Новости науки

28.06.2012
Ученые поймали магнитные супер-торнадо, разогревающие корону Солнца

ї Wedemeyer-Bohm et al. (2012). / VAPOR.

Европейские физики обнаружили гигантские магнитные торнадо, разогревающие газ в короне Солнца до миллиона градусов Кельвина, что подтвердило одну из наиболее общепринятых теорий, объясняющих аномально высокую температуру короны, заявляют астрофизики в статье, опубликованной в журнале Nature.

Высокая температура короны - самого верхнего слоя солнечной атмосферы - до сих пор остается загадкой для астрофизиков. Нижележащие слои Солнца - хромосфера и фотосфера - разогреты до температуры десять тысяч градусов Кельвина. В пограничном слое между короной и фотосферой толщиной в несколько километров эта температура резко увеличивается в сотни тысяч раз и достигает примерно миллионов градусов Кельвина. Полноценное объяснение этого феномена, не вызывающего сомнений у большинства ученых, пока не существует.

Группа астрофизиков под руководством Свена Ведемайера-Бома (Sven Wedemeyer Boehm) из университета Осло (Норвегия) наблюдала за состоянием поверхности Солнца и в его атмосфере при помощи инструмента AIA на борту орбитальной обсерватории SDO.

Ведемайера-Бома и его коллег интересовали вихри в хромосфере - нижним слое атмосферы Солнца - похожие по своим свойствам на земные торнадо. Многие астрофизики связывают данные образования с "выростами" магнитного поля светила и процессом разогрева газа в короне.

Авторы статьи изучили магнитную структуру солнечных торнадо в хромосфере и проверили, как их появление отражается на состоянии короны и магнитного поля Солнца. Астрофизикам удалось обнаружить 14 таких объектов в свободных от пятен участках Солнца и проследить за их развитием.

Оказалось, что появление гигантских вихрей на поверхности хромосферы и фотосферы сопровождалось формированием схожих и соединенных с ними структур в нижних частях короны. Их диаметр достигал 1,5 тысячи километров, что в тысячи раз больше самых больших земных вихрей.

По словам ученых, в основе супер-торнадо лежат гигантские выросты магнитного поля светила, закрученные в виде неправильной спирали. Газ из верхней части хромосферы и нижней части короны захватывается торнадо и начинает двигаться по силовым линиям магнитной спирали, постепенно ускоряясь и разогреваясь до миллиона градусов Кельвина.

Как утверждают исследователи, энергии таких торнадо должно хватать для разогрева плазмы в короне Солнца до ее текущих температур. Тем не менее, этот механизм будет работать только в "спокойных" регионах светила, на территории которых отсутствуют пятна и не действуют связанные с ними физические процессы.

http://ria.ru/science/20120627/686496693.html

Ранняя Вселенная была богата астрономическими "металлами"

ї NAOJ.

Астрофизики изучили при помощи радиотелескопа ALMA химический состав древней галактики, удаленной на 12,4 миллиарда световых лет от Земли, и обнаружили в ней большое количество атомов азота и углерода, указывающих на неожиданно быстрые темпы химической эволюции ранней Вселенной, говорится в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.

"Сначала, я думал, что наблюдение за этой галактикой будет очень сложным делом, так как изначально зафиксированные линии азота в спектре LESS J0332 были очень слабыми. Мощь ALMA ошеломила меня - я был приятно удивлен чувствительностью телескопа. Благодаря этому мы смогли получить очень четкие снимки за короткое "окно" наблюдений. Это было бы невозможно при использовании других телескопов", - заявил руководитель группы астрофизиков Тору Нагао (Tohru Nagao) из университета Киото (Япония).
Нагао и его коллеги смогли изучить галактику LESS J033229.4-275619, победив в конкурсе заявок на доступ к миллиметровому радиотелескопу ALMA в рамках ранней научной программы.

Обсерватория ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) работает в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне волн. Этот инструмент еще строится на высокогорном плато Чахнантор в Чили. К 2013 году, когда постройку планируется закончить, он будет состоять из 66 отдельных антенн-приемников.

В октябре 2011 года руководство обсерватории объявило о начале ранней научной программы еще до завершения его сборки. В рамках этой программы проводится открытый конкурс на время наблюдений. В его рамках научные коллективы могут получить доступ к инструментам радиотелескопа на некоторое время, если интересующий их объект вызовет интерес у руководства ALMA.

Авторы статьи воспользовались полученным временем наблюдений для изучения спектра LESS J0332 с октября 2011 по январь 2012 года. В спектре галактики Нагао его коллеги обнаружили хорошо заметные линии, характерные для излучения атомов углерода и азота.

Ученые проанализировали их интенсивность и оценили примерную долю атомов этих веществ в далекой галактике. К их удивлению, LESS J0332 содержала в себе примерно такую же долю углерода и азота, что и наше Солнце.

Как объясняют исследователи, Солнце относится к числу звезд с высокой концентрацией астрономических "металлов" - элементов тяжелее водорода и гелия. С другой стороны, ранние галактики должны содержать в себе малое количество таких веществ, так как в первые эпохи после Большого Взрыва все звезды содержали исключительно водород и гелий. Это означает, что Вселенная эволюционировала гораздо быстрее, чем считалось ранее.

"Считается, что субмиллиметровые галактики должны представлять собой относительно массивные "звездные мегаполисы", пребывающие в фазе роста. Наше исследование показало, что LESS J0332 содержит в себе примерно такие же доли тяжелых химических элементов, что и наше Солнце. Это говорит о том, что химическая эволюция крупных галактик происходила очень быстро в ранней Вселенной. По всей видимости, фаза активного формирования звезд в ранней Вселенной проходила очень быстро", - заключает Нагао.

http://ria.ru/science/20120622/679240945.html

Мантия Марса содержит "земное" количество воды, заявляют ученые

ї NASA.

Американские геологи проанализировали химический состав нескольких марсианских метеоритов, сформировавшихся в недрах красной планеты, и выяснили, что они содержат такое же количество молекул воды, что и земная мантия, и опубликовали свои выводы в статье в журнале Geology.

Считается, что породы марсианской коры и мантии содержат в себе минимальное количество воды по сравнению с их земными аналогами. Эту гипотезу подтверждали данные, полученные с орбитальных зондов и других астрофизических приборов. Тем не менее, в далекой истории Марса на его поверхности существовали океаны, что не укладывается в представление о "сухой" мантии красной планеты.

Группа астрогеологов под руководством Эрика Хойри (Erik Hauri) из Института Карнеги в Вашингтоне (США) выяснила, что недра Марса содержат практически земное количество воды, проанализировав химический состав двух метеоритов-шерготтитов.

Как объясняют ученые, шерготитты принадлежат к числу одних из самых редких метеоритов - на сегодняшний день на Земле было обнаружено всего 34 фрагмента "космических камней". Данные небесные тела образовались на Марсе и были выброшены в далеком прошлом красной планеты при падении на ее поверхность другого метеорита. К числу шерготтитов принадлежит скандально известный фрагмент Allan Hills 84001, внутри которого его первооткрыватели обнаружили образования, похожие на окаменелые останки бактерий.

Хойри и его коллегам удалось заполучить два образца шерготиттов, сформировавшихся приблизительно 2,5 миллиарда лет назад внутри мантии Марса, и проанализировать их химический состав при помощи так называемой масс-спектрометрии вторичных ионов.

Согласно этому методу, твердый материал изучаемого вещества подвергается бомбардировке ионизированными атомами какого-либо элемента, которые "выбивают" из структуры твердого тела составляющие его атомы в форме заряженных частиц - вторичных ионов. Эти ионы впоследствии анализируются с помощью масс-спектрометра. Такой подход позволяет исследовать частицы твердых тел практически микроскопического размера.

"Мы проанализировали два метеорита с очень разными историями "жизни". Материя одного из них была тщательно "перемешана" с другими элементами во время формирования, тогда как другой сохранил свой первоначальную химию. Тем не менее, разница в концентрации воды была минимальной, несмотря на абсолютно разный состав образцов", - пояснил Хойри.

Исследователи обнаружили, что метеориты содержали в себе от 70 до 300 миллиграмм воды на килограмм марсианской породы. По словам ученых, данное значение сопоставимо с содержанием воды в мантии Земли, которое составляет 50-300 миллиграмм на килограмм вещества.

"Существует множество свидетельств в пользу того, что на поверхности Марса существовала жидкая вода, по крайней мере некоторое время. Поэтому возникал парадокс - почему мантия была "сухой" согласно предыдущим оценкам. Наши выводы разрешили эту загадку и позволяют нам предположить, что вода на поверхности Марса могла появиться в основном благодаря вулканической активности", - заключает ученый.

http://ria.ru/science/20120622/679170486.html