудить

  • Древнее столкновение газопылевого облака с Млечным путем вызывает вопросы у ученых

    Астрономы из швейцарской обсерватории Соверни (Sauverny Observatory) изучали облако Смит – скопление газа и пыли с большим содержанием водорода, находящееся примерно в 8 тысячах световых лет от нас в созвездии Орла. Благодаря значительным размерам (9,8 тысяч световых лет в длину и 3,3 тысячи в ширину) и большой скорости движения облако является ценным объектом для ученых.

    Сейчас облако Смит движется в сторону нашей галактики, однако его траектория такова, что примерно 70 млн лет назад облако уже должно было пройти через Млечный путь. Все расчеты показывают, что объект такого размера, как облако Смит, не мог пережить столкновение с нашей галактикой, однако наблюдения напрямую этому противоречат. Швейцарские ученые и их коллеги из США провели моделирование, которое показало, что объяснить загадку можно, если предположить, что вокруг облака Смит находилась оболочка из темной материи. В этом случае внешние слои облака во время столкновения с галактикой были разорваны ее гравитацией, а центральные области сохранились .В результате облако приобрело нынешний вид.

    Если расчеты ученых верны, они свидетельствуют о том, что облако Смит является не просто газопылевым облаком, а разрушенным остатком формирующейся карликовой галактики. Кроме того, предположив, что другие облака тоже обладают оболочками из темной материи, мы могли бы узнать много нового об этом загадочном феномене. Однако прежде чем делать далеко идущие выводы, присутствие темной материи вокруг облака Смит необходимо подтвердить. Маловероятно, что это удастся сделать в ближайшие годы.

    Источник: universetoday.com

    Обсудить

  • Большой адронный коллайдер не обнаружил частицы темной материи

    Физики давно пытаются разгадать тайну темной материи, которая составляет более четверти массы Вселенной, но не участвует в элекромагнитном взаимодействии и, сооответственно, является невидимой. Однако мы до сих пор не знаем даже массу частиц темной материи - вимпов. Существуют различные теории, опыисывающие темную материю, но их можно разделить на две группы: часть предполагает, что вимпы имеют малую массу, а часть описывает "тяжелые" вимпы.

    В июле 2012 года коллаборации ученых, работающх с детекторами ATLAS и CMS Большого адронного коллайдера, вместе объявили об открытии бозона Хиггса. Им удалось подтвердить появление этой частицы при столкновениях пар протонов. При этом сам бозон Хиггса распадалсся либо на пару гамма-лучей, либо на два Z-бозона. Но есть и иной вариант, при котором бозон Хиггса может распадаться на невидимые частицы. Ученые считают, что бозон Хиггса может быть связующим звеном между теми элементарными частицами, которые знакомы нам по Стандартной модели, и теми, существование которых предсказано только теоретически - например, вимпами. В теориях, оперирующих вимпами малой массы, эти частицы должны появляться при распаде бозона Хиггса. Сложность заключается в том, что невидимыми частицами в продуктах распада этого бозона могут быть не только вимпы, но и самые обыкновенные нейтрино.

    В новом исследовании коллаборация ATLAS изучала столкновения, в результате которых образуются Z-бозон и бозон Хиггса, позже распадающийся на невидимые частицы. Z-бозон обнаруживается по продуктам распада - паре электронов или мюонов. Бозон Хиггса вычислялся как разность импульсов до и после столкновения. Отбросив фоновые события, ученые могли сравнить энергию после взаимодействия с энергией видимых частиц. Разница же, если она была, давала массу невидимых частиц. Анализ данных показал, что бозон Хиггса распадался на невидимые частицы не более чем в 75% случаев. Такая частота не требует наличия частиц, выходящих за рамки Стандартной модели и, следовательно, указывает на то, что при распаде бозона Хиггса образуются только нейтрино.

    В результате, физикам удалось существенно ограничить теории, предполагающие, что вимпы имеют маленькую массу. Исследование cужает область, в которую должна попадать масса частиц темной материи, до интервала 1-10 ГЭв.

    Это не первый удар по "легким" вимпам: ранее их не удалось зарегистрировать на детекторе LUX в двух проведенных на нем исследованиях.

    Источник: Physical Review Letters

    Обсудить

  • Астрономы подтвердили связь между взрываами сверхновых и звездами Вольфа-Райе

    Ученые давно считали, что смерть самых массивных и ярких звезд сопровождается взрывом. Теперь они получиил этому новое подтвердждение благодаря исследованию, одой из вспышкек сверхновых.

    Масса нашего Солнца в 330 тысяч раз больше массы Земли и, таким образом, масса звезды составляет 99,86% массы всей Солнечной системы. Однако статистически Солнце - довольно маленькая звезда. Наиболее яркие звезды класса Вольфа-Райе могут быть в 20 раз тяжелее Солнца и в пять раз горячее. Из-за слишком высокой температуры истекающий из таких звезд ветер обладает огромной мощностью. Он дует со скоростью до 9 млн км в час, за год вынося со звезды массу, эквивалентную массе Земли.

    Астрономы давно считали, что смерть звезд Вольфа-Райе сопровождается взрывом сверхновой. Такие вспышки достатолько сильны, чтобы подсветить целую галактику. Поэтому обычно они скрывают звезду, ставшую их источником. Найти источник взрыва уже после взрыва - непростая задача для астрономов. Часть исследователей даже выражала сомнения в том, что звезды Вольфа-Райе могли быть источником сверхновых. На нероторых моделях предсказывается, что эти объекты после смерти превращаются в черные дыры.

    Теперь, однако, в журнале Nature опубликована статья с прямым подтверждением того, что звезда Вольфа-Райе вызвала сверхновую вспышку. Астрономы изучали сверхновую типа IIb SN 2013cu, которая появилась в прошлом году в 360 млн световых лет от Земли. Сверхновые этого типа возникают, когда в ядре звезды заканчивается топливо для термоядерных реакций, оно резко сжимается под действием гравитационных сил и затем взрывается, за доли секунды разлетаясь наружу. На месте взрыва остается нейтронная звезда или черная дыра.

    Ученые воспользоваись автоматизироованной астрономической системой iPTF (intermediate Palomar Transient Factory), которая изучает небо в поисках сверхновых. Заявляется, что iPTF позволяет обнаруживать вспышки в течение первых 40 минут после вызрыва. Подобытным кроликом стала сверхновая SN 2013cu - ее изучали обсерватории по всему миру уже через 5,7 и 15 часов после появления. Взрыв звезды ионизирует молекулы окружающего ее газа, после чего они начинают излучать свет, а сохранятся поодообная ионизация примерно одни сутки. Изучая спектр этого света, ученые могут определить химический состав звездного ветра и, соответственно состав поверхности звезды до взрыва. Как оказалось, излучение сверхновой SN 2013cu обогащено азотом, что напрямую указывает на звезду Вольфа-Райе.

    Теперь ученые могут утверждать, что звезды этого класса ответственные если не за все, то хотя бы за некоторые вспышки сверхновых. В дальнейшем астрономы могут сосредоточить внимание на подозрительных массивных и горячих звездах, чтобы зафиксировать непосредственно момент вспышки сверхновой.

    Источник: space.com

    Обсудить

  • Звездное трио можно использовать для проверки Общей теории относительности

    Радиоастрономы обнаружили звездное трио, которое поможет проверить Общую теорию относительности Эйнштейна. Этим занимаются астрономы из института им. Макса Планка в германском Бонне. Они изучают пульсар, находящийся на орбите двойной звездной системы.

    Двойные звезды - весьма распространенное явление во вселенной. Так называют две звезды, находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга и вращающиеся вокруг общего центра масс. Например, ближайшая к Солнцу звезда Альфа Центавра является двойной (или даже тройной, если посчитать красного карлика Проксиму Центавра) звездной системой.

    По своей природе пульсар представляет собой нейтронную звезду - остаток после взрыва сверхновой. Этот взрыв когда-то в прошлом завершил жизнь массивной звезды. Хотя плотность вещества на месте взрыва сверхновой была недостаточна, чтобы превратить ее в черную дыру, ядра атомов в ней сжались до потери структуры. В результате, образовалась однородная сфера из нейтронов - нейтронная звезда.

    Пульсарами становятся те нейтронные звезды, в которых магнитное поле наклонено по отношению к оси вращения. Этот наклон вызывает периодические вспышки и затухания видимого излучения (отсюда и название). Ученым же особо важен тот факт, что периодичность пульсаров соблюдается очень точно и не уступает по устойчивости атомным часам. Благодаря этому свойству астрономы могут определить, живет ли далекий пульсар самостоятельно или находится на орбите другой звезды. Вращаясь вокруг определенной точки, пульсар регулярно приближается к Земле и удаляется от нее. В результате, как это предсказано эффектом Допплера, частота его излучения увеличивается и уменьшается. По статистике, примерно 80% пульсаров, вращающихся с большой частотой, имеют звезду-компаньона.

    Пульсар PSR J0337 +1715 был обнаружен американской Национальной Радиоастрономической обсерваторией в Вирждинии в 2007 году. Как вы наверняка догадались, странные колебания частоты пульсара заставили ученых поломать голову. В конце концов, аспирантку из Канады Энни Арчибальд осенило, и ученые получили модель тройной системы из двух звезд и пульсара, которая полностью объясняла аномалии в колебании частоты радиоизлучения. Итак, масса пульсара в 1,4 раза больше массы Солнца. Он вращается вокруг своей оси с частотой 366 раз в секунду и образует тесную систему с белым карликом, который в пять раз легче Солнца. Период обращения пульсара в системе оставляет всего 1,6 дня, что указывает на малое расстояние между ним и второй звездой. Второй белый карлик (0,41 массы Солнца) расположен на удалении и вращается вокруг основной пары с периодом 327 дней.

    Ученые полагают, что тройных систем с пульсарами существует очень мало - не более сотни на всю нашу галактику. По мнению немецких ученых, такие объекты дают нам возможность проверить принцип эквивалентности масс из Общей теории относительности. Дело в том, что для описания массы существует две концепции. Инерциальная масса описывает взаимодействие материи с другой материей. Например, толкать коляску проще, чем автомобиль, потому что инерциальная масса коляски меньше. Гравитационная масса описывает гравитационное поле вещества: гиря тяжелее пера, потому что ее гравитационная масса больше. В простейшем виде принцип эквивалентности гласит: инерционная и гравитационная массы равны. У Эйнштейна все немного сложнее. Важнее же то, что по уравнению E = mc2 энергия строго связана с массой. Таким образом, энергия гравитационного поля, в котором находится объект, должна создавать дополнительную массу. Масса объекта при этом возрастает. И согласно сильному принципу эквивалентности, эта "самовызванная" масса должна быть равна инерциальной.

    Попытки проверить сильный принцип эквивалентности начались в 1970-х годах. Ученые изучали систему Земли-Луны в гравитационном поле Солнца, системы пульсара и звезды в гравитационном поле галактики, но все измерения были ограничены достижимой точностью. "Самовызванная" гравитация Земли слишком мала - она должна составлять примерно одну миллиардную ее массы, да и энергия гравитации галактики очень слаба. Новая система PSR J0337 +1715 дает гораздо больше возможностей для проверки теории. Индуцированная гравитация пульсара, должна достигать 10% его собственной массы, а гравитационное поле соседнего белого карлика достаточно велико. Отслеживая эволюцию системы, ученые смогут проверить сильный принцип эквивалентности масс в сто раз точнее, чем это было возможно ранее. На эту работу потребуется не более года.

    Источник: news.sciencemag.org

    Обсудить

  • О космических нейтрино

    Две частицы нейтрино сверхвысокой энергии, которые зарегистрировала антарктическая лаборатория IceCube, оказались космического происхождения. Ранеее считалось, что такие частицы образуются в результате взаимодействия космических лучей с атмосферой.

    Нейтрино - это стабильные элементарные частицы, не имеющие электрического заряда, но обладающие очень-очень маленькой массой. Основными источниками этих частиц считаются звезды и космическое излучение. Кроме того, определенные типы нейтрино могут образовываться в ходе процессов радиоактивного распада.

    Для регистрации нейтрино была построена обсерватория IceCube ("Ледяной куб") в Антарктиде. Обнаружить нейтрино не так-то просто. Они практически не взаимодействуют с веществом. Поэтому хотя ежесекундно сквозь планету и даже сквозь каждого человека пролетают тысячи нейтрино, мы этого не замечаем. Способ регистрации нейтрино основан на эффекте Вавилова-Черенкова. Мы все знаем, что скорость света в веществе может быть меньше скорости света в вакууме. И если это вещество прозрачное (например, лед), а пролетающие в нем заряженные частицы движутся быстрее скорости света в этой среде, возникает свечение. Но вернемся к нейтрино. При столкновении нейтрино с молекулами льда образуются другие частицы – лептоны. Если их энергия (а значит и скорость) достаточно велика, по эффекту Вавилова-Черенкова они начинают излучать фотоны, или, другими словами, светиться. Это свечение и регистрируют датчики IceCube.

    Поскольку нужные энергии достигаются редко, ученым приходится увеличивать свои шансы на обнаружение нейтрино простейшим способом – увеличивая объем исследуемого льда. «Ледяной куб» состоит из 86 скважин глубиной от 1,4 до 2,5 километра, и этих скважинах установлены детекторы. В результате под неусыпным надзором ученых находится 1 куб. км льда.

    Физиков интересует не столько информация о самих нейтрино, сколько вопрос происхождения космических лучей. Согласно современным представлениям, при предсмертном гравитационном коллапсе звезд возникают мощные всплески гамма-излучения, которые должны сопровождаться выбросами нейтрино и тех самых космических лучей.

    Два события, названных учеными "Берт" и "Эрни", были зафиксированы в августе 2011 и январе 2012 года, однако их анализ завершен только сейчас. Энергия каждой из частиц превысила один петаэлектронвольт (10^15), что в 100 миллионов раз больше, чем типичные энергии нейтрино, рождающихся в ходе взрыва сверхновых. Рождение высокоэнергетичных нейтрино является одним из самых спорных вопросов астрофизики. Считается, что такие частицы могут возникать либо в джетах сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, либо в результате схлопывания звезд, сопровождаемом гамма-всплесками.

    Опубликованные несколькими неделями ранее расчеты указывали на то, что с вероятностью больше 90 процентов все подобные нейтрино будут порождаться при входе протонов в атмосферу. Однако журнал Symmetry magazine сообщает со ссылкой на Курта Вошнага, работающего с детектором физика из университета Калифорнии в Беркли, что дополнительный анализ "Берта" и "Эрни" позволил вернуться к версии об их космическом происхождении.

  • Физики обошли стандартный квантовый предел

    Осторожно, ниже квантовая механика!

    СКП (или SQL, Standard Quantum Limit) - это понятие из квантовой механики. Так называют ограничение в точности измерений, которые проводятся многократно или длительно. Хорошим примером, к тому же подходящим к нашему случаю, является измерение расстояния до некоторой массы с максимально возможной точностью. Для измерения используется луч лазера. Зная длину волны лазера, начальную фазу волны и замерив фазу возвращенного луча, мы можем вычислить точное пройденное им расстояние. К сожалению, давление луча на тело вызовет в нем возмущения на квантовом уровне (квантовые дробовые флуктуации). Чем точнее требуется измерить координату, тем мощнее нужен лазерный луч, и тем больше будут эти самые флуктуации. Такой квантовый шум и создает погрешность измерения.

    Фактически СКП является следствием фундаментального запрета квантовой физики - принципа неопределенности Гейзенберга. Принцип неопределенности гласит, что при одновременном измерении двух величин произведение погрешностей не может быть меньше определенной константы. Грубо говоря, чем точнее мы измерим скорость квантовой частицы, тем менее точно можем определить ее положение. И наоборот. Важно отметить, что ограничения на точность измерений, накладываемые СКП, суровее ограничений принципа неопределенности Гейзенберга. Обойти последние в принципе невозможно без разрушения основ всей квантовой механики.

    Способ обойти ограничение стандартного квантового предела предложили в американском детекторе гравитационных волн LIGO. Поиск гравитационных волн является одной из важнейших задач современной физики, однако пока что зарегистрировать их не удается из-за слишком низкой чувствительности существующей аппаратуры. Установка LIGO устроена очень просто. Она состоит из двух тоннелей с вакуумом, сходящихся под прямым углом. По трубам проходят лазерные лучи, а в их дальних их концах установлены зеркала (см. рис.). Именно расстояние до этих зеркал и измеряется лазером, как было описано выше. Особое значение имеет пересечение возвращающихся от зеркал лазерных лучей. Между ними возникает интерференция. За счет этого явления лучи либо усиливают, либо ослабляют друг друга. Величина интерференции зависит от фазы лучей, а значит и от пройденного лучами пути. Теоретически такой прибор должен зафиксировать изменение расстояний между зеркалами при проходе через установку гравитационной волны, но на практике точность интерферометра пока что слишком мала.

    Для обхода СКП еще около четверти века назад было предложено использовать так называемые сжатые состояния света. Их получили в 1985 году, однако реализовать идею на практике удалось лишь недавно. Большинство источников света, включая лазеры, такое излучение создать не способны, однако при помощи специальных кристаллов физики научились получать свет в сжатом состоянии. Луч лазера, проходящий через такой кристалл, подвергается спонтанному параметрическому рассеянию. Другими словами, некоторые фотоны превращаются из одного кванта в пару запутанных частиц.

    Ученые продемонстрировали, что использование квантово коррелированных фотонов позволяет уменьшить ошибку измерений до величины, которая меньше стандартного квантового предела. К сожалению, без специальных знаний очень сложно понять (и, тем более, объяснить), как именно это происходит, но поведение запутанных фотонов как раз снижает тот самый квантовый дробовый шум, о котором говорилось вначале.

    Исследователи подчеркивают, что внесенные ими изменения существенно подняли чувствительность детектора гравитационных волн в частотном диапазоне от 50 до 300 герц, который особенно интересен астрофизикам. Именно в этом диапазоне должны, согласно теории, излучаться волны при слиянии массивных объектов: нейтронных звезд или черных дыр.

       
  • Предварительные результаты эксперимента на Большом адронном коллайдере ставят под сомнение суперсимметричные теории квантовой механики

    Под суперсимметрией подразумевают связь между фермионами (частицами, образующими материю) и бозонами (переносчиками взаимодействия), см рис. 2. Образно говоря, преобразование суперсимметрии может переводить вещество во взаимодействие или наоборот. Стандартная модель, основная современная физическая модель, не является суперсимметричной теорией, но может быть расширена до таковой. Для этого частицам СМ (и фермионам, и бозонам) придется добавить суперсимметричные пары частиц, а доказательством правдивости таких теорий может стать обнаружение предсказанных пар. На суперсимметрии основаны, например, теории суперструн.

    Вернемся к эксперименту в БАКе. Ученые наблюдали странные B-мезоны (B_s-мезоны), т. е. адроны, состоящие из двух кварков - прелестного и странного, см. рис. 3. Это очень неустойчивые частицы. Они образуются при столкновении протонов (этим и занимаются в БАКе), но быстро распадаются на другие частицы, причем в редких случаях они распадаются на два мюона (рис. 1, 3). Стандартная модель даже предсказывает частоту такого исхода - три случая на один миллиард распадов. Несовпадение экспериментальных данных с предсказанной частотой распада на мюоны стало бы свидетельством в пользу того, что СМ не учитывает часть распадов, а значит, время от времени странные B-мезоны распадаются на пока еще неизвестные нам (но предсказанные в суперсимметричных териях) частицы.

    Увы, экспериментальная частота распада на мюоны (еще раз уточню, что результаты пока предварительные) хорошо согласуется с предсказанной - 3,2 раза на 1 млрд распадов. Это чувствительный удар по суперсимметричным теориям. Как сказал представитель БАКа, полученные результаты хоть и не опровергают суперсимметрию, но серьезно ее ограничивает.