Новости физики и космоса 

Выпуск 16 (139)  16 -31 августа 

Физики приблизились к созданию теории всего

Ученые предложили новую причину избытка электронов в космосе

Теория относительности создала препятствия для космической навигации

Физики впервые увидели переходное состояние между кристаллом и жидкостью

Физикам впервые удалось визуализировать переходное состояние между кристаллом и жидкостью. Ученым удалось не только сфотографировать его, но даже снять кино о процессе перехода. Статья, в которой авторы описывают использованную ими технологию и результаты, опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Кратко новая работа изложена в пресс-релизе Университета Эмори, где работают ученые.

Переходы между кристаллическим (твердым) состоянием и жидкостью происходят, например, в воде с кубиками льда. Теоретические основы этого явления были разработаны еще в 1965 году, однако до сих пор у физиков не было экспериментальных данных, которые бы служили наглядным доказательством теории.

Авторы новой работы решили смоделировать переходы кристалл-жидкость в коллоидной суспензии, используя пластиковые шарики, размер которых не превышал диаметр клеточного ядра (около 6-10 микрометров). При помощи таких шариков исследователи смогли увидеть процесс перехода в целом без некоторых несущественных деталей.

Ученые поместили шарики на конусовидные стекла, размещенные вертикально. Высокая концентрация шариков соответствовала твердому состоянию, а низкая - жидкому. Под воздействием гравитации вдоль стекла образовывался градиент концентрации. Используя конфокальный микроскоп, ученые сделали множество снимков, из которых смонтировали фильм о поведении шариков в переходной зоне. Посмотреть кино можно здесь.

В зависимости от концентрации (а следовательно, состояния) шарики были искусственно окрашены в разные цвета. По словам исследователей, они не ожидали, что слой шариков-молекул, которые уже не находятся в кристаллическом состоянии, но еще не стали "полноценной" жидкостью, окажется столь тонким. В среднем, он не превышал толщины двух шариков.

В конце прошлого года другой коллектив исследователей смог снять фильм еще об одном молекулярном процессе. Новая технология микроскопии помогла ученым увидеть, как происходит отдельный акт катализа на наночастицах.

Создан первый работающий спазер

Группе американских физиков, в которую входят несколько выходцев из бывшего СССР, удалось впервые продемонстрировать работающий спазер - наноустройство, которое может использоваться, например, как сверхминиатюрный лазер. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводит Nature News.

Концепция спазера появилась относительно недавно - всего в 2003 году. Тогда физики из США и Израиля предположили, что можно создать устройство которое будет генерировать "согласованные" плазмоны также, как лазер генерирует "согласованные" фотоны. Плазмоны представляют собой квазичастицы (то есть объекты, которые только для удобства расчетов и анализа наделяют свойствами частиц), являющиеся квантованием колебаний плотности электронного газа, например, в металле. Для сравнения, квантования электромагнитных колебаний - это фотоны.

В рамках новой работы ученым впервые удалось реализовать эту концепцию на практике. Для этого они поместили золотые наночастицы в сферические оболочки из кремния, которые содержали органический краситель Oregon Green 488. Диаметр полученных устройств составлял 44 нанометра.

Облучая золотые наночастицы светом, ученые добились колебания плазмонов. В свою очередь краситель играл роль "усилителя", который не давал данным колебаниям затухнуть.

Возникновение колебаний привело к тому, что зеленый краситель начал светиться на длине волны 531 нанометр. При этом, согласно теории, возникающее свечение должно было быть когерентным (то есть разность фаз возникающих электромагнитных колебаний постоянна по времени). Таким образом, полученные сферы представляют собой самые маленькие лазеры из известных на сегодняшний момент.

К недостаткам новых устройств ученые относят тот факт, что они генерируют свет одновременно по всем направлениям, а не создают четкий луч, как привычные лазеры. Кроме этого непосредственно когерентность излучения ученые не проверяли, положившись на теоретические выкладки.

Ученые придумали способ делать невидимыми крупные объекты

Физики объяснили направление движения времени

Ученые теоретически обосновали существование горизонта событий

Физики смогут увидеть квантовые эффекты на макроуровне

Физики объяснили, как добиться возникновения сильной связи между микро- и макрообъектом. Исследователи обещают, что это позволит наблюдать квантовые эффекты на макроуровне. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводит physicsworld.com. Препринт (pdf) статьи доступен на сайте arXiv.org.

По словам авторов работы, в настоящее время существует два основных метода изучения квантовых эффектов на макроуровне. Первый метод использует системы с большим количеством частиц, находящихся в запутанном состоянии. Второй метод - установка взаимосвязи между макро- и микрообъектом. Именно этот метод применяли исследователи.

В рамках работы ученые предлагают использовать два лазерных луча в зеркальном резонаторе, чтобы создать потенциальную яму - то есть регион пространства, где имеется локальный минимум потенциальной энергии. В эту яму исследователи предлагают поместить атом цезия, а рядом с ним - тонкую кристаллическую мембрану из материала с большим коэффициентом преломления.

В новой работе физикам удалось показать, что между макрообъектом (мембраной) и микрообъектом (атомом) устанавливается взаимосвязь. Действительно, движение атома, соответствующее изменению его квантового состояния, немного "толкает" мембрану. Она смещается. Это, в свою очередь, приводит к изменению параметром потенциальной ямы и дальнейшему движению атома. В результате поведение двух объектов оказывается взаимосвязано.

Ученые впервые измерили заряд сверхмолнии

Ученым впервые удалось измерить заряд, передаваемый сверхмолнией в ионосферу. Работа авторов опубликована в журнале Nature Geoscience. Ее основные положения изложены в журнале New Scientist.

В отличие от обычной молнии, сверхмолнии (или гигантские молнии, gigantic jets) бьют не вниз от облаков, а вверх - в ионосферу. Нижняя точка таких "молний наоборот" находится на высоте около 14 километров, а верхняя может достигать 90 километров. Впервые сверхмолнии были засняты на видео в 2003 году. Однако величину переносимого заряда до сих пор определить не удавалось.

Авторы новой работы провели видеосъемку сверхмолнии с одновременным измерением магнитного поля низких частот. В итоге им удалось оценить динамику электрических зарядов сверхмолнии. Общий заряд, проходящий по каналу длиной 75 километров между грозовыми облаками и ионосферой составил 144 кулона. Эта величина сравнима с величиной заряда, передаваемого обычной мощной молнией.

Физики нашли намек на новую элементарную частицу

Физики, работающие в коллаборации Belle, получили данные, которые могут свидетельствовать о рождении неизвестной элементарной частицы. О своих наблюдениях ученые доложили на Международном симпозиуме по лептон-фотонным взаимодействиям при высоких энергиях в Гамбурге. Коротко их выступление представлено на портале Science News.

Исследователи анализировали данные, полученные на находящемся в Японии ускорителе KEK. В ходе эксперимента электроны и позитроны, или антиэлектроны (положительно заряженные "двойники" электронов), на огромных скоростях сталкивались друг с другом. При подобных столкновениях рождаются пары В-мезон и анти-В-мезон. Эти частицы очень быстро распадаются несколькими способами, порождая множество других частиц.

Ученых интересовали характеристики редкого типа распада В-мезонов и анти-В-мезонов, который происходит один раз на миллион распадов. При этом варианте распада В-мезон дает К-мезон и пару частица-античастица. Наряду с К-мезоном могут образовываться электрон и позитрон или мюон и антимюон. При этом в направлении, совпадающем с направлением движения К-мезона, образуется иное число позитронов и антимюонов, чем в обратном направлении. Такая асимметрия объясняется особенностью слабых взаимодействий.

Сотрудники коллаборации Belle обнаружили, что наблюдаемая асимметрия больше предсказанной теорией. Ученые предположили, что разница объясняется рождением в ходе распада еще одной массивной короткоживущей частицы. Гипотетическая частица должна быть намного тяжелее исходного В-мезона (квантовая механика разрешает такой парадокс, так как новая частица практически сразу распадается).

Выводы физиков основаны на данных о 230 редких распадах В-мезона. Для окончательного подтверждения существования новой частицы ученым необходимо набрать большую статистику. В ближайшее время конструкция ускорителя KEK будет усовершенствована, что позволит получать большее число В-мезонов.

Обнаружение загадочной частицы может служить косвенным доказательством так называемой теории суперсимметрии, утверждающей, что у каждой элементарной частицы есть более тяжелый "напарник". На данный момент надежных экспериментальных подтверждений правомерности теории суперсимметрии не обнаружено.

Установлен рекорд эффективности солнечных батарей

Ученые добились рекордной эффективности солнечных батарей - 43 процента (то есть 43 процента солнечной энергии превращается в электрическую). Предыдущей рекорд составлял 42,8 процента и был установлен в 2007 году. Об этом сообщается в пресс-релизе Университета Нового Южного Уэльса, сотрудники которого принимали участие в работе.

В рамках исследования ученые создали солнечную батарею, которая способна перерабатывать в электрическую энергию до 46 процентов электромагнитного излучения в красном и инфракрасном спектрах. Используя данную разработку, ученые собрали массив батарей из пяти компонент, каждая из которых была оптимизирована для своего региона спектра.

Исследователи отмечают, однако, что новый рекорд был установлен в лабораторных условиях. Так, свет перед попаданием на батареи фокусировался специальными линзами. Кроме этого стоимость всей установки далека от значений, которые позволили бы производить ее в промышленных масштабах. По словам ученых, рекорд для одной солнечной батареи составляет примерно 25 процентов.

Физики впервые разглядели отдельные атомы

Европейские физики разработали новую технологию атомной силовой микроскопии, которая позволяет добиваться беспрецедентной детализации объектов. Статья с описанием метода появилась в журнале Science. Кратко исследование описано на портале Physics World.

Атомная силовая микроскопия начала применяться около 20 лет назад. При использовании этого метода изображение объектов создается при помощи иглы микроскопа, скользящей над препаратом. Игла "чувствует" силы атомных связей, действующих между атомами вещества, и соответственным образом отклоняется от прямой траектории.

Из-за технических ограничений игла микроскопа не может приблизиться к препарату ближе, чем на один нанометр. Основной причиной, мешающей игле опуститься ниже, являются силы Ван-дер-Ваальса - относительно слабые силы межмолекулярного взаимодействия. Из-за сил Ван-дер-Ваальса для того, чтобы смоделировать изучаемый объект по отклонению иглы, необходимо очень точно знать ее строение. Для стандартных игл эта характеристика всегда не до конца определена.

На кончике иглы атомного силового микроскопа, разработанного авторами новой работы, находится одна молекула угарного газа. Его химическая формула - CO. Молекула CO отличается высокой стабильностью, и силы Ван-дер-Ваальса оказывают на нее относительно несущественное влияние.

Чтобы продемонстрировать возможности новой технологии, исследователи изучили с ее помощью строение молекулы пентацена. Этот углеводород, состоящий из пяти колец, имеет химическую формулу C₂₂H₁₄. Физики смогли различить все пять колец, а также отдельные атомы углерода и водорода. Разрешение, которого удалось добиться авторам, является лучшим за всю историю атомной силовой микроскопии. Полученное фото молекулы доступно здесь.

Один из авторов работы признался, что решение поместить на кончик иглы молекулу CO было случайным. Молекула попала на иглу, когда ученые проводили исследование с использованием стандартной техники атомной силовой микроскопии.

Астрономы обнаружили сразу две вращающихся задом наперед планеты

Сразу две группы исследователей заявили, что им удалось обнаружить вторую планету, которая вращается вокруг собственной звезды по обратной орбите. Это означает, что небесное тело движется в направлении, противоположном направлению вращения звезды. Препринты работ исследователей доступны (здесь и здесь) на сайте arXiv.org. Краткое изложение обеих работ приводит журнал New Scientist.

В рамках обоих исследований ученые наблюдали планету HAT-P-7b, которая вращается вокруг звезды, расположенной на расстоянии около 1000 световых лет от Земли. Этот объект был открыт в 2008 году при помощи так называемого транзитного метода. HAT-P-7b относится к классу "горячих Юпитеров" - масса планеты составляет 1,8 юпитерианской, а диаметр - 1,4 юпитерианского. Период обращения планеты - всего 2,2 дня.

Авторы первой работы, которая подана в журнал The Astrophysical Journal Letters, использовали данные, полученные телескопом Subaru. Используя компьютерное моделирование, исследователи установили, что для угла наклона орбиты планеты имеется всего два варианта. Первый вариант - угол наклона траектории к экваториальной плоскости звезды составляет 180 градусов. Фактически, это означает, что планета лежит в экваториальной плоскости, однако движется в направлении, противоположном вращению звезды. Другой вариант не менее экзотичен - угол наклона орбиты может составлять 90 градусов. Это означает, что планета вращается вокруг звезды по полярной орбите.

По словам ученых, неопределенность связана с тем, что по имеющимся данным они пока не могут определить как расположена ось вращения звезды по отношению к наблюдателю на Земле. Различные варианты расположения оси позволяют различным образом интерпретировать орбиту HAT-P-7b.

Другая группа исследователей, работа которых подана в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan, использовали те же самые данные, что и первая группа. Их модели, однако, позволяют интерпретировать данные несколько иным образом: астрономы утверждают, что планета движется по орбите, угол наклона которой составляет 227 градусов. В этом случае HAT-P-7b однозначно вращается в направлении, противоположном направлению вращения звезды.

13 августа 2009 года, то есть за день до появления новых работ, сообщалось об открытии первой планеты, вращающейся по обратной орбите. Наблюдения, проведенные при помощи телескопа NASA, позволили ученым установить, что орбита планеты WASP-17b наклонена под углом 150 градусов. Кроме этого планета является одной из самых "неплотных". Масса этого небесного тела составляет всего около 0,6 юпитерианской при радиусе 1,5-2 юпитерианских. В результате средняя плотность планеты примерно в 70 раз меньше плотности Земли и сравнима с плотностью пенопласта.

Планета HAT-P-7b уже раньше привлекала внимание астрономов. Так, она стала первой планетой, на которой телескопу "Кеплер" удалось найти атмосферу.

У Млечного Пути обнаружился сосед-невидимка

Астрономы из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили косвенные доказательства того, что у Млечного Пути имеется сосед достаточно значительной массы. Ответить на вопрос, где искать эту скрытую галактику, ученые пока не могут. Свои результаты они представили в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а их краткое изложение приводит журнал New Scientist.

В рамках работы астрофизиков интересовало распределение газа на границе Млечного Пути. Проведя серию компьютерных симуляций галактической эволюции, ученые выяснили, что подобное распределение лучшим образом объясняется наличием у нашей Галактики неизвестного соседа.

Расчеты исследователей показывают, что масса этого соседа может достигать одного процента от массы Млечного Пути (то есть около 10 миллиардов солнечных). Это означает, что он сравним с Большим Магеллановым Облаком - карликовой галактикой, которая "сопровождает" Млечный Путь. По словам исследователей, новый сосед располагается на расстоянии около 300 тысяч световых лет от нашей галактики.

Работа ученых была воспринята специалистами положительно. Главным ее недостатком, однако, называется тот факт, что сосед до сих пор не был открыт. Авторы статьи предлагают несколько вариантов объяснения данного парадокса. Во-первых, соседа может скрывать от наблюдателя на Земле сам Млечный Путь. Например, если новая галактика располагаются в галактической плоскости, но с другой по отношению к нашей планете стороны от центра Пути.

Во-вторых, даже если галактика и не скрыта от земного наблюдателя, существует вероятность, что она достаточно тусклая. В ней может быть мало газа, пыли и молодых звезд. В результате этот объект до сих пор остается незамеченным.

Обнаружен новый класс астрономических объектов

Астрономы обнаружили новый класс космических объектов, который они назвали суперпланетарными туманностями (Super Planetary Nebulae). Статья исследователей с подробным изложение результатов появилась в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе Королевского астрономического общества.

В рамках работы группа ученых из США и Австралии изучала при помощи радиотелескопов Большое Магелланово Облако - соседнюю с Млечным Путем карликовую галактику. В результате им удалось обнаружить 15 активных в радиодиапазоне объектов, которым соответствовали планетарные туманности, видимые в оптические телескопы.

По словам исследователей, данный факт означает, что им удалось обнаружить необычайно массивные планетарные туманности. Обычно эти объекты обнаруживают вокруг звезд, масса которых составляет около 0,3-0,6 солнечных. В данном случае расчеты показывают, что центральные звезды туманностей имеет массу 1-8 солнечных. При этом масса газа и пыли, которые входят в туманность, составляет около 2,6 солнечных.

Планетарные туманности образуются на последнем этапе развития звезд, когда светила сбрасывают внешнюю оболочку. В результате образуется газопылевое облако, в центре которого обычно располагается белый карлик. По словам астрономов, они настолько были удивлены обнаружением массивных туманностей, что проверяли свое открытие в течение трех лет прежде, чем опубликовать результаты.

В хвосте кометы впервые обнаружили аминокислоту

Американским астрофизикам удалось обнаружить в образцах пыли из хвоста кометы простейшую аминокислоту - глицин. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте NASA, а статья исследователей появится в журнале Meteoritics and Planetary Science.

В рамках работы исследователи анализировали данные, собранные в рамках миссии Stardust. Во время этой миссии специальный космический аппарат занимался сбором космической пыли. Для этого он был снабжен ловушками, выполненными из аэрогеля - материала, который преимущественно состоит из "дыр". Куски этого материала внутри ловушки были покрыты алюминиевой фольгой.

В одном из образцов аэрогеля, который использовался для сбора материала в хвосте кометы 81P/Вильда, на алюминиевой фольге исследователи и обнаружили глицин. По словам ученых, более двух лет у них ушло на лабораторный анализ образцов.

При помощи анализа изотопов углерода, ученые установили, что образцы содержат аномально высокое количество изотопа углерода 13C, которое не встречается на Земле. Таким образом, астрофизики исключили возможность того, что глицин был занесен в образцы во время транспортировки и исследований, и доказали внеземное происхождение этого вещества.

Ученые отмечают, что аминокислоты раньше уже находили в метеоритах и даже просто в космической пыли. Обнаружение глицина в хвосте кометы Вильда является первым в своем роде, но в некотором смысле закономерным событием. По мнению ученых, новые результаты указывают на возможное внеземное происхождение земных аминокислот, являющихся мельчайшими строительными кирпичиками жизни.

Астрофизикам предложили заменить темную энергию гравитационными волнами

Американские ученые установили, что эффект, в свое время приведший к появлению в космологии так называемой темной энергии, может быть всего лишь результатом "работы" гравитационных волн, оставшихся после Большого Взрыва. Статья исследователей появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а ее краткое изложение приводит Space.com.

В 1998 году после исследования целой серии взрывов сверхновых астрономы обнаружили, что скорость расширения Вселенной постоянно увеличивается. Чтобы объяснить этот эффект, было введено понятие темной энергии, которая заставляет пространство расширятся ускоренными темпами. Суть этой энергии остается неясной до сих пор. В рамках нового исследования ученые предложили способ построить космологическую теорию без использования темной энергии.

Для этого они рассчитали поведение гравитационных волн в рамках общей теории относительности Эйнштейна, которые могли быть вызваны Большим Взрывом. Эти волны, расходящиеся от места Большого Взрыва так же, как круги на воде расходятся от брошенного в воду камня, в некотором смысле "смещают" удаленные от Земли объекты, создавая иллюзию ускоренного расширения.

Сами исследователи отмечают, что в их выкладках есть слабое место. Известно, что ускорение расширения Вселенной по различным направлениям одинаково. Последнее означает, что гравитационные волны, расходящиеся после Большого Взрыва, обязаны работать одинаково во всех направлениях. Из этого вытекает, что Земля располагается относительно недалеко от точки Большого Взрыва.

Совсем недавно ученые в очередной раз отождествили темную энергию с постоянной Эйнштейна. В частности, специалисты установили, что плотность энергии не менялась со временем.

Длительные гамма-вспышки объяснили черными дырами-паразитами

Группа астрономов - выходцев из бывшего СССР, установила, что долгие вспышки гамма-излучения могут являться следствием того, что черная дыра пожирает (словно паразит) крупную звезду изнутри. Статья ученых подана в Monthly Notices of Royal Astronomical Society, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Краткое изложение работы приводит New Scientist.

В рамках работы ученых интересовали так называемые вспышки гамма-излучения - мощнейшие выбросы энергии в космическом пространстве. Считается, что выбросы длительностью менее 100 секунд являются результатом гравитационного коллапса крупной звезды на последнем этапе ее развития. При этом, однако, встречаются вспышки длительностью более 100 секунд.

В настоящее время существует несколько объяснений данному явлению. Согласно одному из них, взрыв является результатом того, что компактный объект в двойной системе (черная дыра или нейтронная звезда) сталкивается со своим компаньоном. В результате, компактный объект проваливается в центр светила, где служит своего рода "зародышем" гравитационного коллапса.

Используя компьютерное моделирование данного процесса, ученые смогли установить, что в результате подобного столкновения процесс разрушения звезды занимает достаточно долгое время, что, в частности, позволяет объяснить длительные вспышки гамма-излучения. Кроме этого компьютерное моделирование позволило обнаружить длительные вспышки электромагнитного излучения в рентгеновском диапазоне, которые наблюдаются в действительности, однако до настоящего времени в моделях не встречались.

По словам специалистов, новым результатам предстоит длительная проверка. В частности, необходимо выяснить, позволяет ли новая схема объяснить необычайную яркость вспышек.

Астрономы сфотографировали "звездный котел"

Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) впервые получили фотографии высокого разрешения "звездного котла" RCW 38 - скопления звезд, где новорожденные светила уничтожают своих собратьев. Снимки вместе с пресс-релизом появились на сайте ESO. Свои результаты исследователи опубликуют в журнале The Astronomical Journal

Звездное скопление RCW 38 располагается в созвездии Паруса на расстоянии примерно 5500 световых лет от Земли. Большинство звезд скопления окружены облаками пыли, оставшимися от их рождения. Для получения фотографий высокого разрешения ученые использовали адаптивную оптику (то есть оптику, которая компенсирует искажения, вносимые атмосферой) на телескопе VLT в Чили. Фото скопления в разрешении 1280 на 1280 доступно здесь.

По словам ученых, условия в скоплении крайне тяжелые. Дело в том, что звезды образуются из достаточно холодного облака газа, которое сжимается под воздействием собственной гравитации. При этом масса скопления в центре должна достигнуть определенного критического значения, чтобы внутри начались термоядерные реакции. Излучение молодых звезд разгоняет и нагревает газ, прерывая процесс рождения собратьев.

Кроме этого ученые более подробно изучили одно из светил в скоплении - звезду IRS2. В частности, новые фотографии позволили выяснить, что данная звезда представляет собой двойную систему. Пара крупных светил вращается вокруг общего центра масс на расстоянии 500 астрономических единиц друг от друга. Фото системы в разрешении 947 на 934 доступно здесь. Кроме этого астрономы подготовили ролик с использованием собранных фотографий.

Совсем недавно, используя фотографии другого звездного скопления - Cepheus B, ученые смогли выявить новый механизм рождения звезд. В частности, оказалось, что излучение крупных соседей может не только препятствовать, но и помогать звездообразованию, создавая в газопылевом облаке ударную волну, которая помогает зародышам формироваться.

Физик придумал способ воссоздать в лаборатории Большой Взрыв

Российский физик, работающий в США, предложил способ воссоздать в лаборатории Большой Взрыв. Аналогию момента начала Вселенной можно получить при помощи метаматериалов. Препринт работы Игоря Смолянинова доступен на сайте arXiv.org.

Свойства метаматериалов зависят не столько от химического состава, сколько от их структуры. Эти вещества особым образом искривляют пути света, поэтому они легли в основу технологий создания материалов-невидимок. Математический аппарат, используемый для описания свойств метаматериалов, напоминает математический аппарат общей теории относительности.

Смолянинов разработал теоретические характеристики метаматериала, который можно рассматривать как эквивалент четырехмерного пространства (два пространственных и два временных измерения). Физик показал, что в определенный момент оно породит трехмерное пространство (два пространственных измерения и одно временное) с множеством частиц. Появление трехмерного пространства можно считать аналогом Большого Взрыва, который, согласно наиболее распространенной точке зрения, породил Вселенную. Сам Смолянинов назвал описанное им явление "игрушечным Большим Взрывом".

Теоретически материал с выведенными Смоляниновым характеристиками может быть создан в лаборатории. Однако на данный момент никто не оценивал, насколько реальна эта перспектива.

Информацию о состоянии Вселенной в первые мгновения после Большого Взрыва физики надеются получить в экспериментах на Большой адронном коллайдере (БАК). Самый большой на планете ускоритель элементарных частиц был запущен в сентябре 2008 года, однако спустя несколько дней он был остановлен из-за аварии. Ожидается, что повторный запуск БАК состоится в ноябре, однако работать коллайдер будет вполсилы.

Астрономы NASA потребовали пересчитать звезды

Астрономы NASA установили, что традиционные методы оценки количества звезд в космосе могут быть в корне неверны. Об этом сообщается в пресс-релизе агентства, а статья ученых появилась в журнале Astrophysical Journal.

Традиционно для оценки звездной популяции астрономы используют информацию о самых ярких и крупных из видимых звезд. Количество более мелких коллег, которые, вообще говоря, не видны в телескопы, оценивается из тех соображений, что на одну крупную звезду должно рождаться некоторое фиксированное число маленьких. Например, традиционные соотношения следующие: на звезду массой около 20 солнечных приходится в среднем около 500 звезд солнечной массы и меньше.

Новые результаты, собранные в рамках программы Galaxy Evolution Explorer, позволили установить, что эта оценка занижена: на одну крупную звезду в некоторых регионах может приходиться до 2000 мелких. Кроме того, многие регионы могут оказаться "лишены" звезд, поскольку в них отсутствуют крупные светила.

Для объяснения причин недооценки ученые приводят следующий пример. Ночью крупные города Земли хорошо видны из космоса из-за их освещения. Используя данные о крупных городах, можно попытаться оценить количество мелких, считая соотношение крупных и мелких населенных пунктов постоянным. Из этого, в свою очередь, можно получить оценку на население. Однако, применяя данный метод, например, к Африке, мы получим, что там почти отсутствуют люди, поскольку крупных городов в этом регионе сравнительно немного.

По мнению ученых, исправить ситуацию смогут только более совершенные модели звездной эволюции, которые будут учитывать влияние окружающих условий на формирование светил. Кроме этого полезными будут дальнейшие наблюдения за популяциями звезд.

NASA представило десятку лучших снимков телескопа Chandra

Астрономы впервые измерили глубину солнечных пятен

Астрономы из Университета Глазго впервые измерили глубину солнечных пятен. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте университета, а работа исследователей пока нигде не опубликована.

Еще в 1769 году профессор Университета Глазго Александр Уилсон (Alexander Wilson) открыл, что солнечные пятна кажутся вогнутыми. Это наблюдение было сделано при изучении пятен на границе солнечного диска. Однако до последнего времени оставалось неясным - является ли данный факт просто особенностью наблюдений или у пятен действительно имеется глубина.

В рамках нового исследования ученые изучили данные, собранный миссией SOHO. Этот аппарат был запущен еще в 1995 году специально для наблюдений за Солнцем и ему удалось получить большое количество фотографий светила во время пика его активности (в настоящее время, светило постепенно выходит из аномально длительного периода затишья).

Сначала, используя данные наблюдений более 25 тысяч пятен, исследователи построили компьютерную модель этих образований. Затем, используя полученную модель, астрономы выяснили, что центральные регионы пятен расположены примерно на 1500 километров ниже краев. По словам исследователей, новые результаты пригодятся для создания более совершенных моделей процессов, происходящих на Солнце.

На спутнике Юпитера нашли пригодные места для посадки

Астрономы определили пригодные для посадки места на спутнике Юпитера Европе. Выводы ученых приводит журнал New Scientist.

Поверхность Европы - шестого спутника Юпитера и одной из крупнейших лун Солнечной системы - покрыта льдом. Однако большое количество данных, собранных за последнее время, позволяет предположить, что под коркой льда находится жидкий водяной океан. Присутствие воды является одним из необходимых условий наличия на космическом теле жизни.

Чтобы полноценно исследовать воду Европы, аппарат должен сесть на лед. Сотрудник Института лун и планет в Хьюстоне оценил, насколько пригодна поверхность спутника для посадки, используя фотографии, полученные зондом "Галилео" (Galileo). Снимки, сделанные под разными углами, и присутствующие на фото тени позволили ученому создать трехмерные изображения различных районов Европы.

Исследователь сосредоточился на четырех типах поверхности. Первый - равнины, покрытые ледяными хребтами (так выглядит большая часть поверхности Европы). Второй - кратеры, образовавшиеся в результате падения метеоритов. Третий - "хаотические" участки, представляющие собой айсберги, плавающие в ледяном "супе". Четвертый тип поверхности образован гладкими продольными ледяными полосами.

Наибольший интерес для астрономов представляют кратеры и "хаотические" участки, так как там с высокой вероятностью на поверхность выходит вода. Однако, как выяснил исследователь, наклон поверхности в таких районах составляет от 10 до 30 градусов, что небезопасно для нахождения зонда. Склоны пиков на равнинах также могут затруднить посадку.

Самыми подходящими участками оказались ледяные полосы. Их наклон в большинстве своем не превышает 5 градусов. Полосы, шириной несколько десятков километров и длиной несколько сотен километров, образуются, когда трещины в ледяной коре заполняются водой и расширяются еще дальше, оставляя посередине участок льда. Сами трещины формируются в результате приливных сил, действующих на Европу. Вода выглаживает поверхность полос, а трещины очень удобны для поисков жизни.

Опубликованы собранные за год телескопом "Ферми" данные

Астрономы выложили в свободный доступ результаты наблюдений космического пространства орбитальным телескопом "Ферми" за год. Об этом сообщается в пресс-релизе на официальном сайте проекта.

По словам ученых, новые данные будут крайне полезны специалистам. Дело в том, что при изучении космических источников гамма-излучения важным является наличие большого количества фактических данных для анализа и проверки гипотез.

Опубликованные данные содержат информацию о более чем 150 миллионах случаев регистрации гамма-излучения инструментами орбитального телескопа. Для сравнения, предыдущий подобный массив данных EGRET, который использовали астрономы для работы, содержал информацию о 1,4 миллиона случаев регистрации гамма излучения.

Телескоп "Ферми" (изначально GLAST) был запущен на орбиту в июне 2008 года. Со времени запуска аппарат позволил ученым совершить ряд замечательных открытий. Так, например, он обнаружил в космосе популяцию пульсаров, которые не видны наземным обсерваториям. Кроме этого аппарат применялся для поиска следов загадочной темной материи.

На Титане обнаружили туман

На самом крупном спутнике Сатурна Титане обнаружен туман. Краткое изложение работы астрономов, сделавших это открытие, приведено на портале Universe Today. Препринт статьи исследователей в формате pdf доступен по этой ссылке. Авторы предоставили свободный доступ к работе для того, чтобы желающие могли прислать им свои замечания.

Титан является единственным объектом Солнечной системы, на котором обнаружен погодный цикл, похожий на земной. Авторы нового исследования анализировали данные о Титане, собранные аппаратом "Кассини" (Cassini). Используя эту информацию, ученые смоделировали параметры атмосферы Титана на различной высоте.

По итогам проделанной работы ученые заключили, что южный полюс небесного тела покрыт туманом. На Земле туман образуется по двум причинам: когда в воздухе много влаги и когда температура неожиданно опускается на значительную величину. На Титане такое падение маловероятно, так как атмосфера спутника Сатурна отличается чрезвычайной плотностью. Чтобы охладить ее, требуется значительное время. Кроме того, температура атмосферы Титана очень низка (около минус 179 градусов Цельсия у поверхности), поэтому для дополнительного охлаждения нет "пространства для маневра".

По мнению авторов, туман на Титане образуется при испарении метана. Этот углеводород в жидком виде наполняет многочисленные озера на поверхности спутника. Озера с испаряющимся метаном холоднее своего окружения, а метан "увлажняет" атмосферу в достаточной мере, чтобы образовался туман.

По мере того, как метан будет испаряться, образующиеся метановые облака будут перемещаться к северному полюсу Титана. В этой части спутника скоро должно начаться лето. Летнее солнцестояние случится в 2016 году.

Метеорит указал на возможность существования жизни на Марсе

Результаты, полученные при повторном исследовании марсианского метеорита ALH 84001, подтверждают, что на Красной планете существуют (или существовали) условия, пригодные для жизни. Статья с описанием работы опубликована в журнале Earth and Planetary Science Letters. Коротко о ней пишет New Scientist.

Камень ALH 84001 был обнаружен в Антарктиде в 1984 году. Ученые заключили, что он был выбит с поверхности Марса около 17 миллионов лет назад. На поверхности метеорита были обнаружены структуры, по внешнему виду напоминавшие окаменевшие бактериальные наросты. В составе камня химики нашли сложные органические молекулы. Эти факты могли служить косвенными подтверждениями теории о существовании на Марсе жизни в прошлом или настоящем.

Однако более детальное изучение химического состава ALH 84001 показало, что камень какое-то время находился при температуре около 150 градусов Цельсия. Самые стойкие земные микроорганизмы не выдерживают нагрева свыше 120 градусов.

Авторы новой работы также сосредоточились на химических компонентах, присутствующих на поверхности ALH 84001. Ученые попытались смоделировать условия, при которых мог образоваться именно такой состав минералов (железо-, кальций- и магнийсодержащие минералы). По мнению исследователей, скала, от которой откололся ALH 84001, находилась непосредственно на поверхности Марса или залегала неглубоко под ней. Порода постоянно омывалась кипящей водой с растворенным углекислым газом, происходящей из горячих источников, находящихся глубоко под землей.

Относительное содержание металлов на поверхности камня должно зависеть от температуры воды, в которой они были растворены. Согласно расчетам исследователей, ее температура не превышала 100 градусов Цельсия. Такой нагрев способны выдержать многие земные организмы.

NASA подтвердило возможность создания ядерного реактора на Луне

Россия и Европа договорились о совместном изучении Марса

Командир экипажа МКС собрал на орбите урожай редиса

Найдена причина колоссальной температуры солнечной короны

Ученым из NASA удалось объяснить высокую температуру солнечной короны - верхних слоев атмосферы светила. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте агентства, а свои результаты ученые представили на съезде Астрономического союза в Бразилии.

Известно, что температура солнечной короны может достигать нескольких миллионов градусов по Цельсию. При этом температура хромосферы (слоя, расположенного непосредственно под короной) составляет "всего" 15 тысяч градусов по Цельсию. До недавнего времени ученые предполагали, что корона нагревается равномерно, однако наблюдения позволили установить, что плотность корональных петель значительно выше, чем предсказывает теория равномерного нагрева.

В рамках новой работы ученые использовали данные, собранные японским аппаратом HINODE. На основе этих данных они построили компьютерную модель, которая позволила объяснить высокую температуру и плотность корональных петель. По мнению астрономов, во всем виноваты так называемые нановспышки. "Старшие" собратья этих явлений представляют собой мощнейшие выбросы материи на Солнце, которые сопровождаются регионами повышенной яркости и являются признаками солнечной активности.

Ученые считают, что нановспышки являются источниками горячей (около 10 миллионов градусов по Цельсию), но достаточно разряженной плазмы. Так как плотность материи невелика, то эти вспышки почти не регистрируются современными приборами. Горячая плазма, двигаясь по корональной петле, разогревает более плотную плазму. Таким образом, петли оказываются переплетением нитей менее плотной и более горячей материи и более плотной и менее горячей (около миллиона градусов по Цельсию) плазмы.

Теория, которой придерживаются исследователи, далеко не единственная. Недавно физики установили, что разогрев короны может происходить за счет так называемых альвеновских волн. Эти волны возникают в среде, которая ведет себя как жидкость или газ, и в которой присутствуют магнитные поля (плазма в окрестности Солнца является очень подходящим кандидатом). Ученые считают, что при некоторых условиях энергия волн переходит в тепловую.

NASA завершило создание новой ракеты-носителя "Арес I"

Американское космическое агентство (NASA) завершило создание новой ракеты-носителя "Арес I" (Ares I). Прототип ракеты "Арес I-X" (Ares I-X) установлен на стартовой площадке космического центра Кеннеди, сообщается в пресс-релизе агентства.

Тестовый полет ракеты запланирован на 31 октября. Он продлится 2,5 минуты. На "Аресе I-X" установлено около 700 датчиков, которые позволят инженерам получить важную информацию о полетных характеристиках ракеты. Кроме того, специалисты агентства смогут протестировать оборудование стартовой площадки и готовность команды обслуживать новую ракету.

При создании ракеты инженерам пришлось преодолевать множество технических проблем. Одной из трудностей, возникших при создании "Ареса", стали сильные вибрации ракеты в первые мгновения после старта. Для решения этой проблемы инженеры NASA предложили оснастить ракету специальными рессорами. Предстоящий тест должен показать, возымела ли эта мера должный эффект.

Ракеты-носители "Арес" разрабатываются NASA в рамках программы "Созвездие" (Constellation). Она также предусматривает создание космических кораблей "Орион" (Orion), которые должны прийти на смену шаттлам. На "Орионах" астронавты смогут добираться до МКС и - в перспективе - до Луны. Реализация "Созвездия" оказалась значительно более трудоемкой и затратной, чем предполагалось изначально. Так, дата первого запуска "Ареса" много раз переносилась. В конце концов она была назначена на 2015 год, хотя недавно появилась информация, что, теоретически, старт может состояться на год раньше.

Марсианский орбитальный зонд сфотографировал своего "коллегу" на планете

Марсианский орбитальный зонд Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) сфотографировал марсоход Opportunity, передвигающийся по поверхности планеты. Фотографию в высоком разрешении можно увидеть здесь. Описание фотографии доступно на сайте проекта HiRISE.

На фотографии марсоход запечатлен в свой 1783 день пребывания на Красной планете (длительность миссии Opportunity определяется в марсианских днях). На снимке хорошо видны следы от колес марсохода. Перед "фотосессией" он проехал около 130 метров.

Наблюдение за марсоходом сверху позволяет специалистам, курирующим его работу, планировать его дальнейший маршрут с учетом рельефа. Тем не менее, даже эти предосторожности не могут полностью обезопасить марсоходы. Один из них - Spirit - в мае 2009 года завяз в песке. С этого времени инженеры NASA и Лаборатории реактивного движения (JPL) пытаются вызволить марсоход, используя его модели в натуральную величину.

HiRISE (High Resolution Imaging Science) - это очень мощная камера, установленная на борту зонда MRO. Она позволяет получать изображения Марса с разрешением до 0,3 метра (с высоты 300 километров). Такой результат достигается благодаря уникальной оптике - HiRISE смотрит на Марс при помощи телескопа с диаметром главного зеркала 0,5 метра.

Ученые вывели формулу лунного скафандра

Ежедневный "счет" космонавта на еду составил 10 тысяч рублей

Индия закончила разработку второго лунного аппарата

Нехватка денег поставила под угрозу возвращение американцев на Луну

Астрономы опубликовали фото "голого" Сатурна