Новости физики и космоса 

Выпуск 8 (155) 16 - 30 апреля 

На Большом адронном коллайдере получили красивую частицу

Физикам, работающим на Большом адронном коллайдере, удалось зарегистрировать первую красивую частицу - мезон B⁺. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте эксперимента LHCb.

B⁺ получил свое название из-за того, что состоит из u-кварка и b-антикварка, или красивого антикварка. Для того чтобы зарегистрировать одну такую частицу, родившуюся в результате столкновения высокоэнергетических протонов в ускорителе, ученым пришлось проанализировать около 10 миллионов таких столкновений.

В настоящее время работа Большого адронного коллайдера постепенно набирает обороты. Так, совсем недавно на ускорителе был установлен рекорд - энергия столкновения пучков составила 3,48 тераэлектронвольта.

Сфериум оказался похож на ионы гелия

Физики обнаружили сходства у ионов гелия и сфериума. Статья ученых пока не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

В рамках исследования, которое носило сугубо теоретический характер, ученые проанализировали свойства квантовой системы состоящей из пары электронов с кулоновским потенциалом, движение которых ограничено на трехмерную сферу - поверхность четырехмерного шара. Такая система и носит название сфериума. В результате им удалось установить, что данная система ведет себя как ион гелия.

Стивен Хокинг предостерег жителей Земли от общения с инопланетянами

Британский физик и популяризатор науки Стивен Хокинг предостерег жителей Земли от общения с инопланетянами. По мнению ученого, любой контакт с представителями внеземной цивилизации может обернуться для землян настоящей катастрофой, пишет The Sunday Times.

При этом Хокинг отметил, что вероятность существования инопланетян во Вселенной достаточно велика. "Во Вселенной существуют миллиарды планет, поэтому мне как человеку с математическим складом ума не составляет труда предположить, что на каких-то из них есть жизнь. Однако главный вопрос не в существовании инопланетян, а в том, какие они на самом деле", - цитирует издание физика.

По мнению Хокинга, инопланетяне, живущие в далеких галактиках, должны быть похожи на простейшие организмы. Однако ученый подчеркнул, что во Вселенной могут обитать и разумные существа, с которыми люди должны избегать контактов всеми возможными способами. "Если инопланетяне прилетят на Землю на своих огромных кораблях, они могут захватить планету и организовать на ней свои колонии", - поделился соображениями физик.

"Появление пришельцев на Земле будет иметь гораздо более мощные последствия, чем, например, открытие Америки Христофором Колумбом. А мы знаем, что его высадка не самым лучшим образом повлияла на жизнь коренного населения континента", - заявил Хокинг.

Физики нашли доказательства существования тетракварков

Физики обнаружили новые доказательства существования тетракварков - гипотетических частиц, состоящих из двух кварков и двух антикварков. Свои доводы ученые опубликовали в журнале Physical Review Letters. Коротко о работе пишет портал Physics World.

Кварки - это элементарные частицы с дробным электрическим зарядом, из них состоят частицы, называемые адронами. К последним, в частности, принадлежат протоны, нейтроны и мезоны. Кварки не встречаются в свободном виде, поэтому ученым приходится изучать их характеристики при помощи косвенных экспериментов.

Кварки сочетаются друг с другом неслучайным образом. На данный момент физикам известны несколько возможных комбинаций кварков, каждая из которых соответствует определенному адрону. Однако не исключено, что в природе могут существовать и другие сочетания кварков. Одно из таких потенциальных сочетаний - два кварка и два антикварка. Частица, содержащая такую комбинацию, была названа тетракварк.

Авторы новой работы предположили, что существование тертакварков может наилучшим образом объяснить необычные экспериментальные данные, полученные в ходе опытов на электрон-позитронном коллайдере KEKB, находящемся в Японии. Работающие на KEKB ученые проводят столкновения электронов с их противоположно заряженными "антиподами" - позитронами. При столкновениях могут образовываться новые частицы, которые очень быстро распадаются. По продуктам распада исследователи судят о природе рожденных частиц.

В 2008 году физики исследовали распады возбужденного состояния Y(5S) ипсилон-мезона. Существующие теории предсказывают, что такие распады будут крайне редко приводить к появлению менее возбужденных состояний - Y(1S) или Y(2S) - и пары заряженных пи-мезонов, однако детекторы зарегистрировали весьма значительное количество именно этих событий.

Авторы новой работы предположили, что необычно высокое число "неправильных" распадов связано с тем, что в ходе столкновений рождаются не только Y(5S) ипсилон-мезоны, но также тетракварки Y_b(10890), распад которых и дает названные выше частицы. Исследователи провели соответствующие расчеты, и полученные в результате данные хорошо согласовывались с данными экспериментов.

В США запустили первый беспилотный орбитальный самолет

США с авиабазы ВВС на мысе Канаверал, штат Флорида, 22 апреля был впервые произведен запуск беспилотного орбитального самолета X-37B. Об этом сообщает Associated Press.

Запуск космического беспилотника состоялся в 19:52 22 апреля (3:52 23 апреля по Москве) с помощью ракеты-носителя Atlas 5. ВВС США сообщили, что пуск прошел успешно, однако не предоставили деталей миссии аппарата на орбите. Как отмечает агентство, X-37B способен оставаться на орбите на протяжении 270 дней. Предполагаемое место посадки аппарата - база ВВС США Ванденберг в Калифорнии. Как сообщалось ранее, полет X-37B будет проходить в автономном режиме до его захода в атмосферу при приземлении.

Несколькими днями ранее заместитель помощника руководителя космических программ ВВС США Гэри Пейтон (Gary Payton), говоря об аппарате заявил журналистам, что в ведомстве "не знают, когда он вернется назад".

Американские военные не раскрывают целей запуска аппарата, однако, как предполагалось ранее, на орбите будет произведена проверка работоспособности всех бортовых систем беспилотника, в том числе системы управления.

У нейтронных звезд нашли темные сердцевины

Астрофизики установили, что внутри нейтронных звезд могут существовать сгустки темной материи. Статья ученых еще не принята к публикации, однако ее препринт можно найти на сайте arXiv.org. Краткое изложение работы приводит New Scientist.

В рамках исследования ученые моделировали поведение темной материи в присутствии нейтронной звезды. В настоящее время существует несколько теоретических моделей этой загадочной субстанции, на которую приходится большая часть всей материи Вселенной. Согласно некоторым из них, попадая внутрь нейтронной звезды темная материя будет аннигилироваться, а согласно другим - будет накапливаться внутри объекта.

В рамках исследования ученых интересовал именно второй сценарий развития событий. Они предположили, что, если нейтронная звезда находится в регионе, где достаточно много темной материи (например, в галактическом центре), то эта материя постепенно начинает накапливаться в центре звезды. В результате образуется темная сердцевина, которая со временем увеличивается в массе. В некоторый момент масса звезды превышает так называемый предел Оппенгеймера - Волкова - верхний предел массы для нейтронных звезд, - и происходит взрыв.

Лишенная метана планета поставила астрономов в тупик

Астрономы выяснили, что состав атмосферы планеты GJ 436b не согласуется с существующими теориями планетообразования. Статья ученых с описанием необычного небесного тела опубликована в журнале Nature. Коротко исследование описано в пресс-релизе Университета Центральной Флориды.

Специалисты при помощи инфракрасного телескопа Spitzer анализировали состав атмосферы планеты GJ 436b, обращающейся вокруг звезды GJ 436 в созвездии Льва. Размер планеты сравним с размером Нептуна, а температура на ней составляет около 527 градусов Цельсия. Согласно современным представлениям о механизмах образования космических объектов, в атмосфере подобных планет должно содержаться много метана и относительно мало моноксида углерода (угарного газа).

Однако данные, полученные при помощи телескопа Spitzer, указывают на обратное распределение газов. Более того, содержание метана в атмосфере оказалось в семь тысяч раз меньше, чем предсказывает теория. Пока исследователи не могут объяснить, что является причиной необычных свойств GJ 436b.

Черные дыры средней массы научились спасаться от более крупных сородичей

Астрономы обнаружили два редких объекта - черные дыры средней массы - в галактике M82, удаленной от Земли на 20 миллионов световых лет. Ученые полагают, что эти черные дыры чудом избежали слияния со сверхмассивной черной дырой, находящейся в центре галактики. Две статьи с описанием необычных объектов появились в журнале The Astrophysical Journal. Коротко работа описана в пресс-релизе на сайте орбитальной обсерватории Chandra.

Ученые наблюдали галактику M82 при помощи телескопов XMM-Newton и Chandra, работающих в рентгеновском диапазоне. Астрономы выбрали именно это звездное скопление, так как в нем очень активно рождаются новые светила и условия напоминают условия молодой Вселенной.

Черные дыры - это чрезвычайно массивные объекты, гравитационное поле которых столь велико, что "не отпускает" даже излучение. По этой причине наблюдать черные дыры непосредственно нельзя. Об их существовании судят по косвенным признакам, в частности по рентгеновскому излучению характерного спектра (его испускает разогревающаяся материя, которая падает на черную дыру). По особенностям излучения, испускаемого M82, исследователи заключили, что масса одной из черных дыр колеблется в пределах от 12 до 43 тысяч солнечных масс, а масса второй - от 200 до 800 масс Солнца.

До сих пор у ученых не было надежных экспериментальных доказательств присутствия в одной галактике сразу двух черных дыр средней массы. Согласно современным представлениям об этих объектах, большинство из них со временем должны "проваливаться" в центры своих галактик и там сливаться со сверхмассивными черными дырами. Избежать этой участи могли, вероятно, те черные дыры средней массы, которые были либо недостаточно тяжелыми, либо образовались слишком далеко от центра галактики, где притяжение сверхмассивной черной дыры не могло их "достать".

Будущим марсонавтам предложили селиться в пещерах

Ученые предложили оптимальное место на Марсе, где можно было бы основать обитаемую базу. По мнению специалистов, будущим марсонавтам стоит осваивать пещеры, образовавшиеся в местах извержений вулканов. Свои доводы в пользу перспективности таких пещер исследователи изложили в статье в журнале Icarus. Коротко их приводит New Scientist.

Существование на Марсе лавовых пещер было постулировано достаточно давно, однако авторы новой работы решили создать компьютерную модель их формирования, чтобы определить характеристики потенциальных домов для марсонавтов. Одним из важнейших преимуществ пещер оказалось наличие большого запаса воды в форме льда.

Марсианские пещеры имеют единственный вход (или выход), находящийся в их крыше. Созданная учеными модель предсказывает, что днем нагретый воздух не поступает в холодные пещеры, и находящийся в них лед не тает. По ночам влага из остывшего воздуха должна конденсироваться на обледеневших стенах и замерзать, увеличивая толщину ледяной корки.

Участников эксперимента "Марс-500" поместили в надувной пончик

В понедельник, 26 апреля, участники проекта "Марс-500" подверглись необычному испытанию на психологическую совместимость. Члены экипажа разбивались на пары и пытались удержать в равновесии гигантский надувной "пончик" (его диаметр около трех метров), находящийся на высоте пяти метров, сообщает ИТАР-ТАСС. На момент написания новости было неизвестно, окончился эксперимент или нет.

Тренажер-"пончик" получил название "Парафлайтер". Если испытуемые действуют согласованно, то он будет парить в воздухе, если же движения участников не скоординированы, то "Парафлайтер" заваливается на один бок. По итогам опыта с "пончиком" специалисты отбирают наиболее "дружную" пару, которая будет работать на площадке, имитирующей поверхность Марса.

На данный момент для участия в эксперименте отобраны 11 участников - семеро россиян, трое европейцев и один гражданин Китая (в опыте на "Парафлайтере" он участия не принимал, так как находится не в Москве). В состав окончательного экипажа войдут шесть человек - три россиянина, два европейца и китаец. В мае они отправятся в 520-суточный "полет" к Красной планете.

Ученые нашли "марсианский" механизм синтеза парниковых газов

Ученые обнаружили новый механизм синтеза оксида азота, или веселящего газа, который, по мнению исследователей, может работать на Марсе. Статья с описанием вновь открытого процесса появилась в журнале Nature Geoscience. Краткое содержание работы приведено в пресс-релизе университета Джорджии.

Ученые исследовали озеро Дон-Жуан, расположенное в так называемых сухих долинах Антарктиды. Уровень солености в этом озере в 18 раз превосходит средний уровень по Мировому океану и в восемь раз - уровень солености Мертвого моря. Площадь озера, по данным пресс-релиза, составляет около 400 тысяч квадратных метров, а глубина не превышает десяти сантиметров.

Исследователи не обнаружили в озере живых существ, однако зарегистрировали довольно значительное содержание оксида азота. Одними из его производителей на Земле являются микроорганизмы, однако в открытом учеными процессе живые существа участия не принимают - N₂O вместе с некоторыми другими газами, в частности водородом, является продуктом реакции скал с соленой водой.

Исследователи полагают, что похожим образом оксид азота может образовываться на Марсе, где условия очень напоминают сухие долины Антарктиды. По пути, описанному авторами в своей статье, веселящий газ может возвращаться в атмосферу Красной планеты из скальных пород.

Ученые попали в луноход лазерным лучом

Американские ученые сумели "попасть" в находящийся на Луне "Луноход-1" лазерным лучом и принять отраженный сигнал. Подробности этой операции приведены в пресс-релизе Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Советский аппарат "Луноход-1" был доставлен на поверхность земного спутника автоматической межпланетной станцией "Луна-17" в 1970 году. В последний раз он связался с Землей по радио в 1971 году. "Луноход-1" был оснащен отражателем - с их помощью ученые определяют точное расстояние от Земли до Луны (на отражатель посылается лазерный луч, перемещающийся со скоростью света, и исследователи определяют, сколько времени ему потребовалось на путь от планеты до спутника и обратно). После того как связь с луноходом прервалась, специалисты не могли "поймать" отражатель, так как не знали точного местоположения аппарата.

В середине марта 2010 года американский орбитальный зонд Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) передал на Землю фотографии, на которых был запечатлен "Луноход-1" и "Луноход-2". Используя их, ученые смогли точно рассчитать координаты местонахождения первого лунохода и послать в этот район лазерный луч. По словам исследователей, они попали в аппарат со второй попытки. Стоит отметить, что сразу после публикации сообщения об обнаружении лунохода, ученые, принимавшие участие в разработке советской лунной программы, заявили, что никогда не теряли аппарат.

Лунные кратеры оказались гигантскими батарейками

Ученые установили, что лунные кратеры могут оказаться электрически заряженными. Статья исследователей появилась в журнале Journal of Geophysical Research, а ее краткое изложение приводит издание Universe Today.

В рамках работы ученые построили компьютерную модель взаимодействия потоков заряженных частиц, испускаемых Солнцем (солнечного ветра), и полярных кратеров. Физики рассматривали потоки как разреженный газ из ионов и электронов, который в полярных регионах действительно ведет себя как ветер - из-за небольшого наклона оси вращения Луны потоки частиц движутся почти горизонтально.

В результате ученым удалось установить, что подобный ветер "задувает" внутрь кратеров. При этом электроны движутся быстрее более тяжелых ионов, что приводит к возникновению разности потенциалов между внутренней частью наветренного склона и дном.

По словам ученых, новое открытие может пригодиться астронавтам. Дело в том, что полярные кратеры являются одними из вероятных мест для строительства лунных поселений - это связано с тем фактом, что их внутренняя часть никогда не освещается Солнцем, поэтому там сохранились запасы принесенного кометами льда (недавно ученые нашли лед в более чем 40 кратерах). Наличие электрического заряда на поверхности может представлять опасность для приборов, а также усиливать прилипчивость лунной пыли за счет ее электризации.

Ученые объяснили механизм работы лунных фонтанов

Ученые объяснили, какие механизмы лежат в основе "работы" лунных фонтанов - левитирования частиц пыли над жерлами кратеров. Статья исследователей опубликована в журнале Journal of Geophysical Research. Коротко о работе пишет New Scientist.

Впервые лунные фонтаны были сфотографированы космическими аппаратами серии Surveyor. Затем их увидели участники 17-й миссии "Аполлон". Частички пыли хорошо отражают солнечный свет, поэтому фонтаны, появляющиеся на закате или восходе Солнца, выглядят как мерцающий ореол над кратерами.

Исследователям было давно известно, что пыль парит из-за электростатического отталкивания, и что причиной является воздействие солнечного ветра - летящего от светила потока заряженных частиц. Ударяясь о поверхность Луны, частицы солнечного ветра разлетаются в разные стороны, создавая отрицательно заряженное "облако", которое также заряжает поверхность спутника.

Однако некоторые важные детали этого процесса были неясны. Так, сами заряженные частицы также должны "чувствовать" влияние облака и перераспределяться таким образом, что оно будет исчезать. Авторы новой работы, используя компьютерное моделирование, показали, что под действием электростатических сил некоторые частицы окажутся стянутыми к краям кратера, но, тем не менее, все равно останутся области, где "облако" будет достаточно сильно, чтобы "заставлять" пыль левитировать.

Японцы запустят спутник с солнечным парусом

Японское космическое агентство (JAXA) планирует 18 мая 2010 года запустить в космос спутник, движущийся за счет солнечного паруса. Об этом сообщает AFP.

Аппарат получил название Ikaros (сокращение от Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation of the Sun - межпланетный парусный аппарат, движущийся за счет солнечного излучения). Название спутника также является слегка искаженным именем героя античных мифов Икара (по-английски он пишется Icarus), который, надев сделанные его отцом крылья, попытался долететь до Солнца, но разбился.

Запуск Ikaros состоится с японского космодрома Танегасима (Tanegashima). Изначально парус аппарата, представляющий собой квадратный отрез мембраны с диагональю 20 метров, будет сложен и раскроется только на орбите. Несмотря на то что толщина мембраны не превышает толщины волоса, в нее встроены фотогальванические элементы, которые будут производить электричество за счет энергии летящих от Солнца частиц. Корректировать направление полета аппарата специалисты будут за счет изменения угла наклона паруса.

Стоимость разработки спутника составила около 1,5 миллиарда иен (примерно 16 миллионов долларов). Ikaros не будет выполнять серьезных научных задач, хотя ученые намерены с его помощью изучить некоторые характеристики солнечного ветра. Основная цель запуска аппарата - отработать технологию работы с кораблями, имеющими солнечный парус. Если Ikaros окажется успешным проектом, в конце 2010 года специалисты JAXA рассчитывают запустить еще один парусный аппарат к Юпитеру и его астероидам.

В Роскосмосе отобрали новых кандидатов в космонавты

Роскосмос отобрал новых кандидатов в космонавты. На заседании Межведомственной комиссии были утверждены кандидатуры Андрея Бабкина и Сергея Кудь-Сверчкова, сообщается в пресс-релизе Федерального космического агентства.

Бабкин и Кудь-Сверчков принадлежат к отряду РКК "Энергия". В ближайшее время они начнут тренировки по программе подготовки космонавтов-испытателей в подмосковном ЦПК имени Гагарина.

Кроме того, Межведомственная комиссия приняла решение о формировании единого отряда космонавтов Федерального космического агентства. В настоящее время таких отрядов три - у ЦПК, у Роскосмоса и у Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН.

Российский "Бриз-М" вывел американский спутник на орбиту

Российский разгонный блок "Бриз-М" в ночь на воскресенье вывел американский телекоммуникационный спутник SES-1 на целевую орбиту высотой около 34 тысяч километров, сообщает агентство "Интерфакс" со ссылкой на пресс-службу Государственного космического научно-производственного центра (ГКНПЦ) имени Хруничева.

После отделения от разгонного блока космический аппарат передан на управление компании-заказчику SES World Skies (бывшая SES Americom). SES-1(прежнее название - AMC-4R) имеет стартовую массу 2615 килограммов и расчетный срок работы 15 лет. Разместившись на геостационарной орбите в точке стояния 101 градус западной долготы, спутник обеспечит услуги связи в континентальных штатах США и Карибском бассейне и заменит спутники AMC-2 и AMC-4, запущенные в 1997 и 1999 годах соответственно.

Ракета-носитель "Протон-М" с разгонным блоком "Бриз-М" и спутником SES-1 стартовала с космодрома Байконур в Казахстане 24 апреля в 15:19 по московскому времени. Общая продолжительность выведения от момента старта до отделения космического аппарата составила 8 часов 58 минут, уточнили в ГКНПЦ имени Хруничева.

Солнечная обсерватория NASA передала первые изображения

Новая солнечная обсерватория NASA SDO (Solar Dynamics Observatory - обсерватория для изучения динамики происходящих на Солнце процессов) передала на Землю первые снимки светила в высоком разрешении. Фотографии и их описание можно найти на сайте Американского космического агентства.

Разрешение переданных аппаратом снимков в десять раз выше, чем у изображений стандарта HDTV. На полученных SDO фотографиях видны детали, которые до сих пор были недоступны изучающим Солнце аппаратам. Установленная на космической обсерватории оптика запечатлела характеристики материи, выбрасываемой светилом, и поверхности звезды.

При помощи SDO ученые рассчитывают изучить магнитное поле светила: особенности его формирования и преобразование "накопленной" полем энергии в мощные выбросы, а также влияние, которое происходящие на Солнце процессы оказывают на земную атмосферу. Приборы аппарата позволяют проводить наблюдения в широком диапазоне ультрафиолетовых волн, в том числе в жестком ультрафиолете.

Аппарат был запущен в космос 11 февраля 2010 года с космодрома на мысе Канаверал. На орбиту SDO вывела ракета-носитель Atlas V. Планируется, что обсерватория проработает пять лет.

В состав следующего экипажа шаттла включили робота

В состав следующего экипажа шаттла "Дискавери", который отправится к МКС в сентябре 2010 года, войдет робот. Согласно сообщению NASA, робот, а точнее, андроид, состоит из торса с двумя руками и головой, закрепленного на платформе.

Ученые назвали робота "Робонавт II", так как он относится ко второму поколению человекоподобных роботов, разрабатываемых в качестве помощников астронавтов. В условиях земной гравитации "Робонавт II" может поднимать грузы массой до девяти килограммов, а также выполнять достаточно тонкие операции (его ладони скопированы с ладоней человека).

Пока андроид не приспособлен для работы за бортом станции - во время полета ученые будут тестировать, как он будет функционировать внутри МКС.