Новости космической науки и технологий

[Deputy Admin]

Открыта внесолнечная «планета пи» земного типа

20200921215221.jpg

Изящно соединив астрономию с математикой, в новом исследовании ученые из Массачусетского технологического института, США, вместе с их зарубежными коллегами открыли «планету пи» - планету размером с Землю, обращающуюся вокруг родительской звезды с периодом 3,14 суток по орбите, невольно вызывающей ассоциации со знаменитой универсальной математической константой.

Исследователи во главе с Праджвалом Нираулой (Prajwal Niraula), студентом магистратуры департамента наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института, обнаружили сигналы, указывающие на эту планету, в данных, собранных в 2017 г. при помощи космического телескопа НАСА Kepler («Кеплер»), выполнявшего в то время расширенную миссию К2. Проведя подробные дополнительные наблюдения этой системы ранее в текущем году при помощи сети наземных телескопов SPECULOOS, команда подтвердила, что сигналы указывают на планету, движущуюся по орбите вокруг своей звезды с периодом около 3,14 суток.

Эта новая планета получила название K2-315b. Ее радиус составляет около 0,95 радиуса Земли. Она находится на орбите вокруг холодного карлика небольшой массы, размер которого составляет около одной пятой от размера Солнца. Планета движется вокруг звезды по орбите с периодом 3,14 суток, развивая при этом головокружительную скорость в 81 километр в секунду, отметили члены команды Нираулы.

Хотя масса планеты еще не определена, ученые подозревают, что K2-315b является землеподобной планетой. Однако «планета пи» вряд ли является обитаемой, поскольку ее близость к звезде вызывает нагрев поверхности примерно до 450 Кельвинов (177 градусов Цельсия) – температура, при которой вполне можно испечь пирог, пояснили авторы.

[MAXSIMUS]

Новый тип темных бозонов: ученые получили первые экспериментальные доказательства
Ученые заявляют о возможности появления первых экспериментальных доказательств нового типа темных бозонов. Исследователи провели два важных эксперимента. Их цель заключалась в поисках частиц, которые удерживают целые галактики. Но результаты оказались противоречивыми. В первом случае никаких доказательств существования этих таинственных частиц получено не было. А во втором случае ученые пришли к выводу о необходимости продолжать поиски.Все дело в том, что бозоны – это потенциальные кандидаты на роль частиц темной материи, которые на самом деле не обладают большой силой. В отличие от фотонов, которые связывают молекулы и глюоны, удерживая атомные ядра, обмен темными бозонами не может повлиять на их непосредственное окружение.Если бы их существование было доказано как в теории, так и на практике, то их общая энергия могла бы быть ответственной за формирование темной энергии, той самой недостающей массы, которая обеспечивает необходимую гравитацию для удержания Вселенной и галактик в их формациях. Ученые говорят, что присутствие бозонов обнаружить также сложно, как расслышать шепот во время шторма.

Однако новые исследования, проведенные учеными из Массачусетского технологического института и Орхусского университета в Дании, смогли выявить небольшие расхождения в расположении электрона в изотопе в процессе скачков между различными уровнями энергии.Если фиксируются колебания, то это может свидетельствовать о верных признаках толчков темных бозонов. В теории темные бозоны могли образоваться в процессе взаимодействия вращающегося по орбите электрона и кварков, - они составляют нейтроны в ядре атома. Во время экспериментов ученые использовали изотопы иттербия. Вторая группа ученые предпочла экспериментировать с кальцием.Эксперименты отражены в форме графиков с изменениями движения изотопов. График с кальцием оказался предсказуемым, а вот что касается иттербия – он удивил ученых, поскольку выявилось значимое отклонение в линейности. Исследователи говорят, что пока не видят повода для праздника, поскольку могут влиять различные погрешности, квадратичный сдвиг поля и другие факторы.

Но им предстоит найти объяснения того, что в эксперименте с кальцием никаких странностей обнаружено не было, а в случае с другим изотопом ученых ждал сюрприз. Добавление новых частиц, которые имеют силу, в стандартную модель физики пока не привносят ничего нового, но факт их обнаружения уже имеет огромное значение для науки.

[olegbatkov]

Астрофизики доказывают, что частицы пыли в космосе смешиваются со льдом
5:38 23/09/2020



Вещество между звездами в галактике, называемое межзвездной средой, состоит не только из газа, но и из большого количества пыли. В какой-то момент времени звезды и планеты возникли в такой среде, потому что частицы пыли могут собираться вместе и сливаться в небесные тела. На этих частицах также происходят важные химические процессы, из которых возникают сложные органические молекулы.
Однако для того, чтобы эти процессы были возможны, должна присутствовать вода. В особо холодных космических средах вода встречается в виде льда. Однако до сих пор связь между льдом и пылью в этих областях космоса оставалась неясной. Исследовательская группа из Йенского университета имени Фридриха Шиллера и Института астрономии имени Макса Планка доказала, что частицы пыли и лед смешиваются.

“До сих пор мы не знали, отделяется ли лед от пыли или смешивается с отдельными частицами пыли”, – объясняет доктор Алексей Потапов из Йенского университета. – Мы сравнили спектры силикатов лабораторного производства, водяного льда и их смесей с астрономическими спектрами протозвездных оболочек и протопланетных дисков”.

Астрофизики могут получить ценную информацию из этих данных. “Мы должны понимать различные физические условия в различных астрономических средах, чтобы улучшить моделирование физико-химических процессов в космосе”, – говорит Потапов. Этот результат позволил бы исследователям лучше оценить количество материала и сделать более точные заявления о температурах в различных областях межзвездных и околозвездных сред.

С помощью экспериментов и сравнений ученые из Йенского университета также наблюдали, что происходит с водой, когда температура повышается и лед покидает твердое тело, с которым он связан, и переходит в газовую фазу примерно при -93 градуса Цельсия.

“Некоторые молекулы воды так сильно связаны с силикатом, что остаются на поверхности или внутри частиц пыли”, – говорит Потапов. “Мы подозреваем, что такая “захваченная вода” также существует на частицах пыли в космосе или в них. По крайней мере, об этом свидетельствует сравнение спектров, полученных в лабораторных экспериментах, и спектров в так называемой диффузной межзвездной среде. Мы нашли четкие указания на то, что там существуют подобные молекулы воды”.

Существование такой воды наводит на мысль о том, что сложные молекулы могут присутствовать и на частицах пыли в диффузной межзвездной среде. Если в таких частицах присутствует вода, то до сложных органических молекул, не так уж далеко. Это связано с тем, что частицы пыли обычно состоят из углерода, который в сочетании с водой и под воздействием ультрафиолетового излучения, находящегося в окружающей среде, способствует образованию метанола. Органические соединения уже наблюдались в этих областях межзвездной среды, но до сих пор неизвестно, где они возникли.

Наличие воды в твердом состоянии также может ответить на вопросы о другом элементе – о кислороде: хотя мы знаем количество кислорода в межзвездной среде, у нас ранее не было никакой информации о том, где именно находится около трети его. Новые результаты исследований позволяют предположить, что вода в силикатах является скрытым резервуаром кислорода.

Кроме того, “захваченная вода” может помочь в понимании того, как накапливается пыль, поскольку она может способствовать слипанию более мелких частиц с образованием более крупных частиц. Этот эффект может даже сработать при формировании планет. “Если нам удастся доказать, что “захваченная вода” существовала или могла существовать в “строительных блоках” Земли, возможно, даже появятся новые ответы на вопрос о том, как вода попала на Землю”, – рассказывает Алексей Потапов. Но пока это только предположения, которые йенские исследователи хотят продолжить в будущем.

[MAXSIMUS]

Горные породы с поверхности астероида Рюгу рассказывают о его «бурном прошлом»

[img]https://i.postimg.cc/MGx2LcDZ/20200922200432.jpg[/img]
Астероид Рюгу на первый взгляд может показаться монолитом, но на самом деле он, скорее, представляет собой космическую «кучу мусора», состоящую из относительно слабо связанных между собой твердых фрагментов, разделенных пустотами. Учитывая относительную хрупкость такой конструкции, исследователи считают, что Рюгу и подобные ему астероиды не способны существовать на протяжении продолжительного времени в условиях множественных столкновений с другими астероидами. Считается, что Рюгу в том виде, в каком мы его видим сейчас, сформировался примерно 10-20 миллионов лет назад – возраст весьма внушительный по человеческим меркам, однако на фоне астрономических возрастов других, более крупных тел Солнечной системы, он представляется «мгновением ока».

«Рюгу слишком мал, чтобы «продержаться» на протяжении всех 4,6 миллиарда лет истории Солнечной системы, - сказал профессор департамента наук о Земле и планетах Токийского университета, Япония, Сейджи Сугита (Seiji Sugita). – Объекты того же размера, что и астероид Рюгу, в среднем оказываются разорванными на части через несколько сотен миллионов лет под воздействием столкновений с другими астероидами. Мы думаем, что Рюгу провел большую часть своей «жизни» в составе более крупного и прочного родительского тела. Этот вывод мы сделали, изучив данные, собранные при помощи зонда «Хаябуса-2», которые показали, что этот космический камень является очень легким и пористым. Такие тела обычно формируются в результате повторной «сборки» осколков столкновения».

В новой работе команда под руководством исследователя-постдока Эри Татсуми (Eri Tatsumi) из Токийского университета для разгадки происхождения астероида Рюгу изучила спектральные свойства расположенных на его поверхности горных пород, которые наблюдал аппарат «Хаябуса-2». Ученые нашли породы двух типов, углеродистые (C-тип; темный цвет на фото) и силикатные (S-тип; белый цвет на фото), и, исходя из соотношения между их количествами, сделали предположение о том, что Рюгу сформировался в результате столкновения между небольшим астероидом S-типа и более крупным родительским астероидом C-типа.

Проверку своей гипотезы команда Татсуми сможет провести в ближайшем будущем, когда аппарат «Хаябуса-2» возвратит образцы грунта с поверхности космического камня. В настоящее время аппарат движется к Земле с ценным грузом образцов, и их доставка на поверхность планеты ожидается уже 6 декабря.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

[olegbatkov]

Астрономы увидели мерцающую тень черной дыры
18:05 23/09/2020



© M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration Изображения тени черной дыры M87*, полученные с помощью геометрического моделирования и телескопов EHT в 2009-2017 годах
Ученые подняли архивные данные астрономических наблюдений и выяснили, что тень черной дыры М87* меняется со временем — она мерцает и переливается. Результаты исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal.

В 2017 году Телескоп горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) получил первый в истории астрономических наблюдений снимок черной дыры. На нем запечатлена сверхмассивная черная дыра М87* в центре эллиптической галактики Messier 87 (М87) в созвездии Девы.

Общая теория относительности предсказывает, что сверхплотные объекты типа черных дыр искажают пространство-время и нагревают окружающий материал до такой степени, что он начинает светиться. “Подсвеченное” искривленное пространство-время, согласно теории, дает асимметричную тень.

Изображение 2017 года полностью подтвердило теорию. На нем хорошо видна серповидная тень М87* с неравномерным распределением яркости.

Ученые из коллаборации EHT решили поднять архивные данные Телескопа горизонта событий за 2009-2013 годы и посмотреть, как вела себя область тени раньше.

EHT состоит из множества радиотелескопов по всему мир, выполняющих синхронизированные наблюдения с использованием метода интерферометрии с очень длинной базой (VLBI). Вместе они образуют виртуальную радиотарелку размером с Землю, что обеспечивает исключительно высокое разрешение изображений.

Проект стартовал в 2009 году, однако до 2012 года массив EHT включал всего три радиотелескопа, в 2013 году их стало четыре, а в 2017-м — пять. После этого качество изображений сильно выросло, а ученые получили первый снимок черной дыры. Об этом событии было объявлено в апреле 2019 года.

Так как данные 2009-2013 годов гораздо менее детальные, чем наблюдения 2017 года, для их сопоставления ученые использовали статистическое моделирование, основанное на геометрических предположениях.

Анализ архивных данных показал, что тень уже присутствовала в более ранних наблюдениях. Ее местоположение и размер с 2009 года не изменились, но за это время несколько раз менялось азимутальное распределение яркости. Оказалось, что темный сектор тени постоянно перемещается, и кольцо как бы “переливается”.

“Анализ данных показывает, что ориентация и тонкая структура кольца меняются со временем. Это дает первое представление о динамической структуре аккреционного потока, окружающего горизонт событий, — приводятся в пресс-релизе немецкого Института радиоастрономии Макса Планка слова одного из авторов исследования Томаса Кричбаума (Thomas Krichbaum). — Изучение этой области будет иметь решающее значение для лучшего понимания того, как черные дыры срастаются с веществом и запускают релятивистские джеты”.

Авторы объясняют мерцание тем, что газ, падающий на черную дыру, нагревается до миллиардов градусов, ионизируется и становится турбулентным в присутствии магнитных полей. Поскольку поток вещества турбулентный, яркость кольца со временем становится мерцающей.

Ученые отмечают, что такая гипотеза ставит под сомнение некоторые теоретические модели аккреции, и для ее подтверждения нужны дальнейшие наблюдения.

“Мониторинг временной структуры M87 с помощью EHT — это задача, которая будет держать нас в напряжении в течение нескольких следующих лет. Мы работаем над анализом данных 2018 года и готовим новые наблюдения в 2021 году”, — заключает Антон Зенсус, директор Института радиоастрономии Макса Планка и председатель-основатель Совета по сотрудничеству EHT.

Авторы надеются, что расширение возможностей EHT за счет добавления новых телескопов позволят получить в будущем более детальное изображение тени черной дыры M87* и самой внутренней струи радиогалактики M87.

[MAXSIMUS]

Венера могла быть первой обитаемой планетой
Как известно, Венера является крайне негостеприимным местом в Солнечной системе с экстремальными условиями у поверхности — средней температурой 462°C и атмосферным давлением, в 90 раз превышающим земное. Однако несколько миллиардов лет назад картина, возможно, была совершенно иной. По крайней мере, так утверждает команда планетологов Годдардовского института космических исследований NASA (Goddard Institute for Space Studies, Columbia University, New York).

[img]https://i.postimg.cc/Gp0rDhT1/bolee-treh-milliardov-let-venera-byla-pohozha-na-zemlju-i-dazhe-mogla-byt-obitaemoj-1024x576-1.jpg[/img]
Планетологи уже давно предполагали, что Венера образовалась из тех же ингредиентов, что и Земля, но прошла несколько иной эволюционный путь. Наблюдения, проведенные космическим аппаратом Pioneer Venus в 1980-х годах, позволили выдвинуть гипотезу о том, что на «Утренней звезде» также могли существовать океаны.

Конечно же, следует учитывать то немаловажное обстоятельство, что Венера расположена гораздо ближе к Солнцу (по сравнению с нашей планетой) и, следовательно, получает от него намного больше энергии. В результате уже на ранних этапах своей эволюции она понесла огромные потери — ее океан попросту испарился, а молекулы водяного пара под воздействием мощного солнечного ультрафиолетового излучения были «разбиты» на составляющие их кислород и водород, после чего последний беспрепятственно улетучился в космос.

[olegbatkov]

Прямо сейчас над Землей действует малая геомагнитная буря G1
17:37 24/09/2020



Прямо сейчас над Землей действует малая геомагнитная буря G1 (Kp=5), связанная с прибытием высокоскоростного солнечного ветра из крупной северной полярной корональной дыры. Полярное сияние возможно на широтах вплоть до 55° с. ш.

Сейчас сияет над США, Канадой и Чукоткой. С наступлением темноты, если буря продержится, полярное сияние может быть видно и в остальных регионах России.

[MAXSIMUS]

Массивные сгустки газа объясняют постепенное изменение яркости дисковых галактик

[img]https://i.postimg.cc/MGxSwQDF/20200926090710.jpg[/img]
Компьютерное моделирование показывает, что массивные сгустки газа внутри дисковых галактик вызывают смещение звезд с их исходных орбит и в конечном счете обусловливают постепенное, экспоненциальное снижение яркости диска в направлении от центра галактики к периферии.

Эта группа ученых 10 лет назад начала свои исследования по данной тематике, обратив внимание в первую очередь на влияние массивных газовых сгустков в молодых галактиках на орбиты звезд и формирование дисков, характеризующихся ярким центром и темными периферийными областями с постепенным спадом яркости между ними.

В новом исследовании данный научный коллектив, возглавляемый в этот раз Цзянем Ву (Jian Wu), сообщает о том, что предложенные группой идеи о формировании дисков с экспоненциально изменяющейся яркостью применимы не только к молодым галактикам. Этот процесс является универсальным для всех типов галактик, считают Ву и его команда. Диски с экспоненциально изменяющейся яркостью можно часто встретить в спиральных галактиках, карликовых эллиптических галактиках и некоторых галактиках неправильной формы, отмечают исследователи.

Согласно моделям группы Ву, имитирующим рассеяние звезд в галактиках в результате воздействия гравитационных импульсов со стороны массивных газовых сгустков, такое гравитационное воздействие приводит к изменению орбит звезд, и суммарный процесс вызывает значительное изменение общего распределения звезд в галактике. Результирующий экспоненциальный профиль изменения яркости диска вдоль его радиуса отражает, таким образом, это новое распределение звезд, отмечают авторы.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

[MAXSIMUS]

Теория сотворения мира: гипотезе математика Лапласа, которой два века, нашла подтверждения
Почти 225 лет назад французский физик-математик Пьер-Симон Лаплас предположил теорию сотворения мира. Спустя столетия современные ученые находят подтверждения и доказательства предположений Лапласа. Он считал, что формирование Солнечной системы началось из изначального космического газового облака, для чего требовалось создание колец из конденсированной материи внутри облака.Используя особенный набор математических уравнений, сегодня процессор математических наук Вустерского политехнического института Майер Хуми заявляет, что математическое предположение Лапласа получило доказательства в виде представления процесса, который формирует звездные системы во всей Вселенной.

Хуми говорит, что современной науке известно о тысячах звездных систем, схожих с Солнечной. Но как они образовывались – неизвестно. Эксперимент с созданием колец вокруг протозвезды, как первый шаг в создании новой звездной системы, подтвердил гипотезу, которой больше двух веков. Физик Хуми изучает эту тему почти 20 лет. Он считает, что гипотеза создания мира одна из самых сложных и ее разгадка очаровывает ученых долгие годы.

Сегодня эта тема стала особенно актуальной в связи с открытием новых экзопланет, которые могут быть обитаемыми мирами. Есть две предполагаемые теории дальнейших событий развития Солнечной системы с течением времени.Одна из них заключается в том, что все планеты поглотит Солнце. Вторая –в том, что планеты начнут удаляться от Солнца. Можно ли считать Солнечную систему стабильной? Это фундаментальный вопрос, требующий исследований. Сегодня для Земли гораздо важнее знать ее будущее. Как долго планета сможет просуществовать при имеющихся проблемах изменения климата и окружающей среды.




Последствия могут быть самыми катастрофическими. Одно из них – полное высыхание океанов. Без воды жизнь на планете станет невозможной. Используя модель современного мира Хуми начал поиск доказательств теории Лапласа.

Она зависит от эволюции первичного газового облака и при определенных условиях теория, которой больше 200 лет, верна. В последние годы интерес к этой гипотезе возрос, и Хуми связывает этот факт с открытием кольцевых структур вокруг звезды HL Tau в созвездии Тельца.

[olegbatkov]

В ближайшие дни ожидается умеренная геомагнитная буря
14:04 27/09/2020



Национальное управление океанических и атмосферных исследований США прогнозирует, что 29 сентября Земля окажется под воздействием высокоскоростного солнечного ветра, истекающего из очередного «отростка» (выступа) северной полярной корональной дыры. Можно ожидать умеренную геомагнитную бурю G2 (Kp=6). Полярное сияние возможно на широтах вплоть до 50° с. ш. (это условная граница; вблизи нее, полярное сияние может быть видно сразу над северным горизонтом при условии идеально темного неба).

Также, в течение 27 и 28 сентября все еще возможны периоды малой геомагнитной бури G1 (Kp=5), связанной с прибытием высокоскоростного солнечного ветра из предыдущего «отростка» северной полярной корональной дыры.