Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

Астрономия, космос, вселенная

Слияние бозонных звезд объясняет гравитационные волны и темную материю

Слияние бозонных звезд объясняет гравитационные волны и темную материю
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210227112805
Международная команда исследователей показывает в новой работе, что самое мощное столкновение между черными дырами, когда-либо зарегистрированное наукой, гравитационно-волновое событие GW190521, может на самом деле иметь альтернативное и еще более таинственное объяснение – представлять собой столкновение между двумя бозонными звездами. Это стало бы первым подтверждением существования данных гипотетических объектов, позволяющих дать новое объяснение темной материи, на которую приходится 27 процентов массы всей Вселенной.
Гравитационные волны представляют собой «рябь» пространства-времени, распространяющуюся со скоростью света. Они рождаются в ходе самых мощных столкновений во Вселенной и несут информацию о породившем их источнике. Начиная с 2015 г., коллаборации LIGO (США) и Virgo (Италия) обнаруживают и интерпретируют гравитационные волны. До настоящего времени эти детекторы уже зарегистрировали примерно 50 гравитационно-волновых сигналов. Все принятые сигналы сформировались в результате столкновений и слияний между черными дырами и нейтронными звездами, что позволило физикам глубже понять эти таинственные объекты.
Однако перспективность гравитационно-волновых наблюдений не ограничивается только описанными выше событиями. Согласно авторам нового исследования, гравитационные волны позволят нам обнаружить новые ненаблюдаемые и даже неожиданные объекты и пролить свет на природу темной материи.
В сентябре 2020 г. коллаборация LIGO and Virgo объявила миру об обнаружении гравитационно-волнового события GW190521. Согласно анализу, проведенному учеными коллаборации, этот сигнал согласуется со столкновением между двумя черными дырами массами в 85 и 66 масс Солнца, в результате которого образуется результирующая черная дыра массой в 142 массы нашего светила. Однако у этого объяснения есть один большой недостаток – согласно современным моделям формирования черных дыр звездных масс, формирование из одиночной звезды черной дыры массой 85 масс Солнца, являющейся одной из
Астрономия, космос, вселенная

Открыто крупнейшее скопление галактик ранней Вселенной, известное науке

Открыто крупнейшее скопление галактик ранней Вселенной, известное науке
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210227093510
В новом исследовании астрономы из Канарского астрофизического института, Испания, обнаружили при помощи инструмента OSIRIS Большого Канарского телескопа самое плотно населенное скопление галактик ранней Вселенной, до сих пор находящееся в процессе формирования. Исследователи прогнозируют, что эта структура, находящаяся на расстоянии в 12,5 миллиарда световых лет от нас, в будущем эволюционирует в скопление галактик, аналогичное скоплению галактик Девы, которое, в свою очередь, расположено по соседству с Местной группой галактик, включающей наш Млечный путь.
Скопления галактик представляют собой группы галактик, которые остаются связанными друг с другом в результате действия гравитации. Чтобы понять эволюцию этих «галактических мегаполисов» ученые ищут структуры данного типа, до сих пор находящиеся на этапе формирования, так называемые протоскопления, в ранней Вселенной.
В 2012 г. международная команда астрономов произвела точное измерение расстояния до галактики под названием HDF850.1, которая имеет самую высокую скорость звездообразования среди всех галактик наблюдаемой Вселенной К своему удивлению, ученые также обнаружили, что эта галактика входит в состав группы, насчитывающей около десятка протогалактик, сформировавшихся в течение первого миллиарда лет истории космоса. До этого открытия науке была известна лишь одна подобная группа первичных галактик.
Теперь, благодаря инструменту OSIRIS, исследователи показали, что эта группа галактик расположена в одной из самых густонаселенных галактиками областей примитивной Вселенной, и впервые провели подробное изучение физических условий в этой системе.
«К нашему удивлению, мы открыли, что все члены этого скопления галактик, изученные до настоящего времени – примерно два десятка – представляют собой галактики с нормальной скоростью звездообразования, в то время как центральная галактика скопления демонстрирует поистине феноменальную скорость производства новых звезд», - объяснила Роза Кавли (Rosa Calvi), заним
Астрономия, космос, вселенная

Обнаружены «артерии», питающие холодным газом ранние, массивные галактики

Обнаружены «артерии», питающие холодным газом ранние, массивные галактики
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210226213230
Для формирования галактики необходима устойчивая подача холодных газов, которые способны претерпевать гравитационный коллапс. Чем больше галактика, тем больше холодного газа ей требуется для формирования и роста.
Массивным галактикам, обнаруживаемым в ранней Вселенной, требовались большие количества холодного газа – массой свыше 100 миллиардов масс Солнца.
Но откуда эти ранние гигантские галактики могли получать столько холодного газа, если в их непосредственных окрестностях располагался лишь более горячий газ?
В новой работе астрономы во главе с Хайем Фу (Hai Fu), адъюнкт-профессором кафедры физики Университета Айовы, США, представляют результаты наблюдений, доказывающие существование потоков холодного газа, которые проходят сквозь горячую атмосферу в гало из темной материи ранней массивной галактики, поставляя в эту галактику материал, необходимый для формирования звезд.
Примерно два десятилетия назад физики предположили, что в ранней Вселенной питать галактики холодным газом могли космические филаменты, однако до настоящего времени эта гипотеза не была подкреплена наблюдательными данными.
В своей новой работе команда Фу воспользовалась удачной конфигурацией – присутствием двух квазаров, находящихся позади изучаемой массивной галактики ранней Вселенной. Свет, идущий со стороны этих квазаров, пересек филамент холодного газа, питающий массивную галактику (см. фото), что открыло возможность определить химический состав вещества филамента спектральными способами.
Проведенный анализ спектров света квазаров, поглощаемого и переизлучаемого филаментом холодного газа в изучаемой галактике, показал, что в газе потока содержится мало тяжелых химических элементов, таких как алюминий, углерод, железо и магний. Поскольку эти элементы формируются внутри звезд, то их низкие концентрации могут указывать на то, что газ втекает в галактику из межгалактического пространства, обедненного звездами и соответственно формируемыми в этих звездах тяжелыми элементами, а не
Астрономия, космос, вселенная

Сверхмассивные черные дыры могут формироваться из темной материи

Сверхмассивные черные дыры могут формироваться из темной материи
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210225175824
В новом теоретическом исследовании предложен не описанный ранее в научной литературе механизм формирования сверхмассивных черных дыр (СМЧД) из темной материи. Международная команда астрономов нашла, что СМЧД в плотных центральных областях галактик могут формироваться не только из обычной, барионной материи, но и из темной материи.
Подробный механизм первичного формирования СМЧД является одной из крупнейших проблем современной теории эволюции галактик. СМЧД в ранней Вселенной наблюдаются уже через 800 миллионов лет после Большого взрыва, однако ученые до сих пор не могут объяснить, почему рост черных дыр в ту эпоху происходил так быстро.
Стандартные модели формирования включают нормальную, барионную материю – атомы и элементы, которые входят в состав вещества звезд, планет и всех других видимых объектов – коллапсирующую под действием гравитации с образованием черных дыр, растущих с течением времени. Однако в этой новой работе изучена возможность существования стабильных галактических ядер, состоящих из темной материи и окруженных рассеянным гало из темной материи. Авторы показывают, что в центрах таких структур концентрация темной материи может стать настолько высокой, что они коллапсируют в СМЧД.
Согласно данной модели, этот процесс мог происходить во Вселенной раньше, чем это предполагается другими механизмами формирования, и в результате его протекания СМЧД в ранней Вселенной могли формироваться раньше, чем их родительские галактики – гипотеза, противоречащая современному пониманию эволюции СМЧД.
Руководитель исследовательской группы Карлос Р. Аргуэльес (Carlos R. Argüelles) из Университета Насьональ де Ла-Плата, Аргентина, сказал: «Этот новый сценарий дает естественное объяснение формирования СМЧД в ранней Вселенной, не требуя предварительного формирования зародышей черных дыр, образующихся в результате аккреции материи с невероятными скоростями».
Еще одним интригующим следствием из этой новой модели является то, что критическая масса, при кот
Астрономия, космос, вселенная

Млечный путь полон планет с океанами и континентами на поверхности

Млечный путь полон планет с океанами и континентами на поверхности
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210223145428
Астрономы давно всматриваются в безбрежные просторы космоса в поисках признаков существования внеземных цивилизаций. Однако для того, чтобы на планете могла существовать жизнь, необходимо наличие на ее поверхности жидкой воды. Расчет вероятности этого сценария раньше казался почти невозможным, поскольку предполагалось, что планеты земного типа получают воду случайным образом, в результате попадания на поверхность планеты крупного ледяного астероида.
В новом исследовании, однако, ученые из института GLOBE Копенгагенского университета, Дания, опубликовали прорывные результаты, показывающие, что вода могла присутствовать в составе вещества планет еще на этапе их формирования. Согласно расчетам команды, этот сценарий мог иметь место в случае Земли, Венеры и Марса.
«Все полученные нами данные показывают, что вода входила в состав «строительных кирпичиков», из которых формировалась Земля, с самого начала. И поскольку молекулы воды широко распространены в нашей Галактике, то есть вероятность того, что подобный сценарий применим ко всем планетам систем Млечного пути. Решающим фактором наличия жидкой воды на поверхности планеты становится расстояние, на котором находится планета от родительской звезды», - сказал главный автор работы профессор Андерс Йохансен (Anders Johansen) из Центра формирования звезд и планет Копенгагенского университета.
Используя компьютерные модели, Андерс и его группа рассчитали, насколько быстро формируются планеты и из каких «строительных кирпичиков». Результаты показывают, что формирование того объекта, который впоследствии стал Землей, происходило 4,5 миллиарда лет назад в результате аккреции миллиметровых частиц пыли, состоящих из водяного льда и углерода.
«Вплоть до того момента, когда масса Земли достигла одного процента от ее современной массы, наша планета росла, поглощая большое число небольших гранул, состоящих изо льда и углерода. Затем Земля росла все быстрее и быстрее, до тех пор, пока, по прошествии примерно 5 миллионов лет
Астрономия, космос, вселенная

Миссия «Юнона» запечатлевает столкновение метеора с Юпитером

Миссия «Юнона» запечатлевает столкновение метеора с Юпитером
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210222143318
Своевременные наблюдения играют большую роль в астрономии. Если астроном направит используемый им научный инструмент в нужное время на нужную область космического пространства, то у него есть шанс случайно наткнуться на что-то неожиданное. Именно так произошло в случае недавнего обнаружения астрономом Рохини Джилс (Rohini Giles) из Юго-Западного исследовательского института, США, и ее коллегами аномалии на снимках, которая при дальнейшем анализе оказалась вспышкой метеора в атмосфере Юпитера.
Эта научная группа работает с данными, собираемыми при помощи бортового ультрафиолетового спектрометра UVS юпитерианской миссии НАСА Juno («Юнона»). Основное назначение этого инструмента, работающего в диапазоне от 68 до 210 нанометров, состоит в изучении атмосферы Юпитера и наблюдениях событий ее свечения.
Недавно, просматривая серию снимков, сделанных при помощи этого инструмента, один из коллег доктора Джилс обратил внимание на гигантскую вспышку в атмосфере Юпитера, расположенную далеко за границами той зоны, в которой обычно наблюдается свечение атмосферы планеты, близкое по происхождению к полярным сияниям Земли.
Чтобы определить причину вспышки, команде пришлось проработать несколько гипотез. Гипотезу «полярных сияний» Юпитера Джилс и ее группа исключили, как уже было указано, по причине того, что вспышка наблюдалась далеко за границами той зоны, в которой обычно наблюдаются эти события. Вторая гипотеза, состоящая в том, что наблюдаемая вспышка представляла собой молнию в верхних слоях атмосферы Юпитера – подобную стратосферным «эльфам» и «спрайтам» на Земле – также была отвергнута, поскольку масштаб наблюдаемого события оказался несравнимо больше. Последняя проверка исключила версию о том, что наблюдаемая вспышка была артефактом научного инструмента – в этом случае характер распределения фотонов на снимке был бы более рассеянным, в то время как в реальности наблюдалось довольно скученное их расположение в зоне вспышки.
В результате исключения всех этих возмо
Астрономия, космос, вселенная

Холодные пылевые ядра в центральной молекулярной зоне Млечного пути

Холодные пылевые ядра в центральной молекулярной зоне Млечного пути
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210221111958
Центральная молекулярная зона (ЦМЗ) Млечного пути составляет в диаметре примерно 1600 световых лет (для сравнения, Солнце находится на расстоянии 26 600 световых лет от центра Галактики) и включает обширный комплекс молекулярных облаков, содержащий молекулярный газ в количестве примерно 60 миллионов масс Солнца. Газ в этих облаках находится при более жестких физических условиях, чем где-либо еще в Галактике, и имеет повышенную плотность и температуру, более высокое давление, пронизывается мощными магнитными полями, космическими лучами, ультрафиолетовым и рентгеновским излучением, а также демонстрирует развитую турбулентность. Поэтому ЦМЗ представляет собой уникальную «лабораторию» для изучения звездообразования. Однако ученые до сих пор не могут понять, почему скорость формирования новых звезд в ЦМЗ Млечного пути на самом деле оказывается намного ниже ожидаемой, составляя всего лишь около одной десятой массы Солнца в год.
Области, в которых рождаются звезды, являются самыми плотными зонами гигантских молекулярных облаков и носят название «сгустков». Характерные размеры сгустков составляют от 1 до 10 световых лет. Эти сгустки, в свою очередь, фрагментируются на гравитационно связанные между собой «ядра», характерные размеры которых примерно в 10 раз меньше; из этих ядер затем могут формироваться индивидуальные звездные системы.
В новом исследовании астрономы под руководством Г. Перри Хэтчфилда (H. Perry Hatchfield) из Университета Коннектикута, США, представили результаты обширного обзора областей газа высокой плотности, находящихся в ЦМЗ Млечного пути.
Данный обзор стал результатом 550-часовой наблюдательной кампании под названием Submillimeter Array и позволил составить каталог компактных ядер в этой области. В ходе исследования было однозначно идентифицировано 285 отдельных ядер; еще 531 ядро было идентифицировано учеными с меньшей надежностью. Сделав ряд предположений о массах, температурах и других свойствах этих ядер, исследователи смогли оценить скоро
Астрономия, космос, вселенная

Самые крохотные галактики Вселенной дают новые сведения о природе темной материи

Самые крохотные галактики Вселенной дают новые сведения о природе темной материи
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210217124023
В нашей Вселенной доминирует таинственная субстанция, известная как темная материя. Это название связано с тем фактом, что темная материя не поглощает, не отражает и не испускает электромагнитное излучение, что усложняет ее обнаружение.
В новой работе команда исследователей изучила плотность темной материи, наполняющей самые крохотные галактики Вселенной, используя для анализа кинематические характеристики звезд.
«Мы нашли, что плотность темной материи довольно мала, и это говорит о том, что темная материя не склонна к саморассеянию», - сказал профессор Кохэй Хаяши (Kohei Hayashi), главный автор нового исследования.
Согласно одной из современных гипотез, называемой гипотезой SIDM (self-interacting dark matter), темная материя взаимодействует сама с собой. Это означает, что плотность темной материи в центрах галактик является сниженной из-за саморассеяния.
Однако к снижению плотности распределения темной материи в галактиках также способны приводить взрывы сверхновых. Отличить, какой из этих двух факторов – сверхновые или природа темной материи – обусловливает снижение плотности распределения темной материи, порой бывает весьма затруднительно.
Для прояснения этого вопроса Хаяши и его команда сосредоточились на сверхтусклых карликовых галактиках. В галактиках этого класса число звезд намного ниже, чем в обычных галактиках, поэтому влиянием взрывов сверхновых можно пренебречь.
Сделанные командой находки показывают, что плотность темной материи растет в направлении центра галактики, что противоречит базовым выводам гипотезы SIDM. Снимки карликовой галактики Segue 1 показывают высокую плотность темной материи в центре галактики и ограниченную степень рассеяния.
«Наше исследование показывает, насколько полезными могут быть кинематические характеристики звезд, входящих в состав сверхтусклых карликовых галактик, для тестирования существующих теорий темной материи, - отмечает Хаяши. – Дальнейшие наблюдения таких галактик при помощи спектроскопических обз
Астрономия, космос, вселенная

НИИМАш планирует разработать орбитальную одноступенчатую ракету-носитель

НИИМАш планирует разработать орбитальную одноступенчатую ракету-носитель
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210216122036
Руководство НИИ машиностроения (НИИМаш, входит в Госкорпорацию Роскосмос) и Южно-Уральский государственный университет обсудили вопросы расширения сотрудничества по созданию нового космического комплекса, направленного на защиту Земли от падающих космических тел. Это сотрудничество ученых Государственного ракетного центра имени академика В.П. Макеева вместе с инженерами ЮУрГУ и НИИМаш.
В настоящее время в ЮУрГУ прорабатываются вопросы возможности создания многоразовой одноступенчатой ​​космической ракеты-носителя, проект которой был предложен Государственным ракетным центром имени академика В.П. Макеева. Ракета-носитель доставит на низкую околоземную орбиту до семи тонн полезного груза. Срок службы ракеты составит всего 24 часа.
Такого прорыва можно достичь только с помощью принципиально новых технических решений. Один из них направлен на обеспечение значительного повышения эффективности двигательной установки. Над этим решением будут работать специалисты НИИМаш. В настоящее время разрабатывается проект по подготовке и проведению соответствующего эксперимента.
Проект космического комплекса реализует Уральский межрегиональный научно-образовательный центр мирового уровня «Передовые промышленные технологии и материалы». Он создан с целью объединения возможностей образовательных и научных организаций Свердловской, Челябинской и Курганской областей. Ученые и инженеры планируют испытать первый прототип ракеты-носителя в 2028 году.
Астрономия, космос, вселенная

Марс, Curiosity, 3020-3021 день: Прощание с промежуточным звеном

Марс, Curiosity, 3020-3021 день: Прощание с промежуточным звеном
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210213173039
Сегодня мы делаем еще одно исследование, пока научная группа активно анализирует результаты трибоэлектрического эксперимента, который Curiosity провел в прошлые дни, рассматривая изображения, такие как снимок с MALHI, которые одновременно и красивы, и важны для науки.
Первым делом в плане наука. MAHLI и APXS займутся исследованием целевой породы под названием «Лунас» в рамках нашего регулярного отслеживания состава и изменений коренных пород. Выбрать цель было немного сложно, чтобы избежать обесцвеченных участков и прожилок и попытаться получить хорошее представление о самой скальной породе.
После того, как мы сложим руку, марсоход проведет несколько научных наблюдений, включая создание фото мозаики ChemCam RMI сульфатного блока и большую фото мозаику Mastcam - в месте контакта с сульфатным блоком. Мы также проводим некоторые наблюдения за окружающей средой, включая исчезновение кратера на закате и длинный фильм о пыльной буре.
Сегодняшняя поездка нацелен на то, чтобы припарковать нас непосредственно перед тем, как мы выйдем из промежуточного блока. Как только мы вернемся в блок с щебнем, поездки будут немного сложнее, потому что там есть больше мелких и средних камней, которых нам нужно избегать, чтобы минимизировать износ колес. Но на этом коротком пути протяженностью около 25 метров местность ровная и свободная от серьезных опасностей. План состоит в том, чтобы припарковаться там, где мы сможем провести последнее научное наблюдение за этой местностью. Мы проедем всего чуть-чуть, т.к. рука ровера будет незакреплена.
На втором этапе плана у нас будет больше наших стандартных наблюдений за окружающей средой, включая еще один фильм о пылевых дьяволов, а также длинный о