Подробности

Опубликовано: 07.09.2015 12:44

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.

Подробности

Опубликовано: 04.09.2015 10:25

На первой неделе сентября в США прошел космический форум AIAA Space. На нем присутствовали руководители SpaceX – президент компании Гвен Шотвелл и вице-президенты Ганс Кенигсманн и Ли Розен. Кроме прочего, они рассказали своем видении текущих планов SpaceX.

После анализа всего сказанного можно составить примерное расписание пусков на 2015 год. Оно выглядит так:

1.11.2015 – первый пуск ракеты Falcon 9 v1.2. Предположительно, она выведет на орбиту нидерландский спутник связи SES
15.11.2015 – CRS-8, очередная миссия снабжения МКС с доставкой на станцию испытательного трансформируемого складского модуля BEAM
начало декабря – запуск спутника НАСА для исследования океанов Jason-3, последний случай использования Falcon 9 v1.1
декабрь или начало 2016 г. – CRS-9.

Примечание: Гвен Шотвелл сказала, что до возобновления полетов остается «пара месяцев». По мнению Ганса Кенигсманна, на это потребуется «два-три месяца». Таким образом, приведенный график – крайне предварительный и, скорее всего, в будущем изменится.

Планы разработки пилотируемого корабля пока не изменились. Его первый беспилотный запуск планируется в конце 2016 года. В начале 2017 SpaceX надеется испытать систему аварийного спасения корабля в полете, а во втором квартале – совершить первый пилотируемый запуск к МКС. Любопытно, что во время первой пилотируемой миссии корабль SpaceX Dragon будет управляться двумя астронавтами НАСА, тогда как на корабле Boeing CST-100 (который, кстати, в ближайшие дни получит нормальное название) в космос отправится один астронавт корпорации и один представитель НАСА.

Нельзя сказать наверняка, в каких из ближайших запусков SpaceX будут предприниматься попытки мягко вернуть первую ступень ракеты Falcon 9. Теоретически, это можно сделать во всех случаях. В последние месяцы появлялись сообщения о модернизации автономных плавучих посадочных площадок SpaceX. Гвен Шотвелл также заявила, что компания все еще планирует совершить мягкую посадку ступени до конца года.

Многократно переносившийся первый пуск ракеты Falcon Heavy, которая станет самой мощной из всех существующих сегодня, должен состояться в конце апреля или начале мая 2016 года. SpaceX заявляет, что в следующем году «тяжелый» Falcon выведет груз на орбиту четырежды. Вероятно, количество пусков, как и дата первого пуска, будут зависеть от успеха экспериментов с многоразовостью, поскольку SpaceX слишком дорого обошлась бы потеря такого количества модулей первой ступени.

Подробности

Опубликовано: 03.09.2015 10:54

Планетологи долгое время пытаются понять, как Марс из планеты с водоемами на поверхности превратился в безжизненную красную пустыню. Как известно, современная марсианская атмосфера в сто раз слабее земной. Давление у поверхности планеты таково, что вода на ней не может существовать в жидком виде существенное время, поскольку она очень быстро испаряется. Но на древнем Марсе существовали реки и озера, а значит, и атмосфера была значительно плотнее. Причины и скорость потери Марсом атмосферы – один из ключевых вопросов в истории этой планеты.

Диоксид углерода, т. е. углекислый газ, является основным компонентом марсианской атмосферы. В результате химического взаимодействия атмосферы с поверхностью планеты, он переходит в минералы в качестве составного элемента. Из этих минералов состоят марсианские карбонатные породы. В прошлом многие ученые рассчитывали найти на Марсе большое количество богатых углеродом пород, образовавшихся на ранних этапах развития планеты, когда атмосфера была плотной, а температура поверхности – выше, чем в наши дни. Однако исследовательские космические аппараты в последние десятилетия принесли неожиданные данные: в целом на Марсе распространены породы с низкой концентрацией углерода. Найдено лишь несколько более-менее крупных районов в повышенным содержанием этого элемента. Самый известный из них называется Борозды Нили (Nili Fossae). Он находится в северном полушарии планеты на небольшом расстоянии от экватора.

На днях в журнале «Геология» была опубликована статья, авторы которой анализируют крупнейшее известное отложение карбонатных пород на Марсе. Они предполагают, что в древности атмосфера Марса была не настолько плотной, как считалось ранее. «В наиболее крупных локализациях карбонатных пород на Марсе концентрация углерода превышает концентрацию в атмосфере Марса не более чем в два раза». – поясняет соавтор исследования Бетани Эльманн, сотрудник Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения НАСА. – «Даже в сумме все известные отложения не содержат достаточно углерода, чтобы он защищал достаточно плотную атмосферу в то время, когда на поверхности Марса существовали реки».

Статья сотрудника Геологической службы США Кристофера Эдвардса и Бетани Эльман основана на данных, собранных космическими аппаратами Mars Global Surveyor, Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey. Ученые рассчитали количество углерода в Бороздах Нили и, сравнив с концентрацией этого элемента в более современных породах, смогли оценить содержание углерода в атмосфере Марса в период формирования этого региона. Их вывод гласит, что, для того, чтобы на поверхности Марса в то время могла существовать вода, потребуется 35 месторождений такого масштаба, как Борозды Нили. Крайне маловероятно, что в ходе множества детальных наблюдений исследовательские зонды их пропустили. Конечно, более древние породы погребены под поверхностью Марса и недоступны для наблюдений, однако они не объясняют, как на Марсе могли существовать реки в условиях тонкой атмосферы.

Одно из возможных объяснений загадки гласит, что Марс терял атмосферу через верхние слои, и большая часть вещества «утекла» в космос, а не в горные породы. Кроме того, наблюдаемые нами долины могли образоваться в результате деятельности временных водотоков, а не рек. «Возможно, Марс был не влажным и теплым, а влажным и холодным». – говорит Эдвардс. – «Насколько теплым он должен быть, чтобы на поверхности сформировались долины? Не особо. В большинстве регионов для этого было бы достаточно льда и снега, а не воды. И тогда хватило бы того, чтобы температура время от времени поднималась выше точки замерзания воды».

Марсоход Curiosity, сравнивая соотношение легкого и тяжелого углерода в современной атмосфере Марса, уже косвенно подтвердил, что вещество покидало атмосферу через ее верхние слои. Остается некоторая неопределенность относительно того, какая часть этих потерь пришлась на период до деятельности воды на поверхности Марса. Разрешить эту загадку поможет MAVEN – зонд, уже почти год находящийся на орбите Марса. Основной его задачей является именно изучение атмосферы и ее истории.

Подробности

Опубликовано: 02.09.2015 11:32

Сегодня в 7:37 мск в космос отправился корабль «Союз ТМА-18М». В его экипаже – командир корабля Сергей Волков, который проведет на станции полгода, казахский космонавт Айдын Аимбетов и первый датский астронавт Андреас Могенсен (третий слева на фото). Команда доберется на Международную космическую станцию 4 сентября. Айдын Аимбетов и Андреас Могенсен пробудут на МКС всего восемь дней. Амбеков, как известно, занял место несостоявшейся космической туристки Сары Брайтман. Небольшая длительность полета датского астронавта связана со внутриевропейскими организационными особенностями. В Европе длительность космических полетов соответствует вкладу страны в деятельность ЕКА. Например, итальянцы делают много для европейской космонавтики, и потому итальянские астронавты летают на МКС часто. Итальянские астронавты Лука Пармитано (первый слева) и Саманта Кристафоретти (четвертая слева) уже успели стать участниками стандартных 6-месячных экспедиций. Дания же «наработала» лишь на слот 10-дневного полета, который образовался благодаря экспериментальной годовой экспедиции Скотта Келли и Михаила Корниенко.

Есть и другой пример. В ноябре этого в космос на полгода отправится бывший летчик-испытатель, майор Тимоти Пик (пятый слева). Он станет первым британцем, побывавшим на Международной космической станции. Если не считать американцев с двойным гражданством и космического туриста Марка Шатлуорта из ЮАР, то в предыдущий и, по совместительству, первый раз подданный Объединенного королевства Великобритании и Северной Ирландии летал в космос 24 года назад. Это была Хелен Патриция Шарман. Ее полет на корабле «Союз ТМ-12М» и работа на станции «Мир» продолжались чуть менее 8 суток – с 18 по 26 мая 1991 года.

Полет корабля «Союз ТМА-18М» будет проходить по старой двухсуточной схеме вместо шестичасовой, которая использовалась в последние годы. Решение отказаться от быстрого перелета связано с особенностями текущей орбиты МКС. Последующие полеты вновь станут короткими, за исключением, конечно, аналогичных случаев с неудачной орбитой и датой старта.

Подробности

Опубликовано: 01.09.2015 10:24

1. Президент компании SpaceX Гвен Шотвелл вчера на космическом форуме AIAA Space сказала, что до следующего пуска ракеты-носителя Falcon 9 все еще остается «пара месяцев». SpaceX прервала запуски после аварии, которая произошла 28 июня и привела к потере грузового корабля Dragon. Расследование произошедшего еще не закончилось, однако основная версия не изменилась. Шотвелл также отметила, что нагрузка для первого после аварии запуска уже определена, но назвать ее отказалась. Напомню, что, по неофициальной информации, SpaceX планирует возобновить эксплуатацию своей ракеты 1 ноября, запустив телекоммуникационный спутник нидерландской компании SES. По мнению редактора сайта NasaSpaceFlight.com, это расписание настолько предварительное, что реальная дата, скорее всего, будет «плавать» вокруг это отметки.

Вице-президент SpaceX Ганс Кенигсманн, выступая на несколько часов позже Гвен Шотвелл, дал более осторожную оценку. По его мнению, следующий запуск состоится «через два-три месяца».

Также, по словам Гвен Шотвелл, SpaceX все еще надеется вернуть первую ступень ракеты Falcon 9 до конца этого года. За оставшиеся месяцы SpaceX желательно вывести как минимум три космических аппарата – SES, спутник изучения океанов Jason-3 и следующий корабль снабжения МКС (CRS-8). Любопытно, что у SpaceX осталась лишь одна ракета Falcon 9 в модификации 1.1 запуска Jason-3. Если в расписании запусков его опередит голландский спутник, то уже в следующем полете мы увидим Falcon 9 v1.2.

Планы SpaceX совершить первый запуск испытательный пилотируемого корабля Dragon 2 в автоматическом режиме в конце 2016 года остаются в силе.

2. В августе в Космическом центре им. Джонсона прошел испытания прототип лунохода, задача которого – поиск и изучение воды в полярном регионе Луны. Разработчики предлагают запустить его приблизительно в 2020 году. Для этого придется выделить на миссию 250 млн долларов, не считая стоимости средств выведения и последующих операционных расходов. Рассматривается возможность использовать для доставки аппарата на поверхность Луны японский посадочный аппарат.

Разумеется, эта исследовательская миссия получит шансы на реализацию, только если ее финансирование будет одобрено руководством НАСА, американским президентом и законодателями.

Подробности

Опубликовано: 31.08.2015 11:04

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.