Новости физики и космоса. В.136

Главная ] Вверх ] Новости ] Это интересно ] Юмор ] Ссылки ] Поиск ] Гостевая книга ] Карта сайта ] Контакты ]

Главная > Это интересно > Новости  физики и космонавтики > Новости физики и космоса. Выпуск 13 (136)

Новости физики и космоса 

Выпуск 13 (136) 1 - 15 июля 

Грозы оказались ускорителями электронов

Японские ученые представили доказательства того, что грозы работают гигантскими ускорителями элементарных частиц. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение доступно на сайте Physical Review Focus.
В рамках исследования ученые разместили специальные датчики на высоте 2770 метров над уровнем моря на территории обсерватории Нокинура. Грозы в этом регионе являются достаточно частым явлением.

В результате 20 сентября 2008 года ученым удалось зарегистрировать гамма-излучение грозы, энергия некоторых фотонов которого достигала 20 мегаэлектронвольт. Вспышка излучения продолжалась примерно 90 секунд, а ее источник располагался на высоте примерно 90 метров над детекторами. Подобная близость позволила исследователям изучить вспышку в деталях. В частности, ученые установили, что облако, которое испускало гамма-лучи, было не более 200 метров длиной.

По словам исследователей, новые результаты хорошо согласуются с существующей теорией формирования подобного излучения. Считается, что внутри облаков электроны ускоряются лавинообразно: разогнанные частицы создают электромагнитное поле, которое, в свою очередь "выбивает" электроны из молекул газов, составляющих воздух (при этом процессе и выделяются гамма-лучи). Предполагается, что в качестве первых быстрых электронов выступают высокоэнергетические частицы, пришедшие из космоса.

До настоящего времени исследователи считали, что подобным образом можно объяснить только короткие (от нескольких миллисекунд до нескольких секунд) гамма-вспышки. Новые результаты, однако, указывают, что и длинные вспышки укладываются в предложенную теорию. Многие физики полагают, что дальнейшие наблюдения позволят связать быстрые электроны с появлением молний. В настоящее время связь между гамма-вспышками и молниями не совсем ясна. Например, наблюдавшаяся вспышка не сопровождалась разрядом.

Напомним, что недавно российские исследователи из Физического института РАН имени Лебедева высказали предположение, что ответственность за молнии также несут быстрые электроны. Их теория, в частности, позволяет объяснить необычно слабые электрические поля, наблюдаемые в грозовых облаках. Для объяснения молний исследователи используют понятие так называемого пробоя на убегающих электронах (ПУЭ).

Физики предложили новый способ телепортации света 

Физики предложили способ квантовой телепортации целого светового луча. Статья исследователей с подробным изложением технологии появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение доступно на сайте PhysOrg.com.
Речь идет о так называемой квантовой телепортации - перемещении на расстояние квантового состояния объекта. При этом, в отличие от телепортации в научно-фантастических фильмах для реализации данной технологии необходимо наличие классического канала связи между передатчиком и приемником (то есть о "мгновенном" перемещении речи не идет).

Традиционными объектами для телепортации являются фотоны, атомы и ионы (совсем недавно физики смогли телепортировать ионы иттербия на метр). В 2006 году японские и британские ученые почти добились "перемещения" лазерного луча - полученный после телепортации объект отличался от оригинала, по словам ученых, "менее чем наполовину". В рамках новой работы физики из Австралии, Новой Зеландии и Катара смогли предложить теоретическую схему для точной телепортации света.

В рамках работы предполагается использовать луч, которой представляет собой поток равномерно удаленных друг от друга фотонов. Луч предполагается "сжатым", то есть неопределенность некоторых характеристик фотонов (обусловленная знаменитым принципом неопределенности Гейзенберга) искусственно уменьшена (при этом, разумеется, увеличивается неопределенность других "неинтересных" характеристик). В результате, исследователи утверждают, что при достаточной степени сжатия можно особым образом телепортировать фотоны луча, воспроизводя квантовое состояние исходного объекта. При этом физики подчеркивают, что состояния отдельных фотонов не описывают полностью состояние всего луча, поэтому в данном случае речь идет больше, чем о телепортации отдельных фотонов.

Сами исследователи отмечают, что на пути практической реализации их схемы имеется несколько препятствий. Так, например, для телепортации необходим очень качественный источник сжатого света. По мнению ученых, существующие образцы подобных приборов не обеспечивают достаточное качество сжатия, однако необходимый уровень теоретически достижим.

По словам физиков, если опыты подтвердят их теорию, то специалисты смогут телепортировать, например, целые изображения. Это может пригодиться при разработке квантовых компьютеров. Совсем недавно ученые создали первый твердотельный квантовый процессор, оперирующий парой кубитов.

Марию Склодовскую-Кюри признали величайшей женщиной-ученым

Журнал New Scientist опубликовал результаты голосования среди своих читателей, которые выбирали самую вдохновляющую женщину-ученого. На первом месте с большим отрывом от соперниц оказалась физик и химик Мария Склодовская-Кюри. За нее проголосовали 25,1 процент участников опроса. На втором месте биолог Розалинд Франклин (14,2 проента голосов), а на третьем - Гипатия Александрийская (9,4 процента).
Мария Склодовская-Кюри, полька по происхождению, дважды получила Нобелевскую премию: в 1903 году по физике и в 1911 году по химии. Вместе с мужем она выполняла пионерские работы по изучению радиации, в частности, открыла радиоактивные элементы радий и полоний. Работая с радиоактивными элементами, Склодовская-Кюри не предпринимала никаких мер предосторожности. Она скончалась от лейкемии в возрасте 67 лет.

Розалинд Франклин работала над изучением структуры ДНК. Во многом благодаря сделанным ею рентгеновским снимкам Джеймс Уотсон и Френсис Крик смогли выяснить структуру этой молекулы. Когда они получали за свое открытие Нобелевскую премию, Франклин уже не было в живых. Так же как и Склодовская-Кюри, она умерла от рака.

Гипатия Александрийская жила в IV веке нашей эры в Александрии. Она занималась изучением философии, математики и астрономии и читала лекции по этим наукам. Язычница Гипатия Александрийская была убита сторонниками христианского епископа Кирилла.

Физики создали камеру-полотно

Ученые из Массачусетского технологического института создали специальную ткань, которая может работать как матрица фотокамеры и служить для получения изображений. Об этом сообщает ScienceNOW, а статья исследователей появилась в журнале Nano Letters.
Нити новой ткани представляют собой довольно сложную структуру: в центре проходит полупроводник, заключенный в оболочку из полимерного изолятора, в котором протянуты металлические прожилки. Полупроводниковая часть нити регистрирует свет, и сигнал передается по металлическим прожилкам на компьютер.

В рамках опыта ученые поместили схематическое изображение улыбающейся рожицы перед холстом, сплетенным из подобных нитей. Холст был подключен к компьютеру, который при помощи специального программного обеспечения анализировал сигнал нитей и воссоздавал изображение. В результате на экране компьютера исследователям удалось получить картинку (правда, достаточно плохого качества) рожицы.

Главным плюсом новой системы ученые называют отсутствие необходимости в линзах. В современных электронных фотокамерах стеклянная или пластиковая линза фокусирует свет на полупроводниковой светочувствительной матрице. При этом линза должна быть твердой и иметь постоянную форму, поскольку ее фокусирующие свойства зависят от формы.

Отсутствие линзы позволяет создавать гибкие камеры практически любой формы. В частности, ученые отмечают, что развитие подобной технологии, например, поможет создать военную форму, которая будет обозревать поле боя вокруг солдата и передавать информацию ему на специальный экран.

Недавно физикам из другого американского университета (Университета штата Калифорния) удалось создать самую быструю на сегодняшний день камеру. Она способна делать в секунду около 6,1 миллиона кадров. Ученые планируют использовать новое устройство для визуализации процессов происходящих в микромире.

Ученые объяснили отсутствие гипотетических космических струн

Ученые выдвинули теорию, объясняющую отсутствие данных о существовании космических струн - гипотетических гигантских объектов, представляющих собой складки на ткани пространства-времени. Свои выводы они представили в статье, препринт которой доступен на сайте arXiv.org. Пока она не принята к публикации в научный журнал. Кратко о работе пишет New Scientist.
Космические струны, существование которых предсказывают некоторые теории (например, теория струн), должны быть колоссальными объектами. Диаметр струн значительно меньше диаметра атомного ядра, а протяженность может быть сравнима с протяженностью видимой Вселенной. Тем не менее, образования такого размера до сих пор не были обнаружены.

По мнению авторов работы, космические струны нестабильны и вскоре после формирования они могли начать распадаться на все более мелкие фрагменты. На конце таких фрагментов располагались "бусины". Огромное количество натянутых нитей с "бусинами" завивались друг вокруг друга, и в итоге "бусины" разгонялись до скоростей, близких к скорости света. Движение "бусин" породило мощные потоки гравитационных волн, которые до сих пор путешествуют сквозь пространство-время. Теоретически, гравитационные волны могут быть обнаружены существующими у ученых приборами.

Многие исследователи скептически относятся к возможности существования космических струн и гравитационных волн, хотя существование последних и вытекает из уравнений общей теории относительности Эйнштейна. Пока физики получили лишь косвенные доказательства того, что это явление имеет место.

Физики создали оптический транзистор из одной молекулы

Физики создали транзистор, состоящий из одной молекулы. Устройство усиливает или ослабляет сигнал только при помощи фотонов, без участия электронов. До сих пор ученым не удавалось создать подобных систем. Подробно изобретение описано в статье в журнале Nature. Краткая характеристика приведена в пресс-релизе на сайте Швейцарской высшей технической школы Цюриха.
Транзистором называют электронный прибор, который позволяет при помощи входного сигнала управлять током в электрической цепи. Транзисторы являются ключевыми элементами огромного количества технических устройств, в частности, компьютеров. Существующие транзисторы работают на электронах, и при их функционировании выделяется большое количество тепла.

С момента появления первых транзисторов инженеры искали возможность "приспособить" для работы в транзисторах фотоны. Однако до настоящего времени не было разработано эффективных систем, позволяющих управлять их движением на наноуровне. Швейцарские физики создали прототип такого оптического транзистора, состоящий из одной молекулы красителя.

Краситель может находиться в двух состояниях - основном и возбужденном, причем во втором случае молекула красителя способна испустить фотон (при этом краситель переходит в основное состояние). Идея ученых заключалась в следующем: находясь в возбужденном состоянии и испуская фотон, молекула красителя усиливает направленный на него луч. В основном состоянии краситель только поглощает часть излучения. Чтобы управлять исходным состоянием красителя, исследователи воспользовались вторым лучом. Когда второй луч переводит краситель в возбужденное состояние, первый луч усиливается, когда второй луч отсутствует, нет и усиления первого.

Второй луч должен точно попадать на молекулу красителя. Хаотические движения молекул красителя в органическом растворителе были исключены посредством охлаждения системы до одного кельвина (минус 272 градуса Цельсия).

Благодаря своим крошечным размерам, новый транзистор позволяет создавать сложные электрические контуры на маленьких чипах. Тем не менее, до практического применения разработки еще очень далеко. Основным недостатком оптического транзистора является его рабочая температура, которая соответствует температуре космического пространства.

Совсем недавно американским физикам удалось создать "обычный" транзистор, также состоящий из одной молекулы.

Ученые измерили квантовую емкость графена

Ученые из Китая и США определили величину квантовой емкости графена. До сих пор физикам не удавалось провести прямые измерения этой важной характеристики нового материала. Свои результаты исследователи опубликовали в журнале Nature Nanotechnology. Коротко работа описана в пресс-релизе Университета штата Аризона.
Графен представляет собой двумерный слой из атомов углерода, сорганизованных в шестиугольные ячейки. Благодаря своим характеристикам новый материал представляет большой интерес для ученых и инженеров. Графен отличается чрезвычайно высокой прочностью и выдающейся электропроводностью. Для использования материала в практических целях специалистам необходимо хорошо изучить и другие его свойства.

Одной из характеристик графена, для которой до сих пор были получены только теоретические предсказания, является его квантовая емкость. Понятие емкости подразумевает способность материала вместить в себя нечто, например, некоторое количество зарядов. В случае двумерных структур квантовая емкость связана с запретом, или принципом, Паули. Он гласит, что два фермиона (элементарные частицы, к которым относятся протоны, нейтроны и электроны) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии. Если квантовое состояние с наименьшей энергией занято частицей, другие фермионы вынуждены заполнять состояния с более высокими энергиями.

Квантовая емкость графена была предсказана теоретически. Расчеты показывали, что ее значение очень мало, а чувствительность углеродного монослоя, напротив, высока. Эти характеристики позволяют использовать графен для создания биосенсоров.

Авторы нового исследования смогли непосредственно измерить квантовую емкость графена, используя систему из трех электродов и пропуская через углеродный слой различное напряжение. Экспериментальный результат не полностью согласовывался с теоретической кривой. Авторы объяснили обнаруженные несоответствия наличием примесей.

Недавно появилось сообщение, что физикам удалось изучить и смоделировать поведение отдельных атомов углерода на границе разрыва графенового листа

В Солнечной системе нашли нарушение второго закона Ньютона

Ученый из института Вайцмана предсказал существование неизвестного эффекта нарушения второго закона Ньютона, который проявляется в Солнечной системе. Препринт статьи Мордехая Мильгрома (Mordehai Milgrom), автора теории о модифицированной ньютоновской динамике (МОНД), доступен на сайте arXiv.org. Пока работа не принята к публикации в научный журнал.
Мильгром предложил теорию МОНД в качестве объяснения феномена отклонения движения галактик от теоретически предсказанного. Классическая ньютоновская механика постулирует, что движение объектов должно подчиняться закону F = ma, где F - сила, m - масса объекта, a - его ускорение. В случае движения галактик друг относительно друга F - это сила притяжения. Из законов Ньютона вытекает, что более удаленные объекты должны двигаться вокруг массивных центральных тел медленнее, чем близлежащие.

Начиная со второй половины XX века астрономы стали находить свидетельства того, что огромные звездные скопления нарушают законы Ньютона. Наиболее общепринятая гипотеза, объясняющая "неправильное" поведение галактик, предполагает, что законы Ньютона не нарушаются, а наблюдаемое отклонение от них объясняется наличием темной материи. Этим термином обозначают пока экспериментально не обнаруженное вещество, участвующее в гравитационном взаимодействии, но не участвующее в электромагнитном. Темная материя создает дополнительную массу, которая ответственна за замедление галактик.

Мильгром выдвинул другое объяснение МОНД. По мнению ученого, галактики движутся не так, как предсказывает ньютоновская механика, именно по той причине, что для систем с большими массами и расстояниями ее законы нарушаются. Однако все эффекты, которые должны проявляться в случае правомерности МОНД, невозможно засечь существующими приборами.

В своей новой работе Мильгром показывает существование еще одного проявления МОНД, которое должно влиять на движение объектов в Солнечной системе. На современном уровне развития техники их также невозможно зафиксировать, однако при небольшом увеличении чувствительности приборов они себя проявят.

Многие ученые скептически относятся к гипотезе МОНД, так как она постулирует нарушение одного из основополагающих законов физики. Однако до тех пор пока эта версия не будет экспериментально опровергнута (или не будет найдено неопровержимых доказательств существования темной материи), она имеет право на существование.

Физики заставили магнитное поле перемешивать жидкость при помощи микрочастиц

Физики смогли заставить магнитное поле перемешивать жидкости при помощи металлсодержащих микрочастиц. Об этом сообщает издание Physical Review Focus, а статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters.
Еще несколько лет назад те же исследователи выяснили, что воздействие динамически меняющегося магнитного поля на взвесь обладающих магнитными свойствами частиц приводит к возникновению внутри жидкости сложных токов. В новой работе ученые смогли прояснить данный процесс, а также предложить способы его практического применения.

В рамках опыта физики помещали содержащие металл частицы диаметром 4-7 микрон в несколько миллилитров этиленгликоля или этилового спирта. Данная взвесь заливалась в пластиковый сосуд, который ученые помещали во вращающееся магнитное поле. В результате в жидкости образовывались длинные цепочки частиц, наклоненные под углом к оси вращения. Эти цепочки являются результатом ориентирования металлсодержащих частиц во внешнем магнитном поле.

Как оказалось, эти цепочки способны перемешивать жидкость также, как это делается в лаборатории обычной палочкой. При этом исследователи выяснили несколько необычных свойств данного процесса.

Во-первых, момент силы, действующий на элемент объема (который и характеризует интенсивность перемешивания), оказался почти независимым от скорости вращения магнитного поля (однако зависимым от его напряженности). Исследователи объясняют это тем, что увеличение скорости приводит не только к ускорению вращения цепочек и усилению момента, но и разрушению самых длинных из них и, соответственно, его ослаблению. В результате два процесса нейтрализуют друг друга, и момент остается практически постоянным.

Во-вторых, момент оказался независим от вязкости жидкости. Последнее особенно важно, поскольку позволяет перемешивать подобным образом жидкости, которые из-за достаточно большой вязкости перемешивать достаточно трудно.

Исследователи предполагают, что новая методика может быть использована при перемешивании жидкостей в наносистемах. Ученые отмечают, что из-за малых размеров каналов в подобных устройствах эффективная технология создания "смесителей" для них отсутствует. При этом физики не уточняют, каким образом они планируют отделять частицы от раствора после перемешивания.

Астрономы завершили самые масштабные поиски дальних галактических скоплений

Астрономы завершили самое масштабное исследование по поиску удаленных галактических скоплений SpARCS. Об этом сообщается в пресс-релизе Калифорнийского университета в Риверсайде, сотрудники которого принимали участие в работе. Результаты исследователей появились в журнале The Astrophysical Journal.

Целью исследования было обнаружение галактических скоплений, удаленных от Земли на расстояние более 7 миллиардов световых лет. Последнее означает, что наблюдение за этими скоплениями позволит увидеть, как выглядели эти масштабные космические структуры тогда, когда Вселенная была не старше 6,7 миллиардов лет (возраст Вселенной составляет примерно 13,7 миллиарда лет).

В рамках исследования ученые использовали пару наземных телескопов, а также орбитальный телескоп Spitzer. Последний следил за удаленными объектами в инфракрасном диапазоне. В общей сложности ученые обнаружили около 200 кандидатов на звание удаленных галактических скоплений.

По словам исследователей, новые результаты помогут прояснить эволюцию крупномасштабных структур Вселенной на ранних этапах ее развития.

Совсем недавно астрономам удалось измерить температуру удаленного галактического скопления PKS 0745-191. Этот объект располагается "всего" в 1,3 миллиардах световых лет от Земли. Астрономы определили, что на расстоянии примерно 1,1 миллион световых лет от центра галактического скопления температура газа составляет около 91 миллиона градусов по Цельсию.

Тепло первых звезд почти стерилизовало Вселенную

Астрономы определили, что тепло от первых светил и аккреционных дисков черных дыр привело к частичной "стерилизации" Вселенной: в результате сформировалось гораздо меньше галактик, чем могло бы. Об этом сообщается в пресс-релизе Университета Дурхама, сотрудники которого принимали участие в работе. Результаты своего исследования ученые представили на заседании Королевского астрономического общества.
В настоящее время считается, что в образовании галактик важную роль играет так называемая темная материя - загадочная субстанция, участвующая в гравитационном взаимодействии, но "игнорирующая" электромагнитное. Считается, что скопления темной материи являются своего рода зародышами галактик.

В рамках исследования ученые моделировали поведение темной материи на ранних этапах развития Вселенной. В результате им удалось установить, что в настоящее время вокруг Млечного Пути вращается большое количество (несколько сотен тысяч) сгустков темной материи - гораздо больше, чем карликовых галактик (пока их известно несколько десятков).

Исследователи предлагают следующее объяснение этому парадоксу. Примерно через полмиллиарда лет после Большого Взрыва, когда в космосе предположительно появились черные дыры (и, соответственно, их аккреционные диски) и первые звезды, от их излучения средняя температура вещества в космосе возросла до 20-100 тысяч градусов по Цельсию. В результате "обычный" газ, присутствующий в маленьких скоплениях темной материи, оказался перегрет (для образования звезд необходим достаточно холодный газ) и никаких галактик из него не образовалось.

В рамках симуляции ученые использовали теорию холодной темной материи (cold dark matter - CDM), то есть материи, составленной из медленно движущихся частиц. Отметим, что общепринятой теории темной материи в настоящее время не существует. Сами исследователи отмечают, что результаты их исследования хорошо вписываются в теорию CDM, поэтому могут служить ее косвенным подтверждением.

Однако совсем недавно измерения, проведенные астрономами из Калифорнийского университета поставили под сомнение теорию холодной темной материи. Исследователям удалось доказать, что для масс карликовых галактик существует нижняя граница. Это, в свою очередь, непосредственно противоречит теории CDM.

Астрономы обнаружили черную дыру средней массы

Астрономы обнаружили черную дыру массой около 500 солнечных. Это помещает ее в редкий класс так называемых дыр средней массы, существование которых до сих пор находится под вопросом. Об этом сообщает ScienceNOW, а статья ученых появилась в журнале Nature.
В рамках работы исследователи занимались поиском так называемых ультраярких источников рентгеновского излучения (ultraluminous X-ray source, ULX). Светимость этих объектов в рентгеновском диапазоне на несколько порядков превосходит светимость самых ярких из известных объектов в нашей Галактике - аккреционных дисков черных дыр в двойных системах.

Для поиска ULX исследователи использовали орбитальную рентгеновскую обсерваторию XMM-Newton. С ее помощью астрономы обнаружили объект, который получил имя HLX-1. Он располагается на расстоянии около 290 миллионов световых лет от Земли. Анализ излучения этого объекта позволил выяснить, что он испускает в среднем в 10 раз больше рентгеновского излучения, чем аккреционный диск черной дыры звездной массы.

В рамках работы ученые изучили несколько возможных вариантов объяснения природы объекта HLX-1. Высокая яркость могла бы быть объяснена джетом (потоком материи, движущимся с огромной скоростью) в окрестности черной дыры, направленным в сторону Земли. Однако анализ спектра излучения позволил отвергнуть данное объяснение.

Сами ученые предлагают несколько объяснений происхождения черной дыры HLX-1. Одно из них - дыра образовалась в результате коллапса сверхмассивной звезды на раннем этапе развития Вселенной. Кроме этого, возможно, что дыра появилась в центре шарового звездного скопления. На это, в частности, указывает тот факт, что объект располагается за пределами диска своей галактики. Именно в подобных регионах и "обитают" шаровые скопления.

Согласно современным представлениям, существует три основных класса черных дыр. Первый класс - черные дыры звездной массы. Эти объекты образуются в результате гравитационного коллапса ядер звезд. Другой класс - сверхмассивные черные дыры. Эти объекты располагаются в центре галактик, и их масса может достигать миллиардов солнечных. Одной из теорий возникновения этих объектов является постепенный рост черных дыр звездной массы за счет поглощения материи и слияния со своими "коллегами".

Если теория верна, то в космосе должны существовать промежуточные объекты - черные дыры средней массы. Однако в настоящее время исследователям известно лишь несколько кандидатов на это звание, причем HLX-1 является одним из самых вероятных.

Составлена карта "запыленности" Млечного Пути

Астрономы составили самую полную карту распределения пыли в Млечном Пути. В частности, ученые каталогизировали скопления, которые потенциально могут являться звездными "родильными домами". Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Европейской южной обсерватории (ESO).
В рамках исследования ученые использовали данные наблюдения неба в субмиллиметровом диапазоне волн. По словам астрономов, именно в этом диапазоне облака пыли видны особенно хорошо. Для наблюдения использовался телескоп APEX, который располагается на высоте около 5100 метров над уровнем моря в Чилийских Андах.

Полученная карта представляет собой длинную (более 40 градусов) полоску шириной чуть более 2 градусов. Эта полоска покрывает часть видимой галактической плоскости. Разрешение карты составляет 16000 на 400 пикселей. По словам исследователей, основная трудность при производстве данной карты заключалась в том, что для наблюдения за небом в субмиллиметровом диапазоне необходимы особые погодные условия и высокоточная техника.

Исследователи надеются, что новая карта поможет ученым, которые занимаются изучением процессов звездообразования. Согласно современным представлениям, звезды появляются в результате гравитационного коллапса газопылевого облака. Таким образом, сгустки пыли выступают в качестве отличных кандидатов на звание звездных "родильных домов", то есть регионов интенсивного звездообразования.

Космическая пыль является постоянным объектом интереса астрономов. Совсем недавно ученым удалось установить, что взрывы сверхновых в результате коллапса звездного ядра способны производить пыль необычной формы. Это открытие было сделано после изучения поляризации излучения останков сверхновой CTB 102.

Телескоп "Ферми" обнаружил популяцию тусклых пульсаров

Орбитальный телескоп "Ферми" обнаружил в космосе популяцию пульсаров, которые не видны наземным обсерваториям. Об этом сообщается в пресс-релизе NASA, а сразу две статьи с подробным изложением результатов появились в журнале Science.
Традиционно астрономы обнаруживают пульсары (быстро вращающиеся нейтронные звезды) по радиоизлучению. Однако на этот диапазон электромагнитных волн приходятся тысячные доли процента от суммарных энергетических выбросов данных объектов. "Ферми", однако, ищет пульсары по их гамма-излучению, на которое приходится около 10 процентов всей энергии объекта. Это делает орбитальный телескоп замечательным инструментом для поиска пульсаров.

В рамках первого исследования в общей сложности астрономы проанализировали данные наблюдений за четыре месяца. В результате ученым удалось обнаружить настолько тусклые пульсары, что камера "Ферми" улавливала всего один гамма-фотон от этих объектов в день.

В другой работе ученых интересовали "омолодившиеся" пульсары. Известно, что со временем вращение пульсаров замедляется. Однако, если подобные объекты входят в двойные системы, то в результате гравитационного взаимодействия они могут "красть" материю у своих соседей. Это приводит к раскручиванию пульсаров, и объекты представляются более "молодыми", чем они есть на самом деле.

Пульсары могут разгоняться до огромных скоростей, превращаясь в миллисекундные пульсары, то есть нейтронные звезды, которые вращаются вокруг собственной оси несколько сотен раз в секунду. По словам исследователей, новые данные подтверждают, что миллисекундные пульсары образуются из нормальных именно таким образом.

Совсем недавно астрономам удалось увидеть процесс "раскрутки" нейтронной звезды в действии. В рамках исследования астрофизики изучали пульсар J1023, который располагается на расстоянии примерно 4000 световых лет от Земли. Наблюдения этого объекта велись с 2000 года.

Нейтронные звезды представляют собой результат гравитационного коллапса ядра звезды относительно небольшой массы. Плотность получившегося объекта сравнима с плотностью атомных ядер.

В туманности Улитка обнаружились космические узлы

Астрономы обнаружили огромное количество газопылевых узлов в туманности Улитка (NGC 7293). Происхождение этих объектов ученые объяснить пока не в состоянии. Об открытии сообщается в пресс-релизе Национальной японской астрономической обсерватории.
В рамках исследования астрономы изучали Улитку при помощи телескопа Subaru, который располагается на Гавайских островах. Они наблюдали данный объект, расположенный на расстоянии 710 световых лет от Земли, в инфракрасном диапазоне спектра.

В результате им удалось установить, что в туманности имеется более 40 тысяч гигантских узлов - газопылевых образований диаметром несколько миллиардов километров. Суммарная масса этих объектов - более 30 тысяч земных.

На фотографиях, полученных учеными, хорошо видно, что эти узлы имеют кометообразную структуру. Их "хвосты" представляют собой потоки газа, ионизированного излучением останков звезды. По словам исследователей, пыль, входящая в состав узлов, предохраняет водород внутри от немедленного "выветривания" потоками заряженных частиц.

В настоящее время исследователи затрудняются объяснить природу узлов. Они полагают, что это могут быть останки планетарной системы, которая существовала у звезды до ее гибели. С другой стороны это может быть структура, характерная для всех планетарных туманностей. По словам ученых, для выяснения природы объектов необходимы дальнейшие наблюдения.

Планетарные туманности являются результатом гибели звезд относительно небольшой массы. В конце жизни подобные звезды сбрасывают верхние слои своей атмосферы. Именно эта материя и образует туманность. Время формирования пылевого скопления составляет от 10 тысяч до миллиона лет.

В окрестности черной дыры зарегистрировали всплеск гамма-излучения

Международной группе астрономов удалось обнаружить источник высокоэнергетических гамма-лучей в окрестности сверхмассивной черной дыры. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Вашингтонского университета в Сент-Луисе, сотрудники которого принимали участие в работе. Статья исследователей появилась в журнале Science.
В рамках исследования ученые наблюдали галактику M87, которая располагается на расстоянии 50 миллионов световых лет от Земли. Наблюдения велись при помощи сразу нескольких крупных телескопов: VLBA, VERITAS, H.E.S.S. и MAGIC. Наблюдения вспышки с нескольких аппаратов одновременно позволило ученым получить необычайно детальную картину произошедших событий.

Считается, что подобное излучение является результатом "работы" гравитации черной дыры. Согласно современным представлениям, материя, падая на дыру, разгоняется до сверхвысоких скоростей. При этом она начинает излучать, в том числе и в гамма-диапазоне.

Ученым удалось зарегистрировать гамма-кванты, исходившие от объекта, энергия которых составляла несколько сотен гигаэлектронвольт. По словам исследователей, новые результаты наблюдений позволят прояснить механизм формирования столь высокоэнергетического излучения. Сами исследователи отмечают, что в настоящее время известно порядка 25 космических объектов, которые являются источниками столь высокоэнергетического излучения.

Отметим, что высокоэнергетические космические лучи представляют интерес не только для физиков. Некоторые исследователи полагают, что космические лучи являются "пусковым механизмом" естественных ускорителей внутри грозовых облаков. В результате работы этих ускорителей во время гроз наблюдаются гамма-вспышки.

Космический телескоп "Планк" стал самым холодным объектом во Вселенной

Космический телескоп "Планк" добрался до орбиты вокруг лагранжевой точки L2. Кроме этого заработала охлаждающая система телескопа, которая, по словам его создателей, делает зеркало аппарата самым холодным из известных объектов в космосе. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Европейского космического агентства (ESA).
В настоящее время температура инструментов аппарата составляет около минус 273,05 градуса по Цельсию. Система охлаждения состоит из трех устройств: одно охлаждает инструменты до минус 253,15 градуса по Цельсию (20 кельвинов), второе - до минус 269,15 градуса по Цельсию (4 кельвина), а третье - до минус 273,05 градуса по Цельсию (0,1 кельвина).

Точка L2, вокруг которой будут двигаться аппараты, располагается таким образом, что Земля, Солнце и данная точка лежат на одной прямой. Земля при этом располагается внутри отрезка между Солнцем и L2 на расстоянии 1,5 миллионов километров от последней. "Планк" будет двигаться по так называемым орбитам Лиссажу - сложным траекториям вокруг лагранжевой точки, для удержания на которых аппарат будет использовать собственные системы двигателей.

Инженеры космического агентства планируют, что первые данные начнут поступать от аппарата примерно в середине августа 2009 года. "Планк" будет использоваться для изучения реликтового излучения, оставшегося после Большого Взрыва.

Космический аппарат "Планк" был запущен вместе с телескопом "Гершель" 14 мая 2009 года с космодрома во французской Гвиане. Диаметр главного зеркала второго аппарата в 1,5 раза больше, чем у "Хаббла", и составляет 3,5 метра.

Астрономы разглядели строение звездного "родильного дома"

Астрономы провели подробное изучение региона интенсивного звездообразования - скопления RCW 38, которое располагается на расстоянии 6000 световых лет от Земли. Об этом сообщается на сайте Смитсоновской астрофизической обсерватории, сотрудники которой принимали участие в работе.
В рамках исследования ученые использовали данные наблюдений европейского 8,2-метрового телескопа, расположенного в Чили. На данном инструменте установлена специальная адаптивная оптика - система, позволяющая динамически компенсировать искажения, вносимые в изображение атмосферой. Наблюдение проводилось в инфракрасном диапазоне, что позволило рассмотреть детали скопления сквозь окружающую его пыль.

В общей сложности ученые обнаружили 317 звезд. Примерно у 30 процентов из них нашлись спектральные особенности, которые указывают на присутствие в окрестности звезды протопланетных дисков. Кроме этого астрономы нашли несколько протозвезд - скоплений пыли и газа, которые только "собираются" сжаться для того, чтобы стать настоящими звездами.

По словам специалистов, единственное скопление помимо RCW 38, которое изучено настолько хорошо - это туманность Ориона. Сами исследователи надеются, что данные о физических характеристиках скопления помогут в формулировке эмпирических законов развития этих важных для космологии объектов.

Напомним, что недавно исследователям удалось обнаружить гигантский звездный "родильный дом" - регион интенсивного звездообразования на расстоянии примерно 14 тысяч световых лет от Земли. Объект CTB 102 был обнаружен в созвездии Персея. Большое количество пыли мешало ученым разглядеть этот объект раньше.

Австралийцы сфотографировали невидимую сторону галактики

Австралийские астрономы опубликовали изображение галактики Центавр А в радиодиапазоне, невидимом для человеческого глаза. Об этом сообщается на официальном сайте Государственного объединения научных и прикладных исследований Австралии (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation - CSIRO).
В рамках исследования ученые использовали данные, собранные радиотелескопом Compact Array, который располагается в восточной части австралийского континента. В общей сложности исследователи совместили 406 отдельных фотографий, сделанных в течение 1200 часов наблюдений. На обработку и окончательное формирование изображения ушло более 10 тысяч машинных часов.

Галактика Центавр А располагается на расстоянии 14 миллионов световых лет от Земли. В центре этого объекта располагается сверхмассивная черная дыра массой более 50 миллионов солнечных. Материя, поглощаемая дырой, является основным источником радиоизлучения, которое наблюдают астрономы.

По словам исследователей, полученное ими изображение позволяет оценить масштабы галактики Центавр А. В частности, если бы глаза человека были способны видеть в радиодиапазоне электромагнитного излучения, то данное звездное скопление на небе было достаточно большим: его размеры примерно в 200 раз превосходили бы размеры полного лунного диска.

Изучение неба в радиодиапазоне является важным для понимания процессов, происходящих в космосе. Так, существует большое количество объектов (например, радиопульсары) которые проявляют себя в основном именно в данном диапазоне частот электромагнитного излучения. Совсем недавно астрономам удалось зарегистрировать уникальное явление - взрыв сверхновой, который был виден только в радиодиапазоне. Взрыв произошел в небольшой галактике неправильной формы M82, которая располагается на расстоянии 12 миллионов световых лет от Земли.

Астрономы сфотографировали туманность Лебедя

Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) получили фотографии высокого разрешения внутренних областей туманности Лебедя. Об этом сообщается в пресс-релизе на официальном сайте обсерватории.
В рамках работы астрономы пользовались 3,6-метровым телескопом New Technology Telescope (NTT), который располагается в Чили. Этот телескоп, снабженный активной оптикой (то есть системой динамической настройки зеркала), предназначен для получения фотографий высокого разрешения удаленных космических объектов. Используя полученные фотографии, астрономы ESO сделали небольшой ролик на flash облета туманности.

Туманность Лебедя является одним из самых молодых и массивных в Млечном Пути звездных "родильных домов" - регионов интенсивного звездообразования. Звезды начали активно рождаться в данном регионе несколько миллионов лет назад. Туманность располагается на расстоянии примерно 5-6 тысяч световых лет от Земли. Диаметр скопления - примерно 15 световых лет.

Совсем недавно астрономам удалось подробно изучить внутреннее строение другого "звездного родильного дома" - скопления RCW 38, расположенного на расстоянии всего 6000 световых лет от Земли. Наблюдения этого скопления проводились также при помощи европейского 8,2-метрового телескопа, расположенного в Чили. На данном инструменте была установлена так называемая адаптивная оптика - система, которая позволяет динамически исправлять искажения, вносимые в изображение атмосферой Земли.

Известно, что звезды образуются в результате гравитационного коллапса газопылевых облаков. В результате в местах скопления большого количества газа и пыли начинаются интенсивные процессы звездообразования. Подобные регионы обычно ищут по инфракрасному излучению пыли, причиной которого является нагрев вещества излучением светил.

Астрономы нашли самую удаленную сверхновую

Астрономы обнаружили самые удаленные из известных на сегодняшний день останки сверхновой. Об этом сообщает New Scientist, а статья исследователей появилась в журнале Nature.
В рамках работы ученые анализировали данные, собранные в рамках программы наблюдений Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey, которые проводились при помощи 3,6-метрового телескопа CFHT на Гавайских островах. В течение пяти лет инструмент следил за четырьмя регионами неба.

В результате исследователям удалось обнаружить останки сверхновой, взрыв которой произошел, когда Вселенной было всего около 3 миллиардов лет (для сравнения, сейчас Вселенной 13,7 миллиарда лет). Это почти на 1,5 миллиарда лет раньше, чем предыдущий рекорд.

Астрономы отнесли новый объект к сверхновым типа IIn. Сверхновые этого класса являются результатом коллапса ядер звезд массой от 50 до 100 солнечных. Перед тем как погибнуть, они сбрасывают свою оболочку в космическое пространство. Когда происходит взрыв, излучение нагревает окружающие звезду газ и пыль. В результате останки сверхновой могут светиться годами, в то время как свет обычной сверхновой гаснет всего через несколько недель.

Ученые отмечают, что изучение удаленных сверхновых позволяет выяснить, когда во Вселенной стали появляться тяжелые элементы. Дело в том, что вскоре после Большого Взрыва космическое пространство оказалось заполнено легкими элементами - такими как водород и гелий. Появление тяжелых элементов периодической таблицы связывают именно с работой звезд - термоядерные процессы в их ядрах приводят к преобразованию легких элементов в более тяжелые.

Исследователи отмечают, что новые результаты являются только "первой ласточкой". В настоящее время им удалось проанализировать всего около 20 процентов собранных телескопом CFHT данных. Ученые полагают, что дальнейший анализ позволит обнаружить большое количество древних сверхновых, аналогичных уже найденной..

Гигантские звезды оказались парами

Американские астрофизики установили, что некоторые первые во Вселенной звезды на самом деле были двойными. Об этом сообщает New Scientist, а статья ученых появилась в журнале Science.
В рамках исследования ученых интересовали процессы формирования первых звезд во Вселенной (традиционно они называются звезды популяции III). Для этого ученые использовали компьютерную модель процессов звездообразования, которые происходили в заполненном преимущественно гелием и водородом космосе всего через 20 миллионов лет после Большого Взрыва. Астрофизики моделировали временной промежуток длительностью 190 миллионов лет.

Всего ученые запускали свою модель пять раз с различными начальными условиями. В результате в одном случае им удалось обнаружить, что вместо привычных гигантов массой 140-260 солнечных (именно столько "весили" первые звезды) из того же облака водорода и гелия может формироваться пара звезд. Ученые отмечают, что ничего подобного в более ранних симуляциях не наблюдалось.

По словам исследователей, новая схема позволяет разрешить один из парадоксов космологии. Дело в том, что высокая масса первых звезд должна была приводить к протеканию внутри них достаточно экзотических реакций с участием материи и антиматерии. В результате после гибели в космическое пространство должно было выбрасываться большое количество тяжелых элементов с четным числом протонов в ядре, например, никеля. А значит, подобные элементы должны быть более распространены в космосе, чем элементы с нечетным числом протонов. Однако ничего подобного не наблюдается.

Исследователи отмечают, что если часть первых звезд была двойными системами, то масса каждого из компаньонов была сравнительно небольшой, поэтому никаких экзотических реакций в них не происходило. Таким образом, новое открытие позволяет теоретически устранить данный парадокс. При этом, однако, исследователи пока не в состоянии назвать долю двойных звезд в популяции III. По их словам, она должна быть больше пяти процентов и меньше пятидесяти.

Новая работа была воспринята научным сообществом в целом положительно. Многие специалисты, однако, отмечают, что новая теория отчасти противоречит распространенности массивных черных дыр в ранней Вселенной. Дело в том, что в случае гравитационного коллапса обеих звезд в паре образовавшиеся дыры скорее всего не сольются: их гравитационное взаимодействие выкинет одну из них за пределы системы.

Кроме того, некоторые специалисты предлагают альтернативное объяснение отсутствия большого количества того же никеля. По их словам, в настоящее время астрономы преимущественно наблюдают звезды с небольшим содержанием тяжелых элементов (их легче изучать), а недостающие элементы могут "скрываться" в светилах с иным составом.

Темная материя в Млечном Пути оказалась ненужной

Две группы астрофизиков предложили объяснение необычному распределению гамма-излучения в Млечном Пути, оперируя только "обычным" веществом и не привлекая темную материю. Работа одного из коллективов опубликована в журнале Astrophysical Journal, а второго - в Physical Review Letters. Краткий анализ статей представлен в пресс-релизе Университета Калифорнии в Сан-Диего.
Понятие темной материи, или скрытой массы, впервые возникло в 1930-е годы. Астрономы заметили, что некоторые особенности поведения космических объектов невозможно объяснить с точки зрения законов физики. Чтобы "уложить" наблюдаемые эффекты в существующие научные рамки, и была предложена концепция темного вещества. Оно не участвует в электромагнитных взаимодействиях и проявляется только по своим гравитационным эффектам.

Одним из явлений, которые невозможно было объяснить без привлечения темной материи, считается распределение гамма-излучения в Галактике. Так, в центре Млечного Пути наблюдается "сгущение" гамма-лучей по сравнению с его окраинами. Авторы статьи, вышедшей в Astrophysical Journal, объяснили наблюдаемую неравномерность распределения, проанализировав перемещения электронов и их двойников из антиматерии - позитронов. Когда эти частицы встречаются, они аннигилируют с выделением гамма-излучения. Согласно расчетам ученых, пути электронов и позитронов пролегают как раз таким образом, что выделяемое при их встрече гамма-излучение с наибольшей вероятностью сконцентрируется в центральной части Галактики.

Вторая группа исследователей изучала возможность появления гамма-лучей при аннигиляции частиц темной материи. При этом должны образовываться электрон-позитронные пары и выделяться гамма-кванты. Авторы работы в Physical Review Letters показали, что это событие является маловероятным. Аннигиляция позитронов и электронов в этом случае должна была бы происходить на слишком малом расстоянии от взорвавшихся звезд, которые их породили.

Астрономы регулярно находят доказательства за и против существования темной материи. Так, в конце октября 2008 года появилось сообщения об обнаружении избытка позитронов детекторами прибора PAMELA. В их происхождении немедленно "обвинили" темную материю. Несколько позже в рамках проекта ATIC были зафиксированы высокоэнергетические электроны, источником которых также могла являться загадочная скрытая масса. Однако наблюдения, сделанные несколько позже орбитальным телескопом "Ферми", не подтвердили этот результат.

Астрономы научились искать гиперкомпактные звездные системы

Астрономы предложили методы поиска относительно новых астрономических объектов - так называемых гиперкомпактных звездных систем. Статья исследователей появилась в журнале The Astrophysical Journal, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте Технологического университета Рочестера. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org.
Гиперкомпактная звездная система образуется, когда одна из пары взаимодействующих внутри галактики сверхмассивных черных дыр выкидывается гравитацией за пределы скопления. Покидая галактику, дыра увлекает за собой некоторое количество близлежащих звезд. В результате образуется внегалактический объект, который и именуется гиперкомпактной звездной системой.

Исследователи пытались ответить на вопрос - каким образом подобные объекты можно обнаружить? Они пришли к выводу, что на первый взгляд гиперкомпактная система не отличима от шарового звездного скопления. Однако длительные наблюдения позволят выявить разницу - скорость движения звезд в гиперкомпактной системе значительно выше, чем в типичном шаровом скоплении.

Кроме того, специалисты полагают, что сверхмассивная дыра в центре системы может изредка поглощать близлежащие звезды. При этом гибель звезды сопровождается мощной вспышкой. Исследователи провели расчеты и утверждают, что, судя по характеристикам, астрономы уже могли наблюдать подобные вспышки.

По словам исследователей, обнаружение подобных объектов было бы для астрономов значительной удачей. Например, анализ скоростей звезд теоретически может позволить определить скорость, с которой черная дыра покидала галактику.

Согласно современным теориям, сверхмассивные черные дыры образуются из дыр звездной массы в результате длительного поглощения материи, а также слияния с другими черными дырами. Расчеты показывают, что, когда две массивные дыры вращаются вокруг общего центра масс, то их взаимодействие может приводить к разлету вместо поглощения. Совсем недавно астрономы предположили, что подобным образом сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути могла "забросать" окраины Галактики дырами средней массы..

Получены фотографии галактической "аварии"

Астрономы сфотографировали крупное галактическое столкновение, в котором участвует четыре скопления. Фотографии и краткое описание изображений доступны на сайте NASA. Данные изображения являются результатом композиции нескольких фотографий в пcевдоцветах, сделанных в различных диапазонах электромагнитного излучения.
В сборе фотографий для создания изображения участвовало несколько телескопов. Так, в оптическом диапазоне столкновение галактик наблюдалось при помощи расположенного на Гавайских островах CFHT. Рентгеновское излучение регистрировалось при помощи орбитальной обсерватории Сhandra.

На фото изображены галактики NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b и NGC 7319. Кроме этого на заднем фоне имеется галактика NGC 7320, которая не входит в данную группу и в столкновении не участвует. Скопление галактик располагается на расстоянии 280 миллионов световых лет от Земли.

NGC 7318b проходит через остальные три галактики со скоростью примерно 3 миллиона километров в час. Это движение порождает в межзвездной среде ударные волны. В результате газ и пыль, наполняющие галактики, светятся в рентгеновском диапазоне. Рентгеновское излучение представлено на иллюстрации синим цветом.

Исследователи предполагают, что, по крайней мере, за часть рентгеновского излучения несут ответственность двойные системы, которые должны были образоваться в местах столкновений в большом количестве. В некоторых из этих систем один из компаньонов - нейтронная звезда, которая крадет материю у своего соседа. Падая на нейтронную звезду, материя излучает в рентгеновском диапазоне.

Столкновение галактик является довольно обычным делом. Так, "всего" два миллиарда лет назад Млечный Путь столкнулся с одним из своих соседей. А совсем недавно астрономам удалось зарегистрировать более массивное столкновение. На расстоянии примерно 5,4 миллиарда световых лет от Земли телескопы зарегистрировали "аварию", в которую попали не отдельные галактики, а их скопления.

Самый большой космический телескоп протестировал свои приборы

Самый большой космический телескоп "Гершель" впервые протестировал весь набор установленных на его борту приборов. По словам инженеров, качество полученных данных превосходит расчетное. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Европейского космического агентства.
Инженеры протестировали все три основных прибора аппарата. Так, при помощи детектора SPIRE (Spectral and Photometric Imaging REceiver), предназначенного для работы с электромагнитными волнами в диапазоне от 194 до 672 микрометров, астрономы получили изображения галактик M66 и M74. Эти объекты, располагающиеся на расстоянии 36 и 30 миллионов световых лет от Земли соответственно, еще никогда не фотографировались в подобном диапазоне.

Вторым инструментом, который протестировали ученые, стал PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer), целью которого была туманность NGC 6543. Этот объект, расположенный на расстоянии 3,3 тысяч световых лет от Земли, появился в результате выбросов "умирающей" звезды. Во время теста PACS собрал данные о спектре излучения туманности, что позволило астрономам еще раз убедиться, что NGC 6543 - одна из самых сложно устроенных туманностей из известных на сегодняшний день. Кроме того, данный аппарат уже передавал на Землю самое первое изображение, полученное "Гершелем" - фотографию галактики М51.

Наконец, третьим прибором, который протестировали исследователи, стал HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared). Данный прибор улавливает излучение в диапазоне от 157 до 212 микрометров и от 240 до 625 микрометров. В рамках теста ученые использовали инфракрасное излучение газа в регионе DR21 для того, чтобы получить информацию о его составе.

Космический телескоп "Гершель" был запущен с космодрома во французской Гвиане в мае 2009 года. Диаметр главного зеркала аппарата, выполненного из карбида кремния, составляет 3,5 метра. Это почти в полтора раза больше, чем диаметр зеркала самого известного космического телескопа - "Хаббла". Цель "Гершеля"- изучение удаленных космических объектов в инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах, а также сбор информации о Солнечной системе.

Вместе с "Гершелем" на орбиту отправилась обсерватория "Планк". Оба аппарата будут работать на расстоянии около 1,5 миллиона километров от Земли вокруг лагранжевой точки L2. Она располагается на одной прямой с Землей и Солнцем так, что наша планета закрывает точку от света звезды. Двигаться вокруг L2 аппараты будут по так называемым орбитам Лиссажу.

"Горячие Юпитеры" уличили в управлении магнитным полем звезд

Астрономы обнаружили, что "горячие Юпитеры" могут влиять на магнитные поля звезд. Статья исследователей принята к публикации в Monthly Notices of Royal Astronomical Society, а ее краткое изложение приводит New Scientist. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org.
В рамках работы астрофизики наблюдали Тау Волопаса при помощи расположенного на Гавайских островах телескопа CFHT. Наблюдения проводились в течение нескольких лет. В результате исследователям удалось установить, что изучаемая звезда меняет местами полюса собственного магнитного поля примерно раз в два года (в 11 раз чаще, чем Солнце). По словам ученых, это стало первым случаем регистрации подобного цикла у звезды, отличной от нашего Солнца.

По мнению исследователей, столь частые колебания структуры магнитного поля могут быть обусловлены присутствием вблизи звезды крупной экзопланеты - так называемого "горячего Юпитера". Этот объект располагается на расстоянии примерно 0,05 астрономической единицы (среднего расстояния между Землей и Солнцем) от светила. Расчеты показывают, что приливные силы гравитационного поля планеты, а также магнитное взаимодействие данного объекта c Тау Волопаса могут приводить к изменениям в магнитном поле звезды, в том числе, и смене полюсов.

Взаимодействие экзопланет и звезд является предметом интенсивного исследования. Недавно астрофизикам удалось построить компьютерную модель, которая доказывает, что звезды способны "поедать" собственные экзопланеты. Исследователям удалось определить, что планеты, которые оказываются ближе 0,017 астрономической единицы от своего светила, падают на его поверхность. В качестве примера подобной планеты ученые приводят недавно открытую COROT-Exo-7b. Согласно расчетам, этот объект будет поглощен звездой примерно через миллиард лет.

Оружием черных дыр против звезд оказалась турбулентность

Астрономы выяснили, каким образом сверхмассивные черные дыры останавливают образование звезд в галактических скоплениях. Статья исследователей появилась в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а ее краткое изложение приводит сайт Королевского астрономического общества. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org.
Многочисленные данные наблюдений активных галактических ядер в центрах галактических скоплений, выполненные при помощи орбитальных телескопов Сhandra и XMM-Newton, позволили установить интересный факт. Оказывается, в окрестностях данных объектов имеется механизм, препятствующий остыванию газа до состояния, когда начинается активное звездообразование (звезды образуются в результате гравитационного коллапса достаточно холодных облаков космической материи).

Ранее исследователи предполагали, что дело в сверхмассивных черных дырах, которые "обитают" в центрах галактик. Компьютерное моделирование, однако, оказалось не способно выявить детали работы механизма - температура газа вокруг дыры стабилизировалась, но ненадолго. В рамках нового исследования специалистам наконец удалось построить устойчивую модель окрестности черной дыры. Причина неудач предыдущих моделей оказалась в недостаточном внимании к турбулентности.

В новой работе исследователи строили компьютерную модель процессов, основанную на приближенных решениях уравнений газовой динамики. В частности, специалисты включили в модель математическое описание турбулентности в облаках газа, вызываемой джетами - выбросами материи из окрестности дыры. Расчеты показали, что подобная модель дыры оказывается устойчивой в течение нескольких миллиардов лет, что хорошо согласуется с данными наблюдений.

Процессы, происходящие в окрестности черных дыр являются предметом пристального внимания ученых. Так совсем недавно исследователям удалось получить в некотором смысле обратный результат. Расчеты показали, что в бурной окрестности черной дыры существуют своего рода "островки спокойствия". В этих районах процессы звездообразования идут своим чередом, что приводит к появлению вполне обычных скоплений. Примером может служить скопление Arches, которое расположено на расстоянии 25 тысяч световых лет от Земли.

NASA и ESA объединят усилия для изучения Марса

Американское и Европейское космические агентства (NASA и ESA) утвердили предварительный план совместной программы по изучению Марса. Краткие результаты встречи кураторов обоих ведомств по научным исследованиям приведены в пресс-релизе на сайте ESA.
Утвержденная программа получила название MEJI (Mars Exploration Joint Initiative - совместная инициатива по изучению Марса). В рамках MEJI агентства договорились о запуске миссий в 2016, 2018 и 2020 годах.

Дискуссии о возможности совместного исследования Красной планеты начались в декабре 2008 года. ESA искало партнеров для завершения разработки миссии ExoMars. В NASA в связи с увеличением проектной стоимости аппарата для исследования Марса Mars Science Laboratory (MSL)и переносом его старта на два года пересматривали планы будущих марсианских миссий. Космические ведомства США и Европы создали рабочую комиссию по анализу возможности совместной работы, итогом деятельности которой и стала MEJI.

Объединение усилий, вероятно, поможет NASA и ESA преодолеть финансовые трудности, которые усугубились из-за экономического кризиса. Только на создание нового марсохода Американскому космическому агентству не хватает 60 миллионов долларов. В декабре 2008 года комиссия Национального научно-исследовательского совета США заключила, что агентство в принципе финансово "не тянет" на реализацию всех запланированных миссий. ESA, со своей стороны, серьезно рассматривает возможность урезания функционала аппарата ExoMars из-за нехватки средств.

NASA испытало альтернативную систему спасения экипажа для корабля "Орион"

Американское космическое агентство протестировало альтернативную систему спасения экипажа в случае возникновения неполадок во время старта ракеты. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте NASA.
В рамках тестирования инженеры космического агентства разместили модель корабля "Орион" в натуральную величину на специально сконструированной ракете-носителе. Длина ракеты составляла всего 10 метров (для сравнения, российские ракеты "Союз-2" имеют длину более 50 метров).

Во время испытания ракета поднялась на высоту около полутора километров. Там заработала система MLAS (Max Launch Abort System - Система аварийной отмены запуска Макса), названная в честь известного сотрудника агентства Макса Фиджета (Max Feget). Эта система состоит из четырех твердотопливных двигателей, которые крепятся к основной капсуле.

Отделение капсулы в результате теста прошло успешно: ее падение стабилизировалось, парашют раскрылся, и аппарат приводнился в Атлантический океан (неудачный опыт раскрытия парашютов у нового космического корабля уже был). По словам специалистов, данное испытание снабдило ученых NASA большим количеством экспериментальных данных о динамике свободного падения нового космического аппарата.

Эти данные специалисты Американского космического агентства планируют использовать для усовершенствования основной системы спасения экипажа LAS (Launch Abort System). Данная система состоит из небольшой "башни", которая крепится на вершине аппарата "Орион". Башня снабжена одним твердотопливным двигателем, который должен увести капсулу от ракеты-носителя в случае возникновения внештатной ситуации.

Совсем недавно представители ВВС США поставили под сомнение эффективность существующей системы LAS. По их данным, в случае возникновения опасной ситуации у капсулы не будет времени, чтобы уйти достаточно далеко в сторону. В результате обломки ракеты, вероятно, приведут к полному разрушению "Ориона".

"Домоседство" марсианских дюн озадачило астрономов

Астрономы провели 30-летнее исследование песчаных дюн на Марсе и проанализировали их поведение. Согласно выводам ученых, опубликованным в журнале Geomorphology, дюны не меняют своего положения на протяжении десятилетий, хотя видимых причин, препятствующих этому, исследователи не обнаружили. О странных свойствах песчаных гряд Красной планеты коротко рассказано в пресс-релизе Института по изучению планет.
Ученые сравнивали поведение дюн, расположенных в полярных регионах Марса, с земными аналогами в Антарктиде. Анализ фотографий антарктических дюн, сделанных с 1961 по 2001 годы, показал, что ежегодно они смещаются в среднем на 1,5 метра. Для песчаных гряд, находящихся в более теплом климате, смещение составляет 30-70 метров в год. Скорость перемещения дюн на полюсе уменьшается из-за слоя льда, который "сковывает" их движение.

Фотографии Марса, переданные на Землю различными космическими аппаратами, начиная от "Викинга" и заканчивая Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), показали, что крупные дюны на Марсе остаются на одном и том же месте. Ученые подсчитали, что наличие цементирующего слоя из льда должно замедлять их движение, но не полностью останавливать.

Еще одним возможным "тормозом" для дюн может являться разреженная атмосфера Марса. Для перемещения такого же количества песка, что и на Земле, марсианским ветрам необходима значительно большая сила. Тем не менее, даже с учетом этого фактора дюны не должны оставаться абсолютно неподвижными.

Марсианские дюны являются относительно слабо изученными объектами. Их исследование важно не только само по себе. Анализ формы и других характеристик песчаных гряд позволяет ученым делать заключения о ветровом режиме Красной планеты. Ветер до сих пор остается terra incognita Марса.

На Солнце зарегистрировали самую мощную за год вспышку

Российская орбитальная обсерватория "ТЕСИС" на борту спутника "Коронас-ФОТОН" зарегистрировала самую мощную с марта 2008 года вспышку на Солнце. Об этом сообщает РИА Новости со ссылкой на сообщение лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института имени Лебедева (ФИАН).
По словам ученых, вспышка продолжалась почти 11 минут и достигла по шкале рентгеновского излучения оценки С2,7. Всего в этой шкале существует пять категорий (по возрастанию мощности): A, B, C, M и X. Помимо категории каждой вспышке присваивается некоторое число. Для первых четырех категорий это число от нуля до десяти, а для категории X - от нуля и выше. Вспышка, произошедшая в марте 2008 года, получила оценку M1,7.

По словам исследователей, вспышка произошла на Солнце в южном поясе активности. Этот пояс сформировался только в мае 2009 года. Описываемая вспышка произошла в активной зоне, которую ученые впервые обнаружили в ночь с 3 на 4 июля 2009 года.

Новая вспышка произошла в рамках постепенно начинающегося нового 11-летнего цикла солнечной активности. Напомним, что данному циклу предшествовал аномально длительный период затишья, во время которого на светиле отсутствовали вспышки и пятна. Цикл "официально" завершился в мае 2009 года, когда на Солнце появилось первое "правильное" пятно.

Обсерватория "ТЕСИС" представляет собой набор телескопов, установленных на российском спутнике "Коронас-ФОТОН". Этот спутник был запущен на орбиту 30 января 2009 года с космодрома Плесецк и рассчитан на три года работы на орбите.

Частная компания впервые самостоятельно вывела на орбиту спутник

Американская частная космическая компания SpaceX стала первым негосударственным предприятием, которому удалось самостоятельно вывести на околоземную орбиту работающий спутник. Об этом сообщает Space.com.
Разработанная компанией ракета-носитель Falcon 1 утром 14 июля вывела в космос малайзийский спутник Razaksat. Изначально запуск с космодрома на Маршалловых островах должен был состояться 21 апреля 2009 года, однако был отложен из-за опасения, что ракета и спутник могут оказаться несовместимыми по техническим причинам. Специалисты полагали, что существующая схема размещения спутника внутри ракеты может привести к его повреждению во время старта. Однако ничего подобного не произошло.

Новый спутник предназначен для наблюдений за поверхностью Земли. С орбиты, угол наклона которой составляет 9 градусов, аппарат сможет делать черно-белые снимки поверхности с разрешением около 2,5 метров. Планируется, что новый аппарат будет использоваться как гражданскими, так и военными специалистами в Малайзии.

Компания SpaceX (Space Exploration Technology) является одной из крупнейших в мире компаний, занимающихся разработкой собственных средств доставки грузов на орбиту. Так, ракета Falcon 1, которая использовалась для запуска малайзийского спутника, является самой легкой из линейки носителей, находящихся в настоящее время в разработке. Первые успешные испытания этой ракеты состоялись в августе 2008 года. До этого попытки запустить ракету предпринимались трижды, однако каждый раз неудачно.

В декабре 2008 года компания выиграла 3,5-миллиардный тендер на снабжение грузами МКС после завершения программы шаттлов. Согласно существующим планам, последний полет челноков намечен на 2010 год. После этого для доставки астронавтов на космическую станцию будут использоваться российские "Союзы", строительство которых американская сторона уже оплатила. При этом NASA отказалось покупать российские "Прогрессы" для снабжения станции. Осуществлять доставку грузов на орбиту для США будут частные компании SpaceX и OSC.

В Москве завершился эксперимент по моделированию полета на Марс

В Москве завершился "Марс 500" - 105-дневный эксперимент по моделированию полета на Марс, сообщает телеканал "Россия". Все это время четверо россиян, француз и немец провели в закрытой модели космического корабля в Институте медико-биологических проблем (ИМБП).
От России в эксперименте принимали участие космонавт-испытатель Олег Артемьев, космонавт Сергей Рязанский, врач Алексей Баранов и специалист по физкультуре и спорту Алексей Шпаков. От Евросоюза - гражданский летчик Сирил Фурнье (Cyrille Fournier) из Франции и немец Оливер Кникель (Oliver Knickel), по профессии военный инженер.

Основной целью опыта было изучение психологических сложностей взаимодействия группы людей во время длительных космических перелетов. В рамках эксперимента не моделировались невесомость и радиационное воздействие, однако многие другие факторы учитывались. Так, например, участники общались с Землей примерно с 20-минутной задержкой, которую в космосе вызывают большие расстояния, которые электромагнитным волнам необходимо преодолеть.

Кроме этого ученые выясняли, насколько хорошо группа космонавтов способна справиться со стрессовыми ситуациями. Для этого был заготовлен ряд испытаний. Кроме того, некоторые ситуации возникли сами собой: во время "полета" экипажу пришлось чинить оборудование, используя скотч.

"Марс 500" является всего лишь одним из целой серии опытов по моделированию полетов на Марс (ранее уже был эксперимент по 14-дневной изоляции). Самый главный эксперимент запланирован на конец 2009 года. Тогда уже другая группа участников эксперимента окажется в добровольной изоляции на 520 дней.

Новая карта Венеры рассказала о ее древних океанах

Европейское космическое агентство опубликовало карту южного полушария Венеры, которая указывает на то, что в прошлом на этой планете могли быть водные океаны и тектоническая активность. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте агентства.
Карта была составлена по данным наблюдений Венеры, сделанных аппаратом Venus Express между маем 2006 года и декабрем 2007 года. Для наблюдения использовался инструмент VIRTIS, который способен "видеть" в инфракрасном диапазоне. Электромагнитное излучение поверхности планеты в этом диапазоне может преодолевать плотную венерианскую атмосферу и достигать датчиков аппарата.

Ученым удалось установить, что в южном полушарии присутствуют регионы, состоявшие из старой породы более светлого цвета. На Земле подобные породы - это различные виды гранита, который представляет собой основной строительный материал континентов. По словам исследователей, новые результаты указывают на то, что в прошлом на Венере могли быть целые океаны воды. Кроме того, для формирования подобных пород необходима вулканическая активность. Ученые отмечают, что единственный способ выяснить состав пород - посадить на планету космический аппарат.

Исследователи говорят, что пока им не удалось обнаружить вулканическую активность на Венере. Дело в том, что наблюдения в инфракрасном диапазоне очень чувствительны к изменениям температуры. Однако Venus Express обнаружил вариации поверхностной температуры в 3-20 градусов по Цельсию, что заметно меньше ожидаемой в случае выбросов на поверхность горячей лавы.

Совсем недавно исследователи выяснили, что атмосфера на ночной стороне Венеры также светится в инфракрасном диапазоне. Тогда ученые установили, что причиной свечения является рекомбинация ионов

Лунный зонд LRO передал на Землю первые фотографии

Зонд Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) передал на Землю первые снимки поверхности земного спутника. О дебютных фотографиях LRO рассказано в пресс-релизе Американского космического агентства.
Камеры аппарата запечатлели кратеры в районе Моря Облаков (Mare Nubium) на границе дня и ночи. На фотографиях можно различить отдельные объекты, длина которых составляет три метра. Посмотреть на сделанные снимки можно здесь.

LRO вместе с запущенным одновременно с ним зондом LCROSS должны сфотографировать большую часть поверхности Луны. На основании этих снимков ученые намерены построить подробную топографическую карту земного спутника. В конце 2008 года Китай заявил, что создал такую карту, взяв за основу фотографии, сделанные аппаратом КНР "Чанъэ-1" (Chang'e-1).

В задачи LRO помимо картирования лунной поверхности входит изучение радиационных и химических характеристик спутника Земли. Разработанный NASA при содействии космических агентств других стран зонд постепенно активирует все свои приборы. 19 июня заработали нейтронный детектор и телескоп для изучения космических лучей. Нейтронный детектор был разработан для Американского космического агентства российскими специалистами.

На следующей неделе планируется активировать лазерный альтиметр, который необходим для построения трехмерной карты лунной поверхности и прибор для составления температурной карты. Кроме того, специалисты намерены включить экспериментальный радар, который будет искать под поверхностью Луны лед, а также создаст карту постоянно находящихся в тени кратеров. Самым последним будет активирован ультрафиолетовый спектрометр, работающий по методу Лаймана. Он также будет искать на Луне лед.

Зонды LCROSS и LRO были выведены в космос ракетой-носителем Atlas V. Вскоре после старта LRO отделился от последней ступени ракеты-носителя и LCROSS. В октябре LCROSS разобьется о поверхность Луны. LRO будет наблюдать за последними моментами жизни "напарника" и анализировать состав поднявшейся от удара пыли.

ESA запустило крупнейший в мире телекоммуникационный спутник

Европейское космическое агентство запустило самый массивный в мире телекоммуникационный спутник Terrastar-1. Стартовая масса аппарата (с учетом дополнительных механизмов крепления) составляет 7055 килограммов. Об этом сообщается в пресс-релизе на официальном сайте агентства. Для сравнения, масса недавно выведенного на орбиту российской ракетой "Протон-М" спутника для радиовещания Sirius FM5 составляет примерно 6000 килограммов.
В космос аппарат вывела ракета-носитель Ariane-5, которая стартовала с космодрома во французской Гвиане. Обычно данная ракета используется для одновременного выведения на орбиту двух и более спутников, однако из-за столь значительной массы Terrastar-1 в этот раз был один.

Максимальная и минимальная высоты орбиты нового спутника составляют почти 36 тысяч километров и 250 километров. Наклон орбиты к экваториальной плоскости - 6 градусов. Планируется, что новый аппарат будет использоваться для передачи данных в гигагерцовом диапазоне на территории США и Канады. TerraStar-1 был сконструирован американской компанией Space Systems/Loral.

Европейское космическое агентство является одним из конкурентов Роскосмоса на рынке услуг по выводу космических аппаратов на орбиту. Россия в настоящее время является лидером на этом рынке. Только за 2008 год Федеральное космическое агентство вывело на орбиту 43 космических аппарата. За этот же период ESA отправило в космос 11.

Назад Вверх Дальше

Главная > Это интересно > Новости  физики и космонавтики > Новости физики и космоса. Выпуск 13 (136)

Главная ] Вверх ] Новости ] Это интересно ] Юмор ] Ссылки ] Поиск ] Гостевая книга ] Карта сайта ] Контакты ]

Рейтинг@Mail.ru

© Натали, Алекс и К° 2003 - 2011 г.                            

 

Hosted by uCoz