Новости физики и космоса. 

Выпуск 17 (68) 1 - 15 сентября 

Россия хочет поучаствовать в термоядерном синтезе

На прошедшем в четверг заседании правительства России было принято решение подписать соглашение о создании Международной организации по реализации проекта исследовательского термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). Об этом сообщает РИА Новости со ссылкой на пресс-службу правительства.

Организация по реализации проекта ИТЭР будет обладать правами международного юридического лица, способного заключать соглашения с государствами и международными организациями.

Кроме России, в проекте участвуют Европейский союз, Китай, Индия, республика Корея, США и Япония.

В рамках проекта Россия будет изготавливать и транспортировать оборудование на площадку во французском городе Кадараш, где будет сооружаться реактор. Кроме того, российская сторона обязалась профинансировать 10 процентов от полной стоимости установки.

Нейтрино пробивает кору Европы

Под корой Земли открылась новая транспортная магистраль. Правда, пошли по ней не машины и не поезда. Из Швейцарии (ЦЕРН) в Италию (в лабораторию Гран-Сассо) отправились неуловимые частицы – нейтрино.

В итальянском Национальном институте ядерной физики (Italian National Institute for Nuclear Physics) сегодня праздник. Отмечают прокладку новой транспортной магистрали. Но не для людей или машин. Из ЦЕРНа в Национальную лабораторию Гран-Сассо (National Laboratories of Gran Sasso) впервые доставлен пучок нейтрино. Начались европейские эксперименты по наблюдению осцилляций этих загадочных частиц.

»Магистраль» из нейтринного луча, получившая наименование Cngs – CERN-Gran Sasso, имеет около 730 км в длину.

Получаемый в ЦЕРН пучок нейтрино сквозь толщу земной коры (тем самым очищенный от других частиц, которые вещество коры задерживает) направляется в лабораторию Гран-Сассо, укрытую под 1200 м скалы. Он достигает итальянской лаборатории за 2,5 миллисекунды. Здесь приборы могут работать только с нейтрино, поскольку толща породы надежно защищает детекторы от фоновых космических лучей. Детектор, состоящий из 1800 тонн жидкого аргона, будет работать только с нейтрино.

Физики надеются, что им удастся не только подтвердить недавно доказанное наличие массы покоя у нейтрино, но и показать, что все три типа нейтрино имеют различные массы покоя.

Эксперимент OPERA – параллельный американскому MINOS'у (Main Injector Neutrino Oscillation Search). Американские коллеги уже получили интересные результаты.

Суть эксперимента MINOS такова: ускоритель лаборатории Ферми в Батавии близ Чикаго (штат Иллинойс) отправляет мощный поток нейтрино по прямой сквозь толщу земной коры в лабораторию, находящуюся в 730 км от ускорителя – в городке Судан, штат Миннесота. Поток искусственных нейтрино создается путем бомбардировки мишени протонами высокой энергии. Одним из продуктов этой реакции становятся пионы, которые затем распадаются на мюоны и нейтрино (время распада около 10-8 с).

Поток частиц, проходя через толщу земной коры (из-за кривизны поверхности земного шара срезающий угол поток углубляется на 10 км), очищается от мюонов и уже через 800 м становится чистым потоком мюонных нейтрино с ничтожно малой и контролируемой примесью электронных нейтрино.

Если бы нейтрино не осциллировали, то оба детектора должны были фиксировать одинаковое количество нейтрино. Однако на выходе из реактора было зарегистрировано 177 мюонных нейтрино, а в Судане – только 92. Cудя по всему, ученые зафиксировали осцилляцию мюонных нейтрино в электронные или в тау-нейтрино.

Эксперименты MINOS и OPERA проводятся согласованно и по различным методикам. Они дополняют друг друга. Поэтому через полтора года, когда появятся первые результаты европейского эксперимента, свидетельств наличия массы покоя у нейтрино должно стать еще больше.

Тунгусский метеорит оказался кометой

Последние исследования состава Тунгусского метеорита, проведенные учеными Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ), доказывают, что это небесное тело до своего падения на Землю было кометой, сообщает журнал "Наука и жизнь".

Как считают авторы исследования, полученные данные свидетельствуют о кометном происхождении Тунгусского метеорита. Ядро кометы при входе в атмосферу Земли сильно разогрелось и содержащаяся в нем органика начала интенсивно разлагаться с выделением углерода.

Проанализировав свечение плазмы с частицами графита, возникающее при распылении углерода, ученые сделали вывод, что метеорит содержал органические вещества. Аналогичные полосы были описаны в сообщениях очевидцев катастрофы.

Ученые из ТРИНИТИ также изучили состав частиц, разлетевшихся при падении метеорита в 1908 году. Проведенный ими химический анализ образцов древесины и почвы, показал, что их состав близок к составу материи кометы Галлея, определенному аппаратами "Вега" и "Джотто". В Тунгусском метеорите и комете Галлея обнаружены натрий, магний, алюминий, кремний, фосфор, хлор, калий, кальций, титан и железо.

Независимо от ученых из ТРИНИТИ их коллеги из МГУ им. М.В. Ломоносова и Национального музея геологических наук Дании (Копенгаген) также получили подтверждения того, что Тунгусская катастрофа была вызвана взрывом ядра кометы.

Эти специалисты исследовали соотношения изотопов водорода и углерода торфяников. Как выяснилось, в районе катастрофы отмечаются сдвиги изотопного состава, отсутствующие в контрольных образцах из других районов Сибири.

Малазийский космонавт отправится на орбиту заварить чаю

Первый малазийский космонавт, которого "Роскосмос" планирует отправить на орбиту 2 сентября 2007 года, намерен "расширить границы космических путешествий, приготовив чашку чаю", передает Reuters. Планируется, что на борту корабля "Союз" будет приготовлен "тех тарик" – традиционный малазийский вид чая с молоком.

Процедура приготовления напитка даже на Земле требует сноровки и представляет определенный риск. Малазийцы несколько раз переливают кипящий чай на молоке из высоко поднятой емкости в стоящую низко, чтобы добиться характерной пены.

"Физический эксперимент заключается в том, чтобы посмотреть, что случится с тех тариком в космосе", – заявил агентству Ханифф Омар (Haniff Omar), глава малазийской программы отбора космонавтов. Этот эксперимент "позволит миру что-то узнать о нашей стране", считает один из кандидатов в космонавты Фаиз Халид (Faiz Khaleed).

Малайзия получила бесплатный полет в космос на борту корабля "Союз" в благодарность за покупку на 900 миллионов долларов российских истребителей.

SMART разбился о Луну

На Луне появился новый кратер искусственного происхождения. После завершения работы проекта SMART в Европейском космическом агентстве решили разбить 100 млн евро о лунную поверхность. Со строго научными целями.

Европейское космическое агентство завершило миссию SMART. Как и было запланировано еще в феврале, зонд SMART-1, покружив над Луной около полутора лет, завершил научную работу и на прощание сделал на Луне новый кратер.

Со скоростью 2 км/с аппарат врезался в лунную поверхность, подняв облако пыли. Астрономы надеются таким способом получить новые данные о строении и происхождении нашего спутника.

Падение произошло утром 3 сентября 2006 года в 9.42 по московскому времени. Угол падения составил от 5 до 10 градусов. По расчетам специалистов EКA, в районе падения зонда образовался кратер диаметром от 3 до 10 м. Правда, первоначально планировалось «уронить» зонд на Луну еще в августе. Падение перенесли на сентябрь по просьбе астрономов, которые активно наблюдали за происходящим.

За падением следили все телескопы, через которые в тот момент была видна Луна. 3,6-метровый оптическо-инфракрасный канадо-французско-гавайский телескоп (Canada-France-Hawaii Telescope, CFHT) сумел сфотографировать взрыв SMART-1. 

Зонд SMART-1 стартовал 27 сентября 2003 года с космодрома Куру. Ракета Ariane V вывела его на высокую околоземную орбиту (апогей – 42,2 тыс. км). Аппарат весил 366 кг. По форме он напоминал куб со стороной 1 м и солнечными батареями. Весь проект обошелся ЕКА сравнительно дешево – 110 млн евро.

После выхода в космос и включения опытного ионного двигателя орбита зонда постепенно повышалась. Спустя год с небольшим, в ноябре 2004 года, аппарат попал в зону притяжения Луны и стал ее спутником. Он вышел на полярную эллиптическую орбиту вокруг ночного светила.

Научное исследование Луны началось в марте 2005 года.

Параллельно с испытанием двигателей зонд вел съемку лунной поверхности и поиски водного льда. В частности, аппарат передал на Землю фотографии лунного Северного полюса. Снимки со SMART поступали до самого падения. Правда, некоторые специалисты отмечали довольно низкое их качество.

Трассу пролета зонда над поверхностью Луны с расшифровкой рельефа незадолго до столкновения можно увидеть здесь.

Однако главное достижение SMART не в изучении Луны и тем более не в падении на нее. На зонде успешно обкатаны новые технологии.

ЕКА испытывало на SMART-1 новейшие ионные двигатели. Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. Благодаря высокому отношению заряда к массе ионы разгоняются до очень высоких скоростей (до 210 км/с по сравнению с 3-4,5 км/с у обычных ракетных двигателей). Поэтому в ионном двигателе можно достичь очень большого удельного импульса. Ионный способ движения позволяет значительно уменьшить расход реактивной массы ионизированного газа по сравнению с расходом в химических ракетах, но требует больших затрат энергии.

У ионных двигателей в том виде, в котором они существуют сейчас, есть очень большой недостаток: крайне малая тяга (порядка десятых долей ньютона). Недостаток пока не позволяет использовать двигатели для старта с Земли и планет, но зато такие агрегаты могут годами работать в открытом космосе.

С Байконура впервые запустят ракету "Союз-2"

Запуск ракеты-носителя "Союз-2" с разгонным блоком "Бриз-М" и европейским метеоспутником "Metop" запланирован с космодрома Байконур на 7 октября 2006 года, передает РИА Новости.

"В четверг, 31 августа, на космодроме Байконур начался цикл работ с находящимися на хранении в монтажно-испытательном корпусе площадки №112 собранными в блок европейским космическим аппаратом "Metop" и разгонным блоком "Фрегат". Для проведения работ на космодром прибыли специалисты НПО имени Лавочкина и европейских фирм", - цитирует агентство сообщение Роскосмоса.

Разгонный блок "Фрегат" был отстыкован от космического аппарата "Metop" и перевезен в первый пролет монтажно-испытательного корпуса. Специалисты снимут с разгонного блока маты термовакуумной изоляции и проведут тестирование его оборудования.

"Это будет первый запуск ракеты "Союз-2" с Байконура. До конца года планируется провести еще один запуск ракеты "Союз-2" - с европейским спутником "КОРО" (KOROT)", - сообщает Роскосмос.

Ракета-носитель "Союз-2" разработана и изготовлена в самарском Государственном научно-производственном ракетно-космическом центре ЦСКБ-Прогресс.

Космические улики насильственной смерти

Космический телескоп Hubble сфотографировал улики смерти звезды. Обнаружены самые «молодые» остатки взрыва Сверхновой - самой эффектной смерти из всех вариантов окончания звездной эволюции.

Европейкое Космическое Агенство сообщило об очередном достижении телескопа Hubble. При помощи новой Усовершенствованной обзорной камеры (Advanced Camera for Surveys, ACS) телескопа, астрономы получил в свое распоряжение снимки самых молодых в Млечном Пути остатков Сверхновой.

На новых изображениях, составленных из 18 фрагментов, можно увидеть детальную картину разрозненных остатков от взрыва сверхновой звезды «Кассиопея А» (Cas A).

Свечение происходит вследствие нагрева при взрыве. Разные его цвета обусловлены излучением различных атомов. Светло-зелёный цвет излучают остатки богатые кислородом, красный и пурпурный - серой, синий свидетельствует о присутствии водорода и азота.

Взрыв Cas A произошёл примерно 340 лет назад

Астрономы несколько раз изучали остатки звезды. Две последних серии снимков ученые сделали с промежутком в 9 месяцев - для изучения динамики разлета.

Сопоставление этих изображений позволило установить, что остатки звезды движутся со скоростью 50 миллионов километров в час.

Сверхновыми звёздами в астрономии сейчас называют звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. 

Термином «сверхновые» изначально называли звёзды, которые вспыхивали гораздо (на порядки) сильнее так называемых «новых звёзд». На самом деле, ни те, ни другие физически новыми не являются, всегда вспыхивают уже существующие звёзды. Но в нескольких исторических случаях вспыхивали те звёзды, которые ранее были на небе практически или полностью не видны, что и создавало эффект появления новой звезды.

Взрыв сверхновой звезды — явление чрезвычайно редкое. По современным представлениям, в нашей Галактике должен происходить взрыв сверхновой примерно каждые 50 лет. Большая часть этих взрывов оказывается скрыта от нас непрозрачной пылевой подсистемой нашей Галактики. Поэтому большинство сверхновых наблюдаются в других галактиках. Более половины открытых сверхновых находятся в туманности Андромеды. Глубокие обзоры неба на автоматических камерах, соединённых с телескопами, позволяют сейчас астрономам открывать более 100 вспышек в год.

В случае вспышки Сверхновой ее светимость может сравниться со светимостью галактики. После взрыва на месте звезды остается нейтронная звезда или черная дыра.

Совсем недавно астрономам удалось наблюдать вспышку Сверхновой практически в режиме он-лайн. Сначала гамма-всплеск «поймал» спутник Swift. Это случилось 18 февраля 2006 года. Источником оказалась звездоформирующая галактика в 440 миллионах световых лет от нас, расположенная в созвездии Овна. Процесс вспышки сверхновой затем изучали четыре независимые международные группы астрономов, наблюдения которых могут даже подкорректировать теорию этих величественных явлений.

Американский зонд достиг марсианской орбиты

Запущенный к Марсу американский зонд Mars Reconnaissance Orbiter обосновался на круговой орбите вокруг планеты, что позволяет ученым приступить к изучению ее поверхности с ранее недостижимой детализацией, сообщили во вторник в NASA.

Как передает AP, в понедельник, спустя полгода после прибытия на околомарсианскую орбиту, зонд с помощью ракетных двигателей малой тяги окончательно подкорректировал свое положение. Теперь высота расположения Mars Reconnaissance Orbiter над поверхностью планеты будет колебаться между 250 и 315 километрами.

"Дойти до этого этапа - великое достижение", - заявил Дэн Джонстон (Dan Johnston), заместитель руководителя миссии в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory), возглавляющей космический проект.

В течение ближайших месяцев зонд развернет свою 10-метровую антенну и снимет крышку с объектива одной из камер. Начало сбора данных намечено на ноябрь. При этом разрешение снимков с Mars Reconnaissance Orbiter, по прогнозам ученых, в девять раз превысит качество полученных ранее изображений соседней планеты.

Беспилотный зонд благополучно достиг околомарсианской орбиты в марте текущего года после семимесячного полета, за который аппарат преодолел расстояние в 500 миллионов километров. Спустя несколько недель после входа в марсианскую орбиту Mars Reconnaissance Orbiter переслал на Землю пробные снимки южных плато и покрытой кратерами поверхности планеты.

Последние полгода у зонда ушло на проникновение в верхние атмосферные слои планеты и параллельное сокращение своей орбиты путем аэродинамического торможения.

Mars Reconnaissance Orbiter стал самым оснащенным космическим аппаратом, когда-либо посланным к Марсу. Целью миссии стоимостью в 720 миллионов долларов является получение детальной картины того, как Марс изменялся на протяжении тысячелетий: существовали ли на нем реки и океаны и каким был его климат. Кроме того, зонд поможет в поиске оптимальных мест посадки для будущих марсоходов.

Астрономы нашли далекую планету размером с Юпитер

В 500 световых годах от Земли обнаружена большая планета класса горячих юпитеров, вращающаяся вокруг звезды. Открытие сделано с помощью любительского телескопа и будет описано в ближайшем номере Astrophysical Journal. 

Планета, которую назвали TRES-2, - вторая обнаруженная в рамках проекта по поиску экзопланет TrES (Trans-Atlantic Exoplanet Survey), который использует силы астрономов-любителей в Аризоне, Калифорнии и на Канарских островах. Планеты опознают по изменению их блеска в ходе прохождения планеты по диску звезды. 

TRES-2 - газовый гигант, по массе и величине слегка обгоняющий Юпитер. Его солнце - горячее и крупнее нашего, оно в 8 раз больше самой планеты (компьютерная модель представлена на фото).

Вселенная забита двойниками Земли

Землеподобные планеты могут порождаться так называемыми горячими юпитерами. По крайней мере, так получается в теории. Правда, хотя модель получила практическое подтверждение, пока к ней нельзя относиться, как к догме. Тем более, что до действительного понимания планетообразующих процессов астрофизикам ещё далеко.

Более трети звездных систем, к которым принадлежат выявленные к настоящему времени за пределами Солнечной системы газовые гиганты, могут содержать в себе и планеты земного типа. Поверхность таких планет (их называют пригодными для жизни экзопланетами) должна быть, по-видимому, покрыта большими океанами воды, способными обеспечить зарождение и поддержание каких-либо форм жизни.

Согласно данным нового исследования, опубликованного в Science, землеподобные планеты – самое обыкновенное явление, только искать их надо в тех звездных системах, в которые входят так называемые горячие юпитеры.

Первые результаты своих изысканий ученые предъявили на встрече астробиологов NASA в Вашингтоне в апреле текущего года.

Горячие юпитеры двигаются совсем рядом со своей звездой, иногда даже ближе, чем Меркурий к Солнцу. По словам астрофизика Шона Раймонда из университета Колорадо в Боулдере, соавтора исследования, первоначальное образование горячих юпитеров предположительно происходило вдалеке от своей звезды, но затем они постепенно мигрировали в ее сторону.

На этом этапе формирования звездной системы протопланетное облако, имеющее форму диска, населяли небольшие астероиды, обломки скалистых пород и глыбы льда. Круша окружающий космос своей гравитацией, горячие юпитеры двигались к своим солнцам и попутно способствовали возникновению землеподобных планет, которые буквально слипались из этого космического мусора. Ледяные тела стали источниками океанов.

Ранее считалось, что при миграции горячие юпитеры неизбежно поглотят или рассеют все каменистые планетезимали по пути. Новые данные заставляют предположить, что «газовые гиганты стали главными игроками в планетарном бильярде», как образно говорит Раймонд. 

Раймонд и его коллеги Ави Манделл, сотрудник Центра космических полетов Годдарда в Гринбелте и Пенсильванского государственного университета, и Стейн Сигурдссон также из Центра Годдарда выполнили компьютерное моделирование перемещений газовых юпитеров в период формирования планет их звездных систем. Моделирование опровергло существующие представления о начальном периоде формирования звездных систем с горячими юпитерами.

Для начала исследователи взяли тысячу виртуальных объектов размером с Луну, «сделанных» из скал и льда, и в течение восьми месяцев имитировали их развитие в течение 200 млн лет.

Ученые пришли к заключению, что примерно в каждой третьей из известных планетарных систем могли образоваться планеты земного типа в пригодной для обитания зоне за горячим юпитером (вероятно, имеется в виду вблизи эффективной земной орбиты).

В пригодной для жизни зоне не слишком жарко, чтобы вода не испарилась с поверхности планеты, и не слишком холодно, чтобы она не замерзла, а осталась в жидком состоянии.

На рисунке Шоном Раймондом представлены в сравнении Солнечная система с Землей (сверху) и гипотетическая звездная система с горячим юпитером и землеподобной планетой, покрытой океанами, за ним (внизу). Кроме того, как показало моделирование, вблизи горячих юпитеров кроме планет земного типа формируются и скалистые образования – так называемые горячие земли.

Теоретическую выкладку подтверждает наблюдение астрономов университета Беркли во главе с Джеффри Мэрси (Marcy).

В 2005 году они обнаружили в соседней звездной системе «горячую землю», радиус которой вдвое больше нашей Земли и которая двигалась на расстоянии лишь 3,2 млн км от звезды-хозяйки.

Размер горячей земли может в пять раз превышать величину нашей планеты. Согласно компьютерной модели, формироваться они могут на удивление быстро, всего за каких-то 100 тыс. лет (для сравнения: планете земного типа требуется на это не менее 200 млн лет).

Поначалу на горячих землях в 100 раз больше воды, чем на Земле сегодня, и низкий уровень содержания железа, что имеет значение для развития и насыщения кислородом атмосферы. Однако, в отличие от землеподобных планет, они вряд ли послужили бы источником жизни: близость к своей звезде постепенно иссушает планету.

Около 40% из всех найденных на сегодня экзопланет (таковых около 200) представляют собой горячие юпитеры. Поэтому и землеподобных планет должно быть много.

Правда, доля юпитеров, видимо, вскоре будет уменьшаться по мере открытия все более и более мелких планет, заметил Раймонд.

Ряд экспертов призывает с осторожностью относиться к его теоретизированиям. «В конце концов, единственная планетарная система, которую мы фактически можем увидеть, – наша собственная», – напоминает Ник Вулф, астроном из университета Аризоны в Тусоне. Современное понимание процессов, участвующих в образовании звездных систем, все еще остается в зародышевом состоянии, подчеркнул он.

Властелин колец: новое видео

Космический аппарат Cassini снял на видеоработу спутника-пастуха Сатурна - Прометея. На кадрах чётко видно, как Прометей забирает вещество кольца F. Кроме него «с поличным» попался ещё один попутчик Сатурна - Дафния.

Космический зонд Cassini продолжает поставлять на Землю уникальную информацию. На этот раз к земным астрономам пришла видеозапись гравитационных возмущений, создаваемых спутником-пастухом Прометеем. Прометей ответственен за аномалии в распределении частиц кольца F.

Данная «луна» Сатурна не просто влияет на плотность размещения элементов кольца, формируя петлеобразные структуры, но и, как выражаются исследователи, «ворует» эти элементы.

На первых фотографиях, сделанных аппаратом Cassini 29 октября 2004 года, отчетливо просматривается шлейф, тянущийся от кольца F к Прометею. Правда, физика данного взаимодействия пока до конца не ясна. Тем не менее, эксперты NASA полагают, что основной вклад в перетягивание частиц вносят гравитационные силы. Теперь появился шанс пролить свет на «устройство» системы «Прометей-Кольцо F». 

Помимо этого зонд передал еще один интересный снимок - семикилометрового спутника Сатурна Дафнии, также «работающего» пастухом. На снимке хорошо видны «волны», создаваемые Дафнией в кольцах Сатурна. 

Помимо получения новых данных о спутниках-пастухах, 7 сентября зонд совершил очередной пролет мимо крупнейшего соратника Сатурна - Титана. Это сближение аппарата со спутником было восемнадцатым по счёту. Но, так как в первое сближение научной информации на Земле не получили, грядущий пролет NASA обозначило T-17 и считает его 17-м пролетом Cassini возле Титана.

Полное техническое описание 17-го сближения находится здесь. Кроме того, NASA уже обнародовало первые результаты пролета.

Окончательно подтверждено наличие озер из углекислоты на спутнике, уточнены данные по атмосфере и получены радарные изображения некоторых кратеров Титана.

«Газета.Ru» следит за изучением окрестностей планеты-гиганта.

В задачу нового пролета входит изучение атмосферы Титана. Аппарат попытается зафиксировать временные изменения в ней, установить профиль термосферы Титана, составить карту приповерхностных температур, изучить состав ионов, покидающих атмосферу спутника.