Подробности

Опубликовано: 22.05.2014 14:04

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.

Подробности

Опубликовано: 22.05.2014 10:46

Миссия на окраины Солнечной системы New Horizons ("Новые горизонты"), несомненно, является одной из самых долгожданных для ученых и просто любителей астрономии. В мае межпланетная станция приблизилась к орбите Нептуна, самой дальней планеты Солнечной системы, пролетев более 4,3 млрд километров. До Плутона остается менее 500 млн километров. В июле 2015 года зонд за одни сутки пролетит мимо карликовой планеты и направится дальше, в пояс Койпера. Конкретная цель для изучения после Плутона до сих пор не выбрана, и это является серьезной проблемой.

Задние миссии New Horizons изначально делилось на две важные части, каждая из которых обещает интересные результаты. Во-первых, автоматический зонд пролетит на рекордно близком расстоянии от Плутона и получит крупные снимки этой планеты. Во-вторых, в течение 2-3 лет после пролета Плутона он впервые в истории исследований космоса должен посетить объект в поясе Койпера. Сейчас же становится понятно, что существует существенная угроза не найти подходящий объект. Между тем, определиться с целью нужно в ближайшие месяцы, чтобы осталось время на вычисление траектории аппарата с необходимой точностью. Фактически зонд способен изменить свою траекторию только на 0,9 градуса, и в образующийся "конус" возможных траекторий известные объекты, которые мог бы посетить аппарат, не попали.

Теоретически, вторая цель миссии должна быть выбрана уже давным-давно. Планировалось начать поиски в 2011 году - до этого траекторию самого аппарата в момент прохождения мимо Плутона нельзя было рассчитать достаточно точно. Когда препятствие самоустранилось, ученые приступили к поискам подходящего объекта с использованием телескопов Субару на Гавайях и Магеллан в Чили. Им удалось обнаружить около 50 новых объектов, однако ни один из них не попадает в достижимый объем пространства. К сожалению, область поиска находится в галактической плоскости, и яркий свет множества звезд Млечного пути засвечивает слабое отраженное излучение от малых объектов, находящихся на расстоянии многих миллиардов километров от Земли. Даже малейшие колебания погоды делали поиск невозможным. Команда поиска пока не исчерпала свои возможности. У ученых есть восемь наблюдательных ночей на телескопе Субару в конце июня и июле. Также специалисты рассчитывают получить дополнительное время на этом телескопе в августе, а на чилийском - в октябре. Впрочем, шансы найти подходящую для миссии цель они оценивают примерно в 40%. Использование космического телескопа Хаббл может увеличить шансы до 90%.

Научная группа, работающая с аппаратом, отправила НАСА запрос на анализ орбит 160 тел при помощи телескопа Хаббл, однако расписание наблюдательного времени этой космической обсерватории расписано на много месяцев вперед. НАСА обещает принять решение о выделении времени в срочном порядке до 13 июня. Особая сложность заключается в том, что для вычисления орбит долгопериодичных тел требуется значительное время. На коротких промежутках времени тела с большим радиусом орбиты движутся по траекториям, близким к прямой линии, поэтому для определения орбитальных параметров необходимо наблюдать за ними многие месяцы.

Если найти цель New Horizons в поясе Койпера удастся только в следующем году, это существенно усложнит задачу ученых. Потребуется более существенная коррекция траектории аппарата после пролета Плутона, что негативно скажется на запасах топлива. В худшем случае наблюдать выбранный объект исследований удастся только с большого расстояния, и объем собранных научных данных будет значительно меньше ожидаемого. Несколько целей на такой крайний случай уже выбрано: 2011 JY31, 2011 HZ102 и 2013 LU35. Ученые, впрочем, не теряют надежду найти более подходящий объект.

Подробности

Опубликовано: 22.05.2014 09:48

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.

Подробности

Опубликовано: 21.05.2014 14:00

Тест EFT-1 (Exploration Flight Test, Исследовательские летные испытания) предполагает запуск герметичного спускаемого аппарата корабля “Орион” на высокую орбиту Земли с апогеем около 6 тыс км. Испытаниям подвергнется система управления кораблем и система двигателей ориентации, а также надежность теплового щита при входе аппарата в атмосферу со скоростью около 9 км в секунду.

Первая испытательная миссия "Ориона" ранее уже была назначена на сентябрь, однако 15 марта стало известно о переносе ее на конец года. Это решение представители НАСА объяснили изменением приоритетов космических запусков в США. Ракету-носитель Дельта IV Хэви, выделеннуя для миссии EFT-1, решено было использовать для вывода военного спутника на геостационарную орбиту. Однако 19 мая администратор НАСА Чарльз Болден заявил изданию Sen, что специалисты продолжали вести подготовку к пуску в прежнем режиме, чтобы сохранить возможность вернуться к старому расписанию. Таким образом, "Орион" планируется подготовить к запуску в сентябре, и его судьба будет зависеть только от наличия ракеты.

Следует отметить, что вероятность новой перетряски расписания космических пусков в США не очень велика.

Подробности

Опубликовано: 21.05.2014 09:13

На первом изображении пропорция размеров кораблей соблюдается, хотя, увы, рисунок ПТК выполнен не в ортографической проекции, и это вносит искажения. Кроме того, солнечные панели нашего корабля должны быть в два раза длиннее, а в околоземной конфигурации, которая теперь, по всей видимости, стала основной, высота двигательного отсека будет меньше.

Напомню, что максимлальный диаметр "Ориона" составляет 5 метров, а общая масса - 21,25 тонн. Для ПТК НП это будет 4,5 метра и 20 тонн соответственно. Если ПТК НП действительно будет создаваться только для околоземных полетов, то его логичнее сравнивать с кораблем Dragon, однако точные характеристики последнего станут известны, скорее всего, только после 29 мая. Сейчас можно сказать, что масса пилотируемого DragonRider не будет превышать 11-12 тонн, а его максимальный диаметр сейчас составляет 3,7 метра.

ПТК НП (РКК Энергия) и Орион (LM)

ПТК НП (РКК Энергия) и Орион (LM)

ПТК НП (РКК Энергия) и Орион (LM)

‹ ›

Подробности

Опубликовано: 20.05.2014 09:25

Миссия InSight предназначена для изучения геологического строения Марса. В отличие от Curiosity, она обойдется без марсохода и будет работатать только в точке приземления. Посадочный аппарат планируется оборудовать тяжелой буровой установкой, которая сможет извлечь образцы грунта с глубины до 1-2 метров. Это позволит ученым узнать, как развивалась слоистая структура марсианской коры, а различные сейсмодатчики смогут дать новые данные о строении мантии и ядра Марса. В прошлом ни одна миссия не бурила Марс на такую значительную глубину. Нельзя не упомянуть, что марсоход Экзомарс-2018 также будет оборудован большой буровой устаовкой. Он, однако, будет заниматься поисками следов жизни, а не изучением геологического строения планеты.

Как ни странно, Марс, в чем-то удобнее Земли для изучения эволюции каменистых планет. Соседняя планета значительно меньше. Она остыла быстрее Земли и стала сейсмически пассивной в далеком прошлом, когда Земля находилась еще на стадии формирования. Поэтому на Марсе лучше сохранились геологические отпечатки далекого прошлого.

В прошедшую пятницу космический аппарат, который в 2016 году должен быть запущен к Марсу, прошел последнюю защиту проекта (Critical Design Review). Руководитель проекта InSight в НАСА Том Хоффман сказал, что международные партнеры уже готовы к поставкам своего оборудования, а значит, инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА (основной разработчик межпланетных исследовательских станций в США) могут перейти от этапа разработки проекта к непосредственному созданию аппарата и программного обеспечения.

Многие инструменты для миссии InSight действительно создаются не в США. Роботизированный манипулятор, который предназначен для развертывания оборудования после посадки и перемещения образцов грунта, разрабатывается национальными космическими агентствами Франции и Германии. Сейсмический эксперимент для изучения внутренней структуры планеты предоставит немецко-швейцарско-британская группа. Установка для измерения тепловых потоков и изучения физических свойств недр также создается в Германии. Испания предоставит датчики ветра и температуры.

Посадочный аппарат InSight планируется мягко посадить на площадку около экватора Марса, где ему предстоит работать в течение двух лет. Технически он является адаптированной к новым задачам версией аппарата "Феникс" (Phoenix Mars Lander). Это позволило значительно сократить стоимость миссии. Аппарат InSight разрабатывается в рамках программы НАСА Discovery, которая на конкурсной основе выбирает и финансируют недорогие исследовательские миссии.