Новости физики и космоса. 

Выпуск 20 (44) 6 - 17 сентября

Американский институт стандартов предложил переопределить килограмм

Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) опубликовал исследование, где предлагается замена старому эталону килограмма. В отличие от прежнего, новый эталон не зависит от конкретного тела или прибора. Материальный носитель стандарта предполагается заменить специальным способом измерения массы.

Исследователи сконструировали прибор, который позволяет пользоваться новым эталоном на практике - сверхточные электромеханические весы. В них вес пробного тела уравновешивается электромагнитом, при этом непосредственно измеряют силу протекающего через него тока. Погрешность такого взвешивания составляет несколько десятимиллионных долей и сравнима с периодическими колебаниями массы прежнего эталона.

Действующий эталон килограмма - платиново-иридиевый слиток, c 1889 года хранящийся в вакуумной камере в Парижской палате мер и весов. Известно, что его истинная масса непостоянна: определенное количество атомов платины неизбежно покидает поверхность материала. Там же осаждаются посторонние вещества, поскольку вакуум далек от идеального.

Сообщество физиков давно было недовольно парижским образцом. Во-первых, точность большинства современных физических методов выше, чем 116 лет назад, когда стандарт был создан. Во-вторых, эталон один и может быть утрачен.

Кроме альтернативы, которую предложил NIST, есть еще несколько моделей эталона. Популярным считается определение килограмма как массы фиксированного числа атомов некоторого изотопа, но подсчет количеств атомов на практике связан с техническими трудностями.

Радиолюбители помогут европейским студентам запустить спутник

Европейское космическое агентство обратилось к радиолюбителям с просьбой следить за сигналами, которые будет посылать первый студенческий спутник. Тех, кто проведет наибольшее число сеансов связи, пригласят посетить дармштадтский Центр управления космическими аппаратами ESA и конференцию STEC06, которая пройдет в Германии весной следующего года. Первому связавшемуся со спутником предназначается отдельный приз.

Аппарат SSETI Express (SSETI расшифровывается как "Student Space Exploration and Technology Initiative" и не имеет отношения к известному проекту поиска внеземных цивилизаций SETI) отправят на орбиту 27 сентября с российского космодрома "Плесецк". По инициативе ESA его создали 23 группы студентов из 13 европейских государств. При этом само космическое агентство, как сообщается на его сайте, практически не вмешивалось в процесс проектирования.

Гибрид антенны и воздушного шара заменит спутники

Воздушные шары могут стать основой телекоммуникаций будущего, сообщает New Scientist. Пока гибридом аэростата и радиоантенны, который запатентовали месяц назад трое изобретателей из Санта-Барбары (США), заинтересовались американские военные.

Функции летательного аппарата и радиопередатчика внутри прибора не разделены. Именно, отражателем волн служит верхняя половина шара, покрытая металлической пленкой, а нижняя состоит из прозрачного (для радиосигналов) материала.

Генератор излучения может быть погружен в газ, наполняющий шар. Изобретатели утверждают, что такая конструкция проще и мобильнее обычных антенн-"тарелок". Первый образец, который изготовят по заказу штаба ракетных войск в Алабаме, будет 20-метровым, но возможны и радиоаэростаты больших размеров.

Транснептуновая планета оказалась сигарообразной

За пределами орбиты Нептуна, возможно, находится тело необычной формы, по размерам сопоставимое с небольшой планетой. Предполагается, что астероид 2003 EL 61, обнаруженный два года назад, сильно вытянут из-за чрезвычайно быстрого вращения вокруг собственной оси, пишет New Scientist.

2003 EL 61, известный также как Санта - один из объектов пояса Койпера, или второго астероидного пояса (первый расположен между орбитами Марса и Юпитера). Вытянутый астероид движется вдоль орбиты, наиболее удаленная от Солнца точка которой находится в 51 раз дальше, чем Земля, а ближайшая - в 35 раз дальше.

Санта был открыт с помощью телескопов "близнецов" Keck на Гавайях, и долго о нем не было известно ничего, кроме приблизительной формы орбиты. Вскоре астрономы заметили рядом с ним спутник, благодаря чему смогли установить массу и размер большего тела. Разрешения околоземных телескопов было заведомо недостаточно, чтобы выяснить, как астероид выглядит.

О сильных отклонениях от сферической формы стали говорить после того, как были зафиксированы периодические перепады яркости. Чад Трухильо и его сотрудники из Гавайской обсерватории объясняют это неодинаковыми размерами тела в разных направлениях. По подсчетам, астероид должен иметь форму вытянутой сплюснутой сигары длиной в 2 тысячи километров.

Для достаточно массивных тел такая форма заведомо неустойчива - под действием собственной силы тяжести они должны стремиться стать идеальными шарами. Основные поправки вносит вращение - и, по мнению исследователей, здесь оно сыграло решающую роль.

На комете Темпеля нашли лишние кратеры

NASA опубликовало первое подробное изображение ядра кометы Темпеля 1 после столкновения с зондом Deep Impact, а 9 сентября в журнале Science должна появиться обзорная статья о результатах космического эксперимента. С момента "космического удара" ядро было скрыто выброшенной пылью, и разглядеть, какие изменения в нем произошли, не представлялось возможным. Кроме того, астрономы сомневались, что дефект камеры зонда оставит им шансы рассмотреть комету.

Изображение составлено из нескольких фотографий, сделанных оставшимся в космосе аппаратом, а также камерами на медной болванке, которая позже столкнулась с космическим телом. На снимках присутствует не один, а множество кратеров, и это, по мнению исследователей, довольно неожиданно - на остальных кометах, к которым отправлялись исследовательские аппараты, следов столкновения с метеоритами найти не удалось. Последний кратер, возникший в ходе эксперимента, оказался довольно небольшим, и его точный размер пока не называется.

Помимо этого, астрономам удалось собрать дополнительные сведения о внутреннем устройстве кометы. По спектру выброса можно было судить, из каких веществ состоит комета, но о том, какие структуры они образуют, ничего известно не было. Теперь выяснилось, что пористая поверхность ядра устроена так, чтобы комета не испарилась сразу: образовавшийся газ проходит по множеству каналов и частично конденсируется.

Астрономы считают марсианский песок водой

 Ученый из Великобритании утверждает, что марсианские пески могут наполовину состоять из снега и льда. Выводы Мэри Бурк из Тусонского института планетарных исследований основаны на анализе спутниковых фотографий, сообщает The Guardian.

Особенности ландшафта, которые Бурк заметила вблизи северного полюса планеты, исследователь склонна считать "замерзшими дюнами": твердая вода и углекислый газ склеивают песок и делают его малоподвижным. Из-за этого могут сохраняться детали ландшафта, невозможные на Земле - например, песчаная гряда километровой высоты.

По мнению Бурк, будущим астронавтам не нужно будет искать на Марсе воду специально - чтобы ее получить, достаточно разогреть немного песка. До сих пор неопределенность с водой была одной из главных причин откладывать пилотируемый полет к Марсу. Внести ясность должны были различные космические аппараты, которым пока не удалось ничего обнаружить ни на поверхности, ни в почве.

Астрономы считают кольца недавним приобретением Сатурна

Сотрудники NASA пришли к выводу, что кольца Сатурна изменяются намного быстрее, чем считалось раньше. Несколько открытий были сделаны при обработке данных, которые аппарат Cassini передал на землю летом.

Ученые обнаружили, что кольцо D, которое впервые сфотографировал вблизи аппарат Voyager 25 лет назад, стало за это время менее ярким, а одна из полос внутри него приблизилась к планете на 200 километров. Кольцо является ближайшим к Сатурну, причем его ширина всего в сорок раз больше замеченного "сдвига". Одновременно в кольце G заметили яркую "дугу", а в кольце F - спиральные "завитки". Происхождение всех этих структур пока непонятно.

Наблюдения за другими кольцами позволили утверждать, что пылевые диски вблизи планеты достаточно молоды, и их формирование еще не завершилось. Этот процесс связывают с геологической активностью спутников, поставляющих в космос вещество колец.

Подтверждением этого стало сближение Cassini c Энцеладом. Вместе с другими телами средних размеров он находится в середине широкого и диффузного кольца E, которое астрономы открыли сравнительно недавно. В отличие от большей части остальных (плотных и легко различимых в земные телескопы), оно образовано частицами, средний размер которых не больше, чем у составляющих табачного дыма. Раньше предполагали, что рассеянное кольцо шириной более миллиона километров возникло из-за столкновений метеоритов со спутниками: космические тела измельчались, а пыль оказывалась на орбите. Расчеты показали, что этого недостаточно.

При облете Энцелада Cassini обнаружил там несколько трещин вблизи южного полюса, откуда в космос поступает непрерывный поток водяного льда. Таким образом, будущий материал гигантского кольца сосредоточен внутри "малой планеты" диаметром около 500 километров. Ученые пришли к выводу, что ее геологически активный регион не старше тысячи лет.

Cassini нашел в кольцах Сатурна потерянные темные лучи

Аппарат Cassini сумел сфотографировать одну из особенностей колец Сатурна, известную астрономам исключительно по снимкам, сделанным более 20 лет назад. Тогда Voyager обнаружил "тёмные лучи", перпендикулярные границе колец. Астрономы предположили, что это связано с магнитными свойствами планеты, но объяснить их образование не смогли.

После того, как Cassini в 2004 году не нашел в кольцах ничего похожего, ученые придумали несколько математических моделей,, предсказывающих появление лучей не раньше 2007 года, так что последние фотографии удивили исследователей. Если на первых снимках это были ярко выраженные структуры, то сейчас космический аппарат заснял их "облегченную версию": полосы шириной 100 и длиной примерно 3500 километров.

Ученые увидели "хищную" сверхтяжелую звезду

Две космических обсерватории - Rossi и Integral - обнаружили пульсар в созвездии Кассиопеи, который ускоряется за счет поглощения вещества соседней звезды, сообщается на сайте Европейского космического агентства. Пульсар J00291+5934 вращается вокруг своей оси с периодом 1,67 миллисекунды и считается самым быстрым из известных.

J00291+5934 излучает в рентгеновском и гамма-диапазонах. Частота сигналов, испускаемых им, напрямую зависит от скорости вращения, и по изменению частоты астрофизики заключили, что он ускоряется. Рядом с помощью оптического телескопа нашли "обычную" звезду V709 Cas, спектр которой свидетельствовал об аккреции, то есть "перетекании" вещества на пульсар. Согласно расчетам, эта звезда уже потеряла большую часть своей массы и теперь всего в 40 раз тяжелее Юпитера, но аккреция может продолжаться еще примерно миллиард лет.

Напротив, сам пульсар относится к сверхтяжелым и сверхплотным космическим объектам. Это - быстро вращающаяся нейтронная звезда диаметром всего в несколько десятков километров и с массой, во много раз первышающей солнечную. Гравитационное поле пульсара считают достаточно сильным, чтобы поворачивать проходящие вблизи световые лучи на сотни градусов.

Астрономы составили цветную карту Плутона

Новая цветная карта самой удаленной планеты Солнечной системы Плутона была составлена из снимков, полученных с орбитального телескопа Hubble, после двух лет компьютерной обработки.

Как сообщает BBC News, астрономы из Lowell Observatory обнаружили на снимках темные пятна, которые, по их мнению, представляют собой загрязненный водный лед. Более яркие области соответствуют замерзшему азоту, считают ученые. Красные области обозначают замерзший метан и, возможно, другие органические соединения.

Необычное яркое пятно рядом с центром карты может свидетельствовать о наличии замерзшего угарного газа, полагают исследователи. Он попросили провести более подробные исследования этого региона планеты с космического зонда New Horizons, который отправится к Плутону в начале следующего года.

Тем временем, астрономы из Парижской обсерватории завершили измерения радиуса и плотности Харона - единственного спутника Плутона. Они использовали для этого данные, полученные этим летом, когда Харон на некоторое время закрыл одну из хорошо изученных звезд. Согласно новым исследованиям, радиус Харона составляет 602,5 километра, плюс-минус один километр.

Исходя из полученного результата, ученые вычислили и плотность луны Плутона, которая оказалась равной 1,73 грамма на кубический сантиметр (плюс-минус 0,08 грамма).

Насекомые помогут построить космический корабль

В австралийском исследовательском институте CSIRO разрабатывают космический корабль, который сможет чинить себя сам. Как сообщает New Scientist, ученые изготовили модель покрытия корабля, отдельные элементы которой используют для взаимодействия механизм, распространенный в колониях насекомых.

Модель состоит из 192 плиток, снабженных сенсорами и микропроцессорами. Если плитка повреждена, сообщение об этом рассылается остальным. Они, в свою очередь, принимают решение о том, как надо действовать, чтобы общая конфигурация снова стала безопасной. По словам ученых, насекомые выделяют специальные пахучие вещества - феромоны - с той же целью.

У такой архитектуры есть важное преимущество перед "централизованной" системой, считают разработчики: для последней единственный удар небольшого метеорита может оказаться критическим. Напротив, чтобы "колония плиток" перестала работать, нужно вывести из строя достаточно много элементов.

Самый далекий космический взрыв сфотографировали со второй попытки

Телескоп чилийской обсерватории ESO сфотографировал самый далекий из известных астрономам космических взрывов, сообщает Universe Today. Астрономы установили, что свет с периферии видимого космоса преодолел расстояние в 12,7 миллиардов световых лет. Время, которое фотоны провели в пути, всего на одну шестнадцатую отличается от возраста Вселенной.

То, что взрыв смогли увидеть на Земле, объясняют его исключительной мощностью. По словам ученых, при этом выделилось в 300 раз больше энергии, чем выработает Солнце за весь срок своего существования. "Уведомлением" о таких событиях служат рентгеновские и гамма-всплески, которые отслеживаются несколькими орбитальными обсерваториями. Одна из них - Swift - и зафиксировала вспышку 4 сентября.

Стадия космического катаклизма, которая сопровождается гамма-излучением, длится от нескольких секунд до нескольких минут. После можно изучать фрагменты взорвавшегося объекта - они образуют разогретое облако, видимое в оптические и нифракрасные телескопы. Тем не менее, попытки найти его с помощью более слабых инструментов, чем 8,2-метровый чилийский телескоп VLT ("Very Large Telescope"), были неудачными.

Зонд Hayabusa передал на Землю снимки астероида

Японский зонд Hayabusa передал на Землю фотографии астероида Итокава, сообщает Space.com. Запущенный два с половиной года назад, 12 сентября зонд оказался в 20 километрах от поверхности небесного тела. На снимках видно, что на малой планете длиной около 600 метров есть равнины и горы, причем по ландшафту ученые надеются восстановить историю астероида.

Ближайшие несколько недель космический аппарат будет составлять карту Итокавы. Затем он приземлится и соберет образцы минералов, чтобы доставить их земным исследователям. На поверхности астероида останется капсула, где выгравированы имена 877490 людей, отметившихся перед запуском на сайте миссии.

Как отмечают в японском космическом агентстве (JAXA), земные лаборатории располагают только пробами лунного грунта, а вещество с других планет или малых тел Солнечной системы попадало на Землю только естественным путем - в виде метеоритов. При этом несколько других кораблей также должны доставить на Землю инопланетные минералы и космическую пыль, но сделают это позже. Первым на астероид приземлился аппарат NEAR Shoemaker в 2001 году.

Гибель Солнечной системы рассмотрели в подробностях

Как будет выглядеть Солнечная система несколько миллиардов лет спустя, выяснили американские астрономы. В 82 световых годах от Земли они нашли "погибшую" звезду GD 362, окруженную "постпланетным диском" - тем, что осталось от планет после космического катаклизма, сообщает Space.com. Ее подробно изучили с помощью 8-метрового телескопа обсерватории на Гавайях - и обнаружилось, что раньше "гибель Солнца" описывали не совсем верно.

GD 362 - белый карлик, то есть небольшая холодная и плотная звезда, которая на прежних стадиях своей эволюции напоминала Солнце, но после выгорания водорода и гелия сжалась и сократила излучение во много раз. Белые карлики состоят обычно из углерода, кислорода и близких по массе элементов, но в спектре GD 362 астрономы неожиданно обнаружили линии металлов - кальция, магния и железа, которые не могли образоваться в заметных количествах внутри звезды.

По мнению ученых, все эти элементы попали в звездную атмосферу извне, то есть их избыток содержится в прилегающем диске. Согласно большинству гипотез, тяжелая пыль не способна удерживаться долго на орбите вблизи и должна была быть поглощена.