Новости космической науки и технологий

[MAXSIMUS]

Ученые заметили световое эхо умирающего галактического ядра
Астрономы впервые засекли эхо смерти сверхмассивной чёрной дыры. Наблюдения проводились в районе галактики Arp 187.
В сердцах галактик, подобных Млечному Пути, находятся сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы или даже миллиарды раз превышает массу Солнца.

Некоторые из этих сверхмассивных черных дыр являются активными галактическими ядрами (AGN). Они испускают большое количество излучения — рентгеновских лучи и радиоволны. AGN ответственны за двойные струи ионизированного газа, которые видны на снимках многих галактик.

Ученые не до конца понимают, как потухают AGN, однако новое исследование галактики Arp 187 приближает их к разгадке.

AGN обычно производит большое количество рентгеновских лучей. Однако данные телескопа NuSTAR показали, что за последние несколько тысяч лет галактическое ядро Arp 187 потемнело.

На этом составном изображении Arp 187 в радиодиапазоне. Изображение предоставлено: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Ichikawa et al.
Arp 187 простирается на 3000 световых лет. Это значит, след от уходящей материи виден в течении тысячелетий после «смерти» галактического ядра. Астрономы называют этот след «легким эхом» и сравнивают его с дымом от только что потушенного костра.

Исследователи назвали свое открытие «случайным». По словам ученых, Arp 187 может стать ступенькой к тому, чтобы узнать больше о том, что происходит в конце жизни AGN.

[MAXSIMUS]

Впервые детально описано слияние нейтронной звезды с черной дырой
Астрофизики лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO и детектора гравитационных волн Virgo впервые проследили за слияниями нейтронных звезд и черных дыр.

Речь идет о двух гравитационных событиях GW200105 и GW200115. Первое — это столкновение черной дыры массой около девяти солнечных масс и нейтронной звезды с 1,9 массы Солнца, оно произошло на расстоянии около 900 млн световых лет от Земли. Второе — слияние черной дыры с массой в шесть раз больше солнечной и нейтронной звезды с 1,5 массы Солнца — это произошло примерно в одном миллиарде световых лет от Земли.

Дальнейшие наблюдения за теми областями неба, где предположительно находились эти пары черных дыр и нейтронных звезд, указали, что слияния этих объектов не привели к появлению видимых вспышек света.

Поэтому астрономы сделали вывод о том, что участвовавшие в слиянии черные дыры были достаточно велики, чтобы поглотить нейтронные звезды целиком, а не разорвать их на части.

Гравитационные волны позволяли нам обнаруживать слияние пар черных дыр и пар нейтронных звезд, однако смешанное слияние черной дыры с нейтронной звездой было неуловимым событием. Этот фрагмент общей картины имеет решающее значение для множества астрофизических моделей образования компактных объектов и эволюции двойных систем.

Чейза Кимбалла, один из участников исследования
Теоретически небольшая доля этой материи может и не попасть за горизонт событий, результатом чего может быть вспышка света. Поскольку таких следов астрономы не заметили, можно сделать вывод, что это происходит относительно редко.

[Deputy Admin]

Что космические путешествия делают с нашими клетками?

Доцент Кейт Пул и ее команда намерены исследовать, как наши клетки чувствуют изменения силы тяжести, когда мы выходим из атмосферы Земли, благодаря двухлетнему исследовательскому гранту от Управления научных исследований ВВС США.

Космические путешествия могут быть жесткими для нашего тела. Во время и после космических полетов астронавты испытывают проблемы со здоровьем - от потери костной и мышечной массы до ослабления иммунитета и проблем со зрением. В то время как существуют некоторые исследования физиологических эффектов микрогравитации на организм, лежащие в основе клеточных механизмов этих изменений - и как клетки в теле на самом деле ощущают уменьшенные гравитационные силы - остаются неуловимыми.

«Это проект, который мы хотели запустить в течение нескольких лет. Благодаря этому финансированию мы можем начать решать вопрос о том, участвует ли определенный класс белковых сенсоров – называемых механически стробированными каналами - в восприятии изменений гравитации», - говорит профессор Пул, исследователь UNSW Medicine & Health"s Single Molecule Science и School of Medical Sciences.

Этот проект будет опираться на опыт, накопленный ее исследовательской группой в области того, как клетки воспринимают свое физическое окружение и как это влияет на их функцию.

Механически активированные каналы - это класс порообразующих мембранных белков, которые открываются и закрываются под действием физических сил молекулярного масштаба. Открытие каналов позволяет ионам проникать в клетку, чтобы инициировать электрический сигнал. Белки - включая TRPV4, PIEZO, TREK-1 - обнаруживают механические сигналы из окружающей среды и передают этот сигнал, чтобы вызвать изменения в форме и движении клеток, их ассоциации с другими клетками и другие формы поведения.
С помощью этого финансирования исследовательская группа будет изучать, участвуют ли те же самые клеточные поровые каналы, которые воспринимают физические силы - такие как вибрации, прикосновение или растяжение - в обнаружении гравитационного притяжения. Исследователи будут изучать влияние микрогравитации на форму и функцию клеток.

«Мы хотим посмотреть, изменяют ли клетки свою структуру или поведение в ответ на микрогравитацию, и зависят ли эти изменения от механически активированных ионных каналов», - говорит профессор Пул.

Чтобы смоделировать условия микрогравитации, команда будет поддерживать клеточные культуры внутри машины случайного позиционирования, устройства, разработанного и построенного биоинженером доктором Джошуа Чоу. В основе этого проекта лежит сотрудничество с доктором Чоу из Технологического университета Сиднея.

Пул говорит, что важно понять влияние космических путешествий на организм, если мы хотим расширить исследования космоса или начать коммерческие космические полеты.

«Если бы вы подумали о том, чтобы отправить людей на Марс, а затем вернуть их обратно без какого-либо вмешательства, то вполне вероятно, что, когда они вернутся на Землю, у них будут спонтанные переломы костей, потому что путешествие приведет к значительным потерям клеток костей. Структурно кость больше не сможет выдерживать силу земного тяготения», - говорит Пул.

Для того чтобы астронавты могли проводить более длительные периоды времени в космосе, могут существовать возможности для смягчения негативных последствий для здоровья длительного воздействия микрогравитации с помощью терапевтических средств. Для этого нам нужно сначала определить задействованные механизмы.

«В настоящее время мы просто не знаем, какие молекулы в клетке чувствуют эти изменения. Поэтому, если мы хотим попытаться разработать какое-либо средство или лекарство, направленное на молекулы сенсоров, мы должны знать, что это такое».

[MAXSIMUS]

Звездный взрыв в 1054 году н.э. был третьей разновидностью сверхновой

Астрономы нашли убедительные доказательства того, что есть третий тип появления сверхновых, питаемые давно подозреваемым взрывным механизмом, который может объяснить яркую сверхновую, наблюдавшуюся людьми 1000 лет назад и породившую прекрасную Крабовидную туманность.

Доказательство - взрывающаяся звезда, наблюдаемая в 2018 году, первая, которая соответствует всем шести критериям гипотетического типа сверхновой, называемой сверхновой с электронным захватом.

Крупные звезды - красные сверхгиганты размером примерно в 10 наших Солнц - коллапсируют в центре, когда в их ядрах заканчивается топливо, в результате чего внешние слои взрываются и после них остается нейтронная звезда или черная дыра. Звезды, менее массивные -примерно восемь наших Солнц, и у которых есть звезда-компаньон, вероятно, сначала сжимаются до белого карлика, который затем притягивает на себя материю от соседней звезды, пока не испытывает термоядерный взрыв, который разносит его вдребезги.

Звезды между 8 и 10 солнечными массами теоретически должны взрываться по-другому. Их огромное внутреннее давление заставило бы электроны сливаться с атомными ядрами, вызывая внезапное падение давления электронов, которое ускоряет коллапс и последующий взрыв окружающих слоев. То, что останется позади, будет нейтронной звездой, немного более массивной, чем наше Солнце.

Сверхновая 2018 года, получившая название SN 2018zd, и ее звезда-прародительница, соответствуют профилю сверхновой с электронным захватом и типу массивной звезды, которая подверглась бы такому взрыву. Яркая сверхновая, наблюдавшаяся по всему миру в 1054 году н. э., которая была видна днем в течение 23 дней, имела характеристики, напоминающие SN 2018zd - в частности, очень длительное свечение, которое делало ее видимой ночью в течение почти двух лет, предполагая, что она тоже была сверхновой с захватом электронов.

«Это самый известный случай для этой интересной категории сверхновых, которая находится между диапазоном масс для взрывающегося белого карлика и железным ядром массивной звезды, которая коллапсирует, а затем отскакивает и взрывается, так называемой сверхновой с коллапсом ядра», - сказал Алекс Филиппенко, профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли. Это исследование значительно расширяет наше понимание последних стадий звездной эволюции».

Филиппенко и группа астрономов во главе с Дайчи Хирамацу, аспирантом Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и обсерватории Лас-Камбрес (LCO), всемирной сети роботизированных оптических телескопов, сообщили об этих результатах сегодня в журнале Nature Astronomy. Они являются членами Глобального проекта сверхновых, всемирной команды ученых, которая использует десятки телескопов на Земле и в космосе для наблюдения сверхновых.

«Термин "Розеттский камень" слишком часто используется в качестве аналогии, когда мы находим новый астрофизический объект, но в данном случае, я думаю, он подходит. Эта сверхновая буквально помогает нам расшифровать тысячелетние записи из культур по всему миру», - сказал Эндрю Хауэлл, штатный ученый в LCO, профессор физики в университете Санта-Барбары. «В процессе он учит нас фундаментальной физике - как создаются некоторые нейтронные звезды, как живут и умирают экстремальные звезды, и как создаются и рассеиваются по Вселенной элементы, из которых мы сделаны».

Открытие астронома-любителя

Вскоре после того, как сверхновая была замечена астрономом-любителем Коити Итагаки в Японии, член команды Шайлер Ван Дайк, бывший аспирант Филиппенко и старший научный сотрудник Калифорнийского технологического института, смог получить изображение сверхновой с помощью Космического телескопа Хаббл. Он сравнил снимки с более ранними снимками космического телескопа Хаббл этой области неба и положительно идентифицировал звезду-прародительницу в галактике NGC 2146, примерно в 31 миллионе световых лет от Земли.

«Это здорово, когда у нас есть снимки Хаббла как до взрыва, так и после, потому что мы можем уверенно определить, какая звезда взорвалась из точного местоположения сверхновой», - сказал Ван Дайк.

«Это был один из ключевых компонентов, который никогда не был идентифицирован ранее для других кандидатов на захват электронов сверхновых - у нас никогда не было жизнеспособной идентифицированной звезды - прародителя, звезды, которая взрывается», - сказал Филиппенко.

Идентификация звезды-прародителя позволила команде сравнить характеристики звезды и сверхновой с характеристиками, предсказанными членом команды Кеничи Номото из Института физики и математики Вселенной Кавли при Токийском университете. Впервые он выдвинул гипотезу о сверхновой такого типа в 1980 году.

Согласно моделям Номото и других астрономов, такие звезды должны иметь большую массу - от 8 до 10 солнечных масс - но терять большую ее часть перед взрывом, и эта масса должна быть необычного химического состава, богатой гелием, углеродом и азотом, но с низким содержанием кислорода. Взрыв сверхновой с захватом электронов должен быть слабым, примерно в 10 раз менее энергичным, чем коллапс ядра сверхновой; иметь мало радиоактивных осадков, в первую очередь радиоактивного никеля; и иметь много богатых нейтронами элементов, таких как кислород, неон и магний, в ядре.

Вот что они обнаружили. Звезда-прародитель была массивной суперсимптотической гигантской звездой ветви (SAGB) - то есть старым, раздутым красным гигантом, самой большой звездой возможного диаметра. Наблюдения показали, что она потеряла значительную часть своей массы до взрыва, и газ, окружавший звезду до взрыва, соответствовал ожидаемому химическому составу. Взрыв был относительно слабым для сверхновой типа II, произвел мало радиоактивного никеля и показал сильные эмиссионные линии богатого нейтронами элемента, стабильного никеля.

Яркость и тусклость этой сверхновой с течением времени напоминали яркость нескольких других необычных сверхновых, которые были отнесены к типу II-Р, потому что их светоотдача сначала постоянна, а затем падает до очень низкого уровня примерно через 100 дней после взрыва. Эта слабость вызвана дефицитом радиоактивного никеля.

Новые открытия пролили свет на некоторые загадки сверхновой 1054 года н. э., которая взорвалась в галактике Млечный Путь и была широко упомянута в китайских и японских записях. Полученный остаток - Крабовидная туманность - был изучен очень подробно, и сверхновая была лучшим кандидатом на сверхновую с электронным захватом. Новый результат повышает уверенность в том, что SN 1054 была сверхновой с электронным захватом, утверждает команда.

Эта гипотеза также объясняет, почему эта сверхновая была относительно яркой по сравнению с ожиданиями, основанными на ранних моделях сверхновых с электронным захватом: ее светимость, вероятно, была искусственно увеличена выбросом сверхновой, столкнувшимся с материалом, отброшенным звездой-прародителем, как это было видно в SN 2018zd.

«Люди предполагали, что сверхновая Крабовидной туманности была сверхновой с электронным захватом, но я думаю, что SN 2018zd делает эту ассоциацию сильнее», - сказал Филиппенко. «Теперь мы пришли к пониманию того, что сверхновая с электронным захватом может стать более заметной в течение более длительного времени, чем можно было бы ожидать, основываясь только на первоначальной теории 40 лет назад».

Филиппенко и его команда надеются найти больше примеров этой третьей разновидности сверхновых, которые должны быть относительно близки, чтобы астрономы могли идентифицировать звезду-прародительницу каждой из них, которая обычно слаба, и зафиксировать долгосрочное свечение от выброса.

[Administrator]

Японцы объяснили дефицит лития во Вселенной
03.07.2021
Дефицит лития достиг вселенских масштабов! А если серьёзно, между наблюдаемым во Вселенной количеством лития и теоретически предсказанным его количеством разница достигает трёхкратного значения. Учёные из Японии уверены, что решили космологическую проблему лития. Они сократили разницу между теоретически предсказанным его количеством и наблюдаемым всего до 10 %, что смело можно отнести на счёт погрешности измерения.

Космологическая проблема лития была как палка в колесе теории Большого взрыва. На начальной стадии процесса во Вселенной начали появляться атомы лёгких элементов, в число которых входит литий. Чтобы доказать теорию, например, вполне достаточно подсчитать остаточное количество лёгких элементов в спектре звёзд. И если с водородом и гелием всё в порядке — их примерно столько, сколько должно сегодня быть, то лития во Вселенной наблюдается в три раза меньше, чем следует из теории.

Учёные Сейя Хаякава (Seiya Hayakawa) и Хидетоши Ямагучи (Хидетоши Ямагучи) из Центра ядерных исследований в Университете Токио предложили и поставили эксперимент, способный объяснить цепочку ядерных преобразований, которые повлекли за собой снижение объёмов лития после Большого взрыва. Сначала его было в избытке, но целый комплекс процессов в ходе нуклеосинтеза Большого взрыва привёл к тому, что доминирующей и малораспространённой формой лития стал стабильный изотоп лития-7 (7Li) которого 92,5 % в наблюдаемой Вселенной.

Как считают японские физики, литий-7 образовался в процессах создания и распада нестабильного изотопа бериллия-7, который тоже относится к лёгким элементам и который также массово формировался в первые моменты Большого взрыва. Поэтому либо ожидаемые объёмы лития были переоценены, либо процессы синтеза лития с участием бериллия были не учтены в полной мере, либо требуется учесть оба этих фактора.

Для доказательства своей версии учёные на экспериментальной установке ударяли изотопом бериллия-7 по мишени с дейтерием — атому водорода с одним лишним нейтроном. В процессе распада возникал изотоп лития-7 и протон. Дейтерий в этой схеме играл роль Троянского коня, а протон был «солдатом» который требовалось удержать в стабильном состоянии, чтобы он успел поучаствовать в реакции превращения нестабильного бериллия-7 в стабильный литий-7.

Если процессы во Вселенной после Большого взрыва проходили так, как объяснили японские учёные, то количество наблюдаемого лития всего на 10 % превосходит теоретически предсказанное. Возможно, это открытие поможет стереть ещё одно бело пятно на карте науки и «железно» докажет теорию Большого Взрыва.

[Administrator]

Фото дня: участники одной из самых массивных структур во Вселенной
05.07.2021
В рубрике «Изображение недели» на сайте космического телескопа «Хаббл​» (NASA/ESA Hubble Space Telescope) опубликован великолепный снимок двух далёких галактик.

В левой части изображения показана галактика 2MASX J03193743+4137580. Она относится к линзовидному типу — промежуточный тип галактик между эллиптическими и спиральными в классификации Хаббла.

В правой части снимка можно видеть спиральную галактику UGC 2665. На фотографии прекрасно просматривается характерная для таких объектов структура.

Обе галактики располагаются на расстоянии приблизительно 350 млн световых лет от нас. Они входят в скопление Персея — это одна из самых массивных структур во Вселенной. Она содержит тысячи разнообразных галактик в огромном облаке газа с температурой в миллионы градусов.

Изображение получено при помощи прибора Wide Field Camera 3 (WFC3) на борту обсерватории «Хаббл». Эта камера позволяет захватывать изображения в видимом, ближнем инфракрасном, ближнем и среднем ультрафиолетовом участках электромагнитного спектра.

[MAXSIMUS]

Миссия Juno вокруг Юпитера - 5 лет спустя

Юнона (Juno), флагманская миссия НАСА к Юпитеру, отмечает сегодня пять лет у самой большой планеты Солнечной системы, пробыв в космосе почти 10 лет с момента своего запуска. Юнона быстро стала одной из самых важных с научной точки зрения миссий НАСА, с ее Ультрафиолетовым спектрографом и передовыми инструментами, используемыми для выявления многих уникальных научных явлений на Юпитере и во всей Солнечной системе.

Недавно две группы ученых опубликовали исследования, раскрывающие тайну зодиакального света Солнечной системы и происхождение утренних полярных сияний Юпитера с помощью приборов Юноны.

Миссия Юноны изменилась

В то время как научная деятельность Юнона дала огромное представление о Юпитере и его семействе лун, ее путешествие по системе Юпитера не совсем оправдало надежды НАСА. Корабль был запущен 5 августа 2011 года на ракете United Launch Alliance Atlas V 551 с того, что тогда было военно-воздушной станцией на мысе Канаверал, штат Флорида.

Миссия совершила единственного гравитационного маневра у Земли 9 октября 2013 года, когда аппарат приблизился до 559 км от уровня моря Земли.

После этого единственный двигатель Юноны включился для маневра торможения на 2102 секунды, снизив скорость корабля на 542 м/с, чтобы достичь высокоэллиптической полярной орбиты вокруг планеты. Эта начальная орбита вывела аппарат на расстояние 4200 км в перигее (точка ближайшего сближения на орбите Юпитера) и на расстояние 8,1 миллиона км в апогее.

Во втором перигее в октябре 2016 года, почти через 107 дней после прибытия, Юнона должна была снова запустить свой двигатель, чтобы уменьшить свою орбиту с периодом всего в 14 дней - своей запланированной научной орбиты. Однако буквально за несколько дней до запланированных маневра ученые получили с корабля данные, свидетельствующие о том, что гелиевые клапаны в двигательной установке не открываются, как предполагалось.

НАСА решило не рисковать, поскольку поиск неисправностей продолжался. 17 февраля 2017 года НАСА объявило о решении оставить Юнону на своей 53,5 - дневной орбите и выполнить миссию оттуда, посчитав дальнейшее использование двигателя слишком рискованным для миссии.

В июне 2018 года миссия была продлена до июля 2021 года. Несмотря на воздействие интенсивных радиационных полей Юпитера, Юнона держится на удивление хорошо, что свидетельствует об инженерах, которые проектировали корабль, и людях, которые его построили. В январе 2021 года НАСА вновь продлило миссию, основанную на этих результатах, до сентября 2025 года.

Второе продление включало в себя планы полета корабля мимо Ганимеда, Европы и Ио - первый из которых произошел 7 июня 2021 года, когда Юнона прошла в пределах 1038 км от Ганимеда.

Облет Европы на расстоянии 320 км запланирован на конец 2022 года, а в 2024 году последуют два облета Ио на расстоянии 1500 км. Эти встречи предназначены для того, чтобы дать планировщикам предстоящих миссий Europa Clipper и JUICE от НАСА и ЕКА лучшие данные перед запусками и прибытием этих аппаратов.

В сентябре 2025 года, или когда начнутся системные сбои (в зависимости от того, что произойдет раньше), Юнона целенаправленно сойдет с орбиты в атмосферу Юпитера. Подобно Галилею на Юпитере и Кассини на Сатурне до нее, огненный конец Юноны защитит потенциальную жизнь планеты от загрязнения Земли, которое зонд мог бы оставить после себя, если бы его оставили бесконтрольно летать в системе Юпитера, где гравитация могла бы в конечном итоге привести к тому, что аппарата столкнется с одной из лун.

Полярные сияния Юпитера

Хотя ни для кого не секрет, что Юпитер и другие планеты в нашей солнечной системе имеют полярные сияния, утренние бури Юпитера похожи на земные сияния - и чрезвычайно мощные.

Утренние авроральные бури наблюдались как наземными, так и орбитальными лабораториями; однако из-за наблюдений, проводимых вдали от Юпитера, земные телескопы никогда не могли видеть ночную сторону Юпитера при наблюдении полярного сияния.

«Наблюдение за полярным сиянием Юпитера с Земли не позволяет заглянуть дальше лимба, на темную сторону полюсов Юпитера», - сказал доктор Бертран Бонфонд из Льежского университета в Бельгии. «Исследования другими космическими аппаратами - Вояджером, Галилеем, Кассини - происходили с относительно больших расстояний и не проходили над полюсами, поэтому они не могли видеть полной картины».

Однако полярная орбита Юноны идеальна. Вот почему данные Юноны действительно меняют правила игры, позволяя нам лучше понять, что происходит на темной стороне, где рождаются рассветные бури.

Утренние полярные сияния состоят из кратковременного, интенсивного и расширяющегося сияния северного и южного полюсов Юпитера в области линии терминатора Юпитера - области, где день разделяется на ночь.

Исследования Бонфонда и др. показывают, что авроральные штормы рождаются на темной стороне планеты и становятся более светящимися, когда они вращаются на Юпитере в дневное время. Эти бури, будучи полностью освещенными, излучают сотни тысяч гигаватт ультрафиолетового излучения и сбрасывают в верхние и нижние слои атмосферы Юпитера в десять раз больше энергии, чем обычные полярные сияния.

При более внимательном рассмотрении данных Бонфонд и др. заметили специфическую черту этих бурь. «Когда мы посмотрели на всю последовательность утренних штормов, мы не могли не заметить, что они очень похожи на тип земных полярных сияний, называемых суббурями», - сказал Чжунхуа Яо, член команды в Университете Льежа.

Суббури наблюдаются на Земле и вызваны возмущениями в магнитосфере, которые высвобождают энергию в ионосферу. Любопытно, однако, что Земля и Юпитер имеют чрезвычайно разные магнитосферы, что вызывает вопросы о том, как и почему суббури происходят на гиганте нашей Солнечной системы.

На Земле эти процессы находятся под влиянием солнечной активности и взаимодействия магнитосферы с солнечным ветром. На Юпитере в магнитосфере преобладают заряженные частицы, вылетающие из Ио, частицы, которые ионизированы и захвачены внутри магнитосферы из-за интенсивного магнитного поля Юпитера.

«Сила, которой обладает Юпитер, поразительна. Энергия этих утренних сияний - еще один пример того, насколько мощна эта гигантская планета на самом деле», - сказал Скотт Болтон, главный исследователь Юноны из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио.

Зодиакальные огни

В дополнение к науке о Юпитере и его спутниках, Юнона также занималась наукой о нашей Солнечной системе в целом.

После своего запуска в 2011 году Юнона прошла пятилетнюю летную фазу до прибытия на Юпитер. За это время космический аппарат зафиксировал частицы пыли, врезавшиеся в его приборы и корпус. Пыль, обнаруженная с помощью Усовершенствованного звездного компаса Юноны (ASC), небольшого прибора на магнитометре Юноны, который делает снимки неба, окружающего корабль, каждую четверть секунды, чтобы определить ориентацию и вращение космического корабля. Ученые надеялись, что одна из камер засечет неоткрытый объект в космосе и запрограммирует аппарата на то, чтобы сообщать о любых объектах, появляющихся на нескольких последовательных изображениях, которые он не сможет идентифицировать.

Поэтому, когда камера начала отсылать изображения неопознанных объектов вокруг Юноны, Йоргенсен и другие попытались выяснить, что это такое. «Мы смотрели на изображения и говорили: Что это может быть?» - сказал Йоргенсен.

Подсчитав размер и скорость материала на снимках, команда обнаружила, что эти частицы представляют собой субмиллиметровые кусочки солнечных панелей Юноны, отколотые пылинками, движущимися со скоростью 16 000 км/ч.

«Каждый кусок мусора, который мы отслеживали, регистрирует воздействие межпланетной пылевой частицы, что позволяет нам составить распределение пыли вдоль пути Юноны», - сказал Джек Коннерни, руководитель исследования магнитометра и заместитель главного исследователя Юноны.

Изучая эти данные, Йоргенсен и Коннерни заметили, что большая часть столкновений произошла между Землей и поясом астероидов. Это было важное открытие, потому что ученые еще не смогли точно измерить распределение этих пылевых частиц, поскольку прошлые миссии по сбору и анализу пыли были ограничены их доступными областями сбора пыли.

Однако солнечные панели Юноны имели в 1000 раз большую площадь поверхности для сбора пыли, чем предыдущие детекторы.

Но какое это имеет отношение к зодиакальному свету, иногда слабым полосам света, простирающимся от горизонта непосредственно перед рассветом или сразу после заката, вызванным отражением крошечных частиц пыли в облаках частиц, вращающихся вокруг Солнца по всей нашей Солнечной системе?

«Пыль, которую обнаружила Юнона, это пыль, которую мы видим как зодиакальный свет», - сказал Йоргенсен.

Внешний край пылевого облака заканчивается примерно в 2 а. е. от Солнца, немного дальше орбиты Марса. И Юпитер имеет много общего с этим, поскольку гравитация массивной планеты действует как своего рода щит против частиц, предотвращая их выход в глубокий космос. Но в то время как Юпитер ограничивает полет пыли, которую мы спорадически видим как зодиакальный свет, есть другая планета, с которой исходит пыль - Марс.

Используя данные Juno, Йоргенсен и др. разработали модель для представления дисперсии пыли и отражения света во всей Солнечной системе. Модель зависела от двух величин: наклона пыли к эклиптике и ее орбитального эксцентриситета. Когда Йоргенсен и др. используя орбитальные параметры Марса (единственный объект примерно в 2 а.е., который мог бы объяснить присутствие пыли), модель правильно предсказала, где будут зодиакальные огни.

«Это, на мой взгляд, подтверждение того, что мы точно знаем, как эти частицы вращаются по орбите в нашей Солнечной системе и откуда они летят», - сказал Коннерни.

В частности, команда предположила, что именно знаменитые/печально известные пылевые бури Марса в конечном счете ответственны за межпланетное пылевое облако, хотя точно, как эта пыль вылетела с Марса, потребует дальнейшего изучения.

[MAXSIMUS]

Наблюдения, моделирование и искусственный интеллект помогают понять Вселенную

Японские астрономы разработали новый метод, основанный на искусственном интеллекте, который позволяет устранить «шум», встречающийся в астрономических данных по причине того, что галактики имеют разные формы. После обширного «натренировывания» и проверки на крупных искусственных наборах данных, созданных при помощи моделирования на суперкомпьютере, ученые затем применили этот новый инструмент к реальным данным, собранным при помощи телескопа «Субару», и нашли, что распределение массы, полученное с использованием нового метода, хорошо согласуется с распространенными современными моделями Вселенной. Таким образом, в работе представлен новый мощный инструмент для анализа «больших данных» и планируемых новых обзоров неба.

Обзоры неба, поле наблюдения которых охватывает большие площади на небе, могут быть использованы для изучения крупномасштабной Вселенной с применением метода гравитационного линзирования. В случае гравитационного линзирования гравитация объекта, лежащего на переднем плане, например, такого как скопление галактик, может искажать объект, лежащий на заднем плане, такой как более далекая галактика. Крупномасштабная структура Вселенной, состоящая в основном из «темной материи», также может искажать формы далеких галактик, однако ожидаемое влияние линзирования является очень тонким. Для создания карты распределения темной материи, лежащей на переднем плане, требуется усреднение по большому числу галактик в границах зоны.

Но этот метод, основанный на анализе большого числа снимков галактик, сталкивается с проблемой – некоторые галактики имеют весьма необычную истинную форму. В результате становится трудно отличить галактику с истинно искаженной формой от галактики, форма которой искажена в результате линзирования. Эта погрешность называется «шумом, связанным с формой» (shape noise), и она является одним из лимитирующих факторов для исследований крупномасштабной структуры Вселенной.

С целью компенсации шума, связанного с формой галактик, команда японских астрономов использовала ATERUI II, самый мощный в мире астрономический суперкомпьютер, для генерации 25 000 искусственных каталогов галактик на основе реальных данных, собранных при помощи космического телескопа «Субару». Затем к этим «идеальным» данным был добавлен реалистичный «шум», и перед искусственным интеллектом (ИИ) была поставлена задача статистически восстановить из полученного искусственного набора данные, относящиеся к темной материи.

После «тренировки» ИИ смог восстановить прежде недоступные тонкие подробности в наблюдательных данных, и это открывает новые перспективы более глубокого понимания космической темной материи. Затем, используя этот алгоритм ИИ на реальных данных, команда нашла, что распределение массы, лежащей на переднем плане, согласуется со стандартной космологической моделью.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; главный автор Масато Ширасаки (Masato Shirasaki).

[MAXSIMUS]

Цвет Плутона: исследователи опровергают старое заблуждение
Новое исследование показывает, что старые изображения Плутона могли привести к неточности. В частности, это касается красных пятен на его поверхности.

Еще в 2006 году ученые лишили Плутон статуса планеты. Но это не значит, что мы уже знаем об этом небесном теле все. На самом деле, есть один вопрос, который годами занимал астрономов: что это красные пятна, которые можно увидеть на изображениях Плутона? И на это уже вроде бы и был дан ответ. Но новое исследование ставит этот ответ под сомнение.

Изображения Плутона существуют уже много лет. Но вот как насчет его красных пятен? © Getty Images / dottedhippo

Плутон: изображения ведут к шаткой теории

Во время пролета возле Плутона зонда New Horizons в 2015 году исследователи обнаружили на карликовой планете темную красноватую экваториальную область. Они окрестили область, которую они смогли увидеть на снимках Плутона, Ктулху. В то время предполагалось, что это может быть материал, который когда-то образовался в результате осаждения фотохимических аэрозолей. «Фотохимический» означает, что химическая реакция вызвана светом. Согласно теории, эти аэрозоли должны были быть созданы определенными процессами в высокой атмосфере Плутона.

Но, похоже, это не совсем правильное решение загадки. В рамках нового исследования ученые дополнительно изучили гипотезу, сравнив спектры New Horizons с лабораторными измерениями отражения аналогов аэрозолей Плутона (толины Плутона). Они были собраны как в видимом, так и в ближнем инфракрасном диапазоне.

Толины представляют собой красновато-коричневую смесь сложных молекул на основе углерода, азота и водорода. Обычно они образуются под воздействием ультрафиолетового (УФ) излучения и солнечных ветров в атмосфере газовых планет, лун и комет.

Лабораторные тесты вызывают новые вопросы

«Из реконструированных спектров отражения и прямого сравнения с данными New Horizons показано, что некоторые из этих толинов достаточно хорошо воспроизводят фотометрическую плоскость (то есть континуум отражения) в ближнем инфракрасном диапазоне», — пишут исследователи. Тем не менее остается несоответствие в отношении видимого красного повышения. Полосы поглощения толинов, присутствующие в смоделированных спектрах, в свою очередь, отсутствовали в тех, которые были получены инструментами New Horizons.

Проще говоря, это означает, что синтезированный толин поглощал немного больше света, чем макула Ктулху. Это не обязательно означает, что толины не ответственны за наблюдаемое красное пятно. Но это предполагает, что здесь может быть что-то еще.

Требуются дальнейшие исследования

«Рассматривается несколько гипотез, объясняющих отсутствие этих характеристик поглощения в данных LEISA, а именно эффекты высокой пористости или облучения ГКЛ», — говорится в сообщении. «Образованию высокопористых структур, которое в настоящее время является нашим предпочтительным сценарием, может способствовать либо сублимация льда, изначально смешанного с аэрозолями, либо мягкое осаждение под действием слабой гравитации Плутона.

Кстати, карликовая планета Плутон не всегда была покрыта льдом. Есть версия, что когда-то в нем даже была жидкая вода. Исследователи даже предполагают подземный ледяной океан: внутри на Плутоне. Однако его изображений, даже смоделированных, пока нет.

[MAXSIMUS]

Обнаружены летящие в космосе невидимые планеты размером с Землю

Астрономы обнаружили новые доказательства существования планет-бродяг, которые свободно летят в космическом пространстве, а не вращаются вокруг родительских звезд. Они нашли четыре новых кандидата, чья масса сравнима с массой скалистых планет, аналогичных Земле. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Исследователи проанализировали данные, полученные в 2016 году во время двухмесячной миссии K2 космического телескопа НАСА Kepler, который проводил наблюдения за звездами в области размером 3,7 градуса в балдже (центральный яркий эллипсоидный компонент) Галактики. Они обнаружили 27 кратковременных сигналов микролинзирования, когда некий невидимый объект искажает свет фоновых звезд и галактик, одновременно усиливая их яркость. Длительность событий варьировалась от часа до 10 дней, при этом четыре самых коротких сигнала соответствуют объектам размером с Землю.

Короткие сигналы не сопровождались более длительными, что могло бы указывать на присутствие родительской звезды. Таким образом, события могут относиться к свободно летящим планетам. Такие объекты, возможно, первоначально сформировались в протопланетном облаке до того, как были выброшены гравитационным притяжением других, более тяжелых планет.

Примерно одна из миллиона звезд в Млечном Пути подвергаются микролинзированию в любой момент времени, однако лишь несколько процентов этих событий вызваны планетами. Хотя сам телескоп Kepler не являлся хорошим инструментом для наблюдения микролинзирования в плотном поле объектов в центре Галактики, исследователи использовали новое программное обеспечение для обработки фотометрических данных, который позволил обнаружить как известные событий микролинзирования, так и новые.