September 7th, 2020

Астрономия, космос, вселенная

Новая модель показывает, как выглядела бы темная материя, если бы была видимой

Новая модель показывает, как выглядела бы темная материя, если бы была видимой
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200907161340
Как можно увидеть что-то невидимое? Это проблема, с которой сталкиваются астрономы, пытающиеся изучать темную материю. Хотя на эту таинственную субстанцию приходится около 85 процентов от всего количества материи во Вселенной, она не взаимодействует со светом. Поэтому фиксировать присутствие темной материи можно только по ее гравитационному влиянию на свет и другие формы материи. Еще больше сложностей добавляет тот факт, что попытки напрямую обнаружить темную материю на Земле до сих пор ни разу не увенчались успехом.
Несмотря на эту «неуловимость» темной материи, нам кое-что удалось о ней узнать. Нам известно, что она не только темная, но еще и холодная. В результате при формировании сгустков темной материи зарождаются ядра галактических скоплений. Также темная материя формирует гало, окружающие галактики, на которые приходится большая часть массы галактики. Однако до сих пор у нас остается без ответа много вопросов о темной материи, поэтому астрономы постоянно разрабатывают новые модели темной материи, сравнивая затем их с результатами наблюдения и оценивая таким образом точность модели.
Одним из методов моделирования является компьютерное моделирование. Недавно команда астрономов из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, во главе с Дж. Вангом (J. Wang) запустила подробное моделирование космоса, в котором доминирует темная материя, и некоторые из результатов этого моделирования оказались весьма неожиданными. В качестве частицы темной материи команда приняла модель слабо взаимодействующей массивной частицы (ВИМПа) массой порядка 100 масс протона. Моделирование показало, что темная материя формирует гало вокруг галактик, как и при реальных наблюдениях Вселенной. Однако гало при этом формировались не только в галактическом масштабе, но и на всех других масштабах, начиная от небольших гало планетного масштаба и вплоть до массивных гало, окружающих скопления галактик. Эти гало имеют схожую структуру – плотное ядро и диффузную оболочку. Тот факт, что формирование гало наблюдается на всех масштабах, делает этот процесс отличительной особенностью темной материи, отмечают авторы.
Одна из гипотез о природе темной материи предполагает, что при столкновении частиц темной материи формируется гамма-излучение. Для проверки своей модели команда Ванга предлагает оценить соответствие сделанных на ее основе прогнозов об испускаемом гамма-излучении со спектром таинственного дополнительного гамма-излучения, которое было обнаружено недавно со стороны центра Галактики.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
Астрономия, космос, вселенная

Марс, Curiosity, 2864-2866 день: Найди отличия!

Марс, Curiosity, 2864-2866 день: Найди отличия!
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200830231148
Марс часто является очень динамичным местом из-за его атмосферы и того, как она взаимодействует с поверхностью. В настоящее время мы находимся в «ветреном сезоне» в кратере Гейла. Это означает, что мы наблюдаем повышенную активность на поверхности, связанную с ветром. Несколько дней назад мы сделали снимки одной и той же местности с помощью Mastcam. Мы смогли увидеть рябь, перемещающуюся из-за ветра, что говорит нам как о преобладающем направлении ветра, так и о его силе. Сегодняшний план включал в себя больше наблюдений, предназначенных для поиска изменений на поверхности и на палубе марсохода. Например, снимки сделанные MARDI прямо под марсоходом, чтобы мы могли отслеживать изменения, а также панорамные снимки палубы с помощью Navcam для поиска изменений количества пыли и песчинок на палубе марсохода.
В кратере Гейла почти лето, что выводит нас в период сильного нагрева поверхности, который длится с ранней весны до середины лета. Более сильный нагрев поверхности имеет тенденцию вызывать более сильную конвекцию и конвективные вихри, которые состоят из быстрых ветров. Если эти вихри достаточно сильны, они могут поднимать пыль с поверхности и становиться видимыми в виде «пылевых вихрей», которые мы можем заснять с помощью наших камер.
В сегодняшний план мы добавили как короткий, так и длинный фильм с Navcam о пылевом вихре, в котором делается множество снимков одного и того же региона в течение соответственно пяти или 30 минут. Они дают нам больше всего информации о пылевых вихрях, например о том, где они зарождаются, как развиваются, и сколько существует различий по размеру, содержанию пыли и продолжительности.
Глядя на то, как быстро они движутся и в каком направлении, мы также можем узнать многое о скорости и направлении ветра в этом месте. Мы также позаботились о том, чтобы проводить метеорологические измерения с помощью REMS на протяжении каждого дня, на случай, если мы сможем заснять вихрь, достаточно близко от нас, чтобы также измерить падение давления, влияние на температуру или даже на УФ-излучение, если он достаточно пылен, чтобы частично заблокировать Солнце.
Объединение изображений с другими наблюдениями может рассказать нам больше о размере и содержании пыли в пылевом вихре, а также о том, как далеко он от нас. Мы также добавили пятиминутный обзор камерой Navcam - она делает три снимка в восьми направлениях, охватывающих все 360° вокруг марсохода, что помогает нам собирать статистику о том, когда и где появляются пылевые вихри.
Мы также продолжили исследовать глинистый блок, где нашей основной задачей в настоящее время является бурение и изучение проб материала для эксперимента SAM по «влажной химии». Это включает в себя преобразование менее летучих органических веществ в формы, которые могут быть обнаружены с помощью масс-спектрометра газового хроматографа SAM. Оказалось, что у нас не было идеальной позиции для бурения на цели «Мэри Эннинг 2», поэтому мы включили в наш план небольшую поездку, чтобы поставить марсоход в удобное положение. Тем временем мы добавили три наблюдения ChemCam узловых слоев на целях «Howwood», «Maligar» и «North Fearns», а также получим новые изображение от Mastcam для документирования этих целей.
Наконец, наш план включал наши обычные наблюдений RAD, пассивные и активные наблюдения DAN и REMS, а также новые видео об облаках и измерения того, сколько пыли мы видим над нами и над кратером. Измерения пыли помогут нам отследить региональную активность пыли на Марсе, которая наблюдалась недавно с поверхности и с орбиты.