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

Европа является шестым по счету спутником Юпитера и одним из четырех галилеевых спутников. Это не просто шестой по размерам спутник в Солнечной системе. Европа – один из самых перспективных кандидатов на существование подповерхностного океана.

На фотографиях, сделанных зондом «Галилео» в 1996 году, поверхность Европы испещрена темными линиями. С тех пор ученые строят различные гипотезы о химическом составе вещества, слагающего эти структуры. Большинство сходится во мнении, что эти относительно молодые разломы заполнены материалом, поднявшимся вместе с водой из подповерхностного океана спутника.

«Простая соль из подземного океана была бы простым и элегантным объяснением», – говорит Кевин Хенд, ученый-планетолог из Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА. Как известно, поверхность Европы подвергается сильному облучению со стороны радиационных поясов Юпитера. Предыдущие исследования, основанные на данных зонда «Галилео» и наземных телескопов, привели ученых к заключению, что обесцвеченные области поверхности Европы связаны с соединениями серы и магния. Цвет некоторых участков может указывать на наличие серы, которая длительное время подвергалась действию радиации. Наконец, теперь группа ученых из JPL проверила предположение о том, темный цвет молодых разломов объясняется наличием обожженной радиацией соли.

Кевин Хенд и его коллега Роберт Карлсон построили экспериментальную установку, в которой симулировались условия поверхности Европы. В ней были учтены температура (-173 градуса), давление и радиационная обстановка. Для симуляции последней установку подвергали бомбардировке электронами. Ученые собирали информацию об отраженном спектре веществ, помещенных в исследовательскую камеру. Затем спектр сравнивали с тем, который получили научно-исследовательские аппараты и обсерватории, изучавшие Европу. Ученые утверждают, что несколько десятков часов пребывания в созданной ими среде соответствуют приблизительно сотне лет на поверхности спутника Юпитера.

В экспериментальную установку были помещены обычный хлорид натрия (т. е. пищевая соль) и его водные растворы. После проведения опыта цвет соли изменился. «Работа указывает на убедительное совпадение спектральных отпечатков хлорида натрия, запеченного в радиации, и темных линий на поверхности Европы». – говорит Хенд. Кроме того, чем дольше образцы подвергались действию радиации, тем темнее они становились. По мнению авторов исследования, в дальнейшем это открытие может быть использовано для определения возраста линий и других молодых структур на Европе.

К сожалению, телескопы с Земли не могут наблюдать Европу в достаточном разрешении. В первой половине 2020-х годов в систему Юпитера должен отправиться космический аппарата Europa Clipper. Он сможет пролить свет на многие тайны Европы и других спутников крупнейшей планеты Солнечной системы.

Ссылка: www.jpl.nasa.gov

Обсудить

С 2012 года компания SpaceX эксплуатирует грузовой космический корабль Dragon («Дракон»), совершающий регулярные экспедиции снабжения МКС. Сейчас в соответствии с договором между SpaceX и НАСА ведется разработка пилотируемого корабля, известного как Dragon 2 или Crew Dragon («Пилотируемый Дракон»). Хотя ранее сообщалось, что первая версия этого корабля будет использовать полностью парашютную систему посадки, SpaceX не отказалась от планов в дальнейшем – как сообщалось, спустя буквально несколько рейсов к МКС – перейти к реактивной посадке на сушу. Решение спускать первые «Драконы» в океан принято в связи с тем, что SpaceX не успевает сертифицировать реактивную посадочную систему в необходимые сроки. Ранее предполагалось, что тестирование этой системы на специальном испытательном аппарате DragonFly («Стрекоза») должно завершиться в первом квартале 2016 года. Вероятно, эти планы будут скорректированы. Первый космический полет Dragon 2, по последним данным, должен состояться в декабре 2016 года, первый пилотируемый полет – в апреле 2017.

Окончательной целью SpaceX является использование полностью реактивной посадочной системы в качестве основной и сохранение запасной парашютной системы. По мнению основателя компании Илона Маска, это сделает Dragon 2 универсальной платформой, способной совершать посадку на большинство тел Солнечной системы, включая Луну, Марс и даже спутник Юпитера Европу. Ранее он заявлял, что теплозащитное покрытие, которое используется на кораблях Dragon, способно выдерживать вход в атмосферу Земли со второй космической скоростью. Кроме того, известно, что SpaceX использует электронную компонентную базу повышенной радиационной стойкости.

В 2015 году SpaceX активно готовится к первому испытательному пуску ракеты повышенной грузоподъемности Falcon Heavy, способной выводить на низкую орбиту Земли до 50 тонн в стандартной или до 35 тонн в многоразовой модификации. Побывавшие на производстве SpaceX журналисты сообщают, что видели «носовые колпаки» боковых ракетных модулей первой Falcon Heavy. Во Флориде активно идет строительство монтажно-испытательного комплекса и модернизация стартовой площадки №39А для приема этих ракет. С появлением Falcon Heavy SpaceX получит возможность запускать Dragon в облет Луны и даже к другим планетам.

«Dragon 2 способен доставить научную аппаратуру на любое тело в Солнечной системе, с твердой или жидкой поверхностью, с атмосферой или без нее». – заявил Маск. – «Таким образом, Dragon является и пилотируемым космическим кораблем, и платформой для доставки научных грузов». «Dragon, запущенный на Falcon Heavy, сможет долететь почти куда угодно. Размышления об испытании его возможностей нас очень воодушевляют». – добавил он. Согласно словам Маска, Dragon 2 сможет доставить на поверхность Марса от двух до четырех тонн полезного груза.

Основатель SpaceX также подчеркнул, что элементы посадочной системы корабля Dragon можно варьировать в зависимости от его места назначения. Например, аппарат, отправляющийся на Луну или другое безатмосферное тело, можно избавить от теплозащитного экрана и парашюта, что позволит сэкономить массу для полезной нагрузки или увеличить запас топлива.

В прошлом ученые из исследовательского центра НАСА предлагали концепцию бюджетной исследовательской марсианской миссии с использованием ракеты Falcon Heavy и модификации корабля SpaceX, условно названной Red Dragon («Красный Дракон»). Пока, однако, научные миссии на корабле SpaceX ни разу не были анонсированы, и сама компания официально не объявляла о планах запускать Dragon куда-либо кроме МКС.

Обсудить

Космический аппарат Dawn («Рассвет») начал сближение с карликовой планетой Церера зимой 2014/2015 года. На множестве фотографий, сделанных им за последние месяцы, в одном из кратеров северного полушария Цереры видны яркие белые пятна. Сегодня были опубликованы новые снимки этих пятен, сделанные уже после выхода на орбиту планеты 24 апреля.

На днях Dawn, находящийся на орбите высотой 13,6 тысяч км, завершил первую обзорную орбитальную съемку всей поверхности карликовой планеты. На новых фотографиях можно различить форму ярких пятен, которые интересуют и ученых, и простых наблюдателей. Тем не менее, вопрос об их природе все еще остается спорным. Согласно наиболее распространенной версии, мы наблюдаем выход на поверхность участка мантии Цереры, предположительно, состоящей из водяного льда. В кратере мантия должна подступать близко к поверхности. Недавний метеоритный удар мог обнажить лед, который и светится на фотоснимках зонда Dawn. Согласно другой версии, это может быть гейзер или привнесенный с метеоритом лед. Менее вероятно, что светлые пятна – это отложения солей.

По новым фотографиям можно сказать, что диаметр первого пятна составляет не менее 15 км. Второе крупное пятно вытянутой формы, расположенное немного восточнее первого, имеет размер около 18 x 9 км. Вокруг него находится несколько мелких пятен. Кроме того, в различных регионах Цереры разбросано еще несколько менее ярких, но тоже достаточно светлых пятен. Некоторые из них привязаны к склонам кратеров.

Завершив свою текущую работу на этой орбите, зонд спустится на высоту 4,4 тыс. км для геологического картирования Цереры. В конце года он вновь снизит орбиту.


Анимация (gif, 28 мб).

Ссылка: www.nasa.gov

Обсудить

Американский марсоход Curiosity, движущийся по нижнему склону горы Шарп в кратере Гейла, отклонился от своего маршрута. Он занялся изучением склона холма, который, как предполагается, неоднократно омывался водой. Проведенные наблюдения и измерения необходимы для того, чтобы более подробно изучить историю наполнения водой и осушения кратера Гейла. Это, в свою очередь, позволит установить, как менялись условия для существования микробной жизни на древнем Марсе.

На приведенной ниже панораме показана холмистая область, которую сейчас исследует марсоход. Curiosity начал движение по нижнему склону горы Шарп в ноябре 2014 года. Он постепенно продвигается на запад к точке, в которой должно начаться восхождение к вершине горы.

«На снимках, которые мы сделали во время движения от холмов Пахрамп к возвышенностям Мюррей (район начала восхождения – прим.), геологи заметили то, что можно назвать изрезанным склоном долины. Такая структура пород формируется, когда речная долина врезается в коренные породы и заполняет их новыми отложениями». – говорит Эшвин Васавада, ученый из команды Curiosity в Лаборатории реактивного движения НАСА. Эта особенность была замечена на склоне возвышенности, названной горой Шилдс (Mount Shields). Она находилась на северо-западе от маршрута Curiosity.

«Мы захотели изучить материал, врезавшийся в коренные известняковые породы. Он выглядел как песок. Был ли песок привнесен ветром и водой? С какими интервалами формировались известняковые отложения, и когда их накопление прерывалось, давая время на накопление донных отложений?» – говорит Васавада. – «Было удивительно впервые найти такую структуру на Марсе. Как должна измениться среда, чтобы перейти от накопления одного вида осадочных пород к их эрозии, а затем к накоплению другого вида? Это увлекательная головоломка, которую Марс нам оставил». Сейчас марсоход продолжает движение к следующей точки, а ученые разбираются с полученными материалами.

В середине апреля Curiosity сделал четыре последовательных панорамных снимка Марса. Интервал между съемкой составил 6 минут 51 секунду. Впервые Curiosity смог получить цветные изображения марсианского заката. На анимации, представленной НАСА, откалиброваны цвета и исправлен баланс белого, чтобы удалить артефакты фотокамеры. Снимки сделаны на спектрометр Mastcam, который по своей чувствительности близок к человеческому глазу, хотя, как отмечается, немного менее восприимчив к синему цвету.

Висящая в марсианском воздухе пыль пропускает синий свет лучше, чем свет с свет с большей длиной волны. Поэтому на закате, когда наклоненные по касательной лучи Солнца дольше идут через атмосферу, планета окрашивается в голубоватые оттенки.

Обсудить

В 2011 году в космос был запущен космический аппарата «Электро-Л» разработки НПО им. Лавочкина. Он отслеживал изменения погоды в восточном полушарии Земли, а фотографии, сделанные «Электро-Л», усилиями Зеленого кота известны и в России, и даже за ее пределами. Год назад на этом спутнике отказала система точной ориентации. Спустя значительное время аппарат удалось вернуть к эксплуатации, но в весьма ограниченном режиме.

Роскосмос планирует включить в свою спутниковую группировку еще два космических аппарата «Электро-Л», а затем перейти к эксплуатации аппаратов нового поколения «Электро-М». После нескольких переносов, запуск «Электро-Л №2» планировался на 21 июля 2015 года на ракете «Зенит-3SLБФ». Это должен быть предпоследний пуск украинской ракеты (последним станет запуск «Спектра-РГ» в 2017 году). На днях стало известно, что вывод спутника на орбиту переносится вновь – на этот раз, на неопределенный срок. «Теперь ясно, что спутник задержится на Земле дольше. Не исключено, что его запуск может состояться в конце года». – цитирует «Вестник ГЛОНАСС» сообщение одного из информационных агентств.

Неизвестно, чем вызвана эта отсрочка, но, вероятно, она объясняется проблемами взаимодействия между российскими и украинскими организациями. Ранее сообщалось, что украинские власти решили продолжить сотрудничество с Россией в области космоса и дали согласие на обслуживание предстоящих стартов ракет «Зенит» с космодрома Байконур.

Ссылка: vestnik-glonass.ru

Обсудить

В новой работе, опубликованной в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta, ученые из США изучили показатель кислотности pH воды, которая извергается из гейзеров Энцелада, одного из спутников Сатурна. Эти данные позволяют делать выводы о возможности существования жизни (в настоящем или в прошлом) в подповерхностном океане спутника.

Энцелад – геологически активный объект. Считается, что под его поверхностью существует океан жидкой воды. Основное свидетельство этого – гейзеры из частиц льда и паров воды, извергающиеся в космос из разломов на поверхности Энцелада вблизи южного полюса. Их неоднократно наблюдал космический зонд «Кассини», искусственный спутник Сатурна.

Команда ученых из Университета Вашингтона и Юго-западного Исследовательского института разработала химическую модель воды Энцелада. Она основана на собранных «Кассини» масс-спектрометрических данных о частицах льда и водяного пара, попавших в космос из гейзеров Энцелада. Эта модель позволила подсчитать показатель pH испаряющейся со спутника воды. pH – фундаментальная характеристика кислотно-щелочных свойств жидкости. Она напрямую зависит от происходящих в ней химических процессов. Низкий pH свидетельствует о кислых условиях воды, высокий – о щелочных.

Согласно полученной модели, вода в океане Энцелада является соленой и очень щелочной со значением pH от 11 до 12. Таким образом, ее можно сравнить с аммиачными растворами для чистки стекол. Океан спутника Сатурна дожлен содержать ту же самую соль (хлорид натрия), что и океаны на Земле, а также существенное количество карбоната натрия, т. е. соды. Это делает его похожим на некоторые содовые соляные озера – например, Нагади в Кении или Моно Лейк в Калифорнии.

«Информация о значении pH позволяет нам лучше понять геохимические процессы, происходящие в «содовом океане» Энцелада». – говорит Кристофер Глейн из Университета Вашингтона. Благодаря этой модели ученые могут предположить, что высокий pH океана возник в результате метаморфического процесса, известного как серпентинизация. В водоемах на Земле породы с малым содержанием кремния и со значительным количеством железа и магния – ультрабазиты – попадают на океаническое дно, поднимаясь из верхних регионов мантии. Они вступают в химическое взаимодействие с молекулами воды и превращаются в серпентиниты (породы, содержащие минерал серпентин), а водная среда становится щелочной. На Энцеладе защелачивание воды также должно происходить на дне предполагаемого океана.

Гипотеза о процессе серпентинизации в океане Энцелада интересна тем, что реакция между металлическими породами и океанической водой приводит, кроме прочего, к образованию молекул водорода H2. На Земле водород является источником химической энергии, которая используется в биосферах глубинных частей океана, где отсутствует солнечный свет – более известный и распространенный источник энергии. Кроме того, водород способствует образованию сложных органических соединений, таких как аминокислоты, ведущие, как предполагается, к образованию жизни и служащие источником пищи для метанопроизводящих микробов. Наличие серпентинизации может сделать Энцелад еще более привлекательным телом в Солнечной системе с точки зрения поисков внеземной жизни.

Ссылка: phys.org

Обсудить