Новости науки

28.12.2015
"Кассини" раскрыл точное положение северного полюса Энцелада

ї NASA/ JPL-Caltech/Space Science Institute

Зонд "Кассини" передал на Землю фотографии, на которых можно увидеть то, где точно расположен северный полюс Энцелада, спутника Сатурна с подледным теплым и потенциально обитаемым океаном, а также увидеть своеобразного космического снеговика.

Межпланетный зонд "Кассини" получил последние в своей жизни фотографии Энцелада, спутника Сатурна, на которых можно увидеть "троицу" кратеров в виде снеговика, получивших имена Шахеризада, Дуньязада и Аль-Хаддар, а также узнать точное положение северного полюса этой планеты, в океане которой может таиться жизнь, сообщает НАСА.

В субботу, 19 декабря, "Кассини" в последний раз пролетел на относительно небольшом расстоянии от поверхности Энцелада, сблизившись с ним на дистанцию в пять тысяч километров. Во время этого пролета зонд получил множество фотографий, в том числе и изображения северного полюса этой сатурнианской луны, покрытого большим числом кратеров.

В субботу, 19 декабря, "Кассини" в последний раз пролетел на относительно небольшом расстоянии от поверхности Энцелада, сблизившись с ним на дистанцию в пять тысяч километров. Во время этого пролета зонд получил множество фотографий, в том числе и изображения северного полюса этой сатурнианской луны, покрытого большим числом кратеров.

Три снеговика, найденные на новых снимках, получили имена в честь сказочных персонажей из "Тысячи и одной ночи" - в честь Шахерезады, ее сестры Дуньязады и Аль-Хаддара, одного из шести братьев цирюльника, обвиненного в одной из сказок в контрабанде и осужденного на казнь.

Миссия "Кассини-Гюйгенс" - совместный проект космических агентств США, Европы и Италии по изучению Сатурна. Космический зонд "Кассини" со спускаемым аппаратом "Гюйгенс" был запущен в 1997 году и достиг орбиты планеты 1 июля 2004 года. "Гюйгенс" изучил атмосферу и поверхность Титана, спутника Сатурна, а "Кассини" после отделения аппарата продолжил изучение планеты и ее спутников.

В конце сентября 2010 года "Кассини" начал новый этап своей миссии, получивший название "Солнцестояние" (Solstice): срок работы аппарата продлен до 2017 года, а сам зонд даст ученым возможность впервые детально изучить весь сезонный период Сатурна.

http://ria.ru/science/20151224/1348110049.html#ixzz3vgm6f4VI

 

Ученые нашли рекордно далекий от звезды "Татуин" в созвездии Лебедя

ї NASA/JPL-Caltech

Ученые, работающие с телескопом "Кеплер", открыли первый в истории астрономии юпитероподобный "Татуин", вращающийся вокруг одной из двойных звезд в созвездии Лебедя на рекордном расстоянии от ее светил.

Планетологи обнаружили у двойной звезды KOI-2939 в созвездии Лебедя планету, удаленную от светила на рекордно далекое расстояние - год на ней длится 1100 дней, что делает ее самым далеким "татуином" из всех известных экзопланет такого рода, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета.

Сегодня существует два основных метода поиска планет за пределами Солнечной системы - так называемый транзитный метод, используемый телескопом "Кеплер" и его наследником TESS, и более старый метод лучевых скоростей, который используется наземным спектрометром HARPS. Первый прием считается более быстрым, а второй - более надежным.

И у той и другой методики есть один общий недостаток - они крайне плохо приспособлены, хотя и по абсолютно разным причинам, для поиска планет, находящихся на большом расстоянии от светила или пар светил. По этой причине открытие планет на большом расстоянии от звезд, в особенности крупных экзомиров или планет у двойных светил, всегда становится большим событием в астрономии.

Уильям Боруцки (William Borucki), бывший руководитель проекта "Кеплер" из Центра НАСА имени Эймса, и его коллеги нашли первый в истории планетологии юпитероподобный "Татуин" - планету KOI-2939b, вращающуюся вокруг двух светил - расположенный примерно в 1,5 раза дальше, чем Марс от Солнца, изучая данные, собранные "Кеплером" до его поломки.

Открытие этой планеты, как рассказывают ученые, было настоящим чудом - благодаря тому, что год на ней длится 1100 дней, она всего два раза "заслонила" своей тенью диски звезд KOI-2939, солнцеподобных желтых субкарликов, совершающих оборот друг вокруг друга за 11 дней. Это дало ученым крайне мало снимков и данных для того, чтобы убедиться, что перед ними стоит планета, а не пятно на светилах или какой-то другой объект.

По своим свойствам данная планета напоминает Юпитер - ее диаметр примерно равен юпитерианскому, а масса - примерно в 1,5 раза больше, чем у него. Он находится от светил примерно в 1,5 раза дальше, чем Марс от Солнца, и находится почти посередине так называемой "зоны жизни" - "бублика" орбит, где вода на поверхности планет может существовать в жидком виде. Таким образом, спутники KOI-2939b, если они существуют, могут таить в себе жизнь.

Подобные параметры удивили ученых, так как ни один из известных им "татуинов" не обладал столь внушительными размерами и не находился так далеко от звезд. Некоторые планетологи вообще считали, что столь большие планеты не могут существовать, так как их орбита будет нестабильной и они будут неизбежно "катапультированы" за пределы звездной системы.

Подобные параметры удивили ученых, так как ни один из известных им "татуинов" не обладал столь внушительными размерами и не находился так далеко от звезд. Некоторые планетологи вообще считали, что столь большие планеты не могут существовать, так как их орбита будет нестабильной и они будут неизбежно "катапультированы" за пределы звездной системы.

Редкость столь далеких "татуинов", как отмечают ученые, может объясняться тем, что они становятся видимыми для "Кеплера" лишь очень короткое время, когда их орбита, периодически "качающаяся" в результате гравитационных взаимодействий со звездами, почти идеально накладывается на диск светила, если смотреть на них с Земли. К примеру, KOI-2939b станет невидимой для нас примерно через 160 лет, заключают планетологи.

http://ria.ru/science/20151226/1348904711.html#ixzz3vgoTFZTc

 

Физики придумали, как извлечь информацию из черной дыры

ї NASA

Феномен квантовой телепортации может помогать информации о частицах, поглощенных черной дырой, "сбегать" из нее и возвращаться назад в космос, что можно будет экспериментально проверить, если человечеству когда-либо удастся подобраться к горизонту событий такого объекта, заявляют физики, разместившие статью в электронной библиотеке Корнеллского университета.

Черные дыры, возникающие в результате гравитационного коллапса массивных звезд, обладают столь сильным тяготением, что его нельзя преодолеть, не превысив скорость света. Никакие объекты или излучение не могут вырваться из-за границы воздействия черной дыры, которая получила название "горизонт событий".

Знаменитый британский астрофизик Стивен Хокинг предсказал, что судьба частиц, рождающихся рядом с горизонтом событий, может сильно отличаться - одна из пары может попасть за него и исчезнуть из нашего мира, а вторая может остаться "на свободе". Таким образом, черные дыры должны являться источником потока элементарных частиц, который и получил название.

О природе этого излучения ученые спорят уже почти четыре десятилетия. Проблема заключается в том, что если черные дыры действительно ведут себя так, как их описывает Хокинг, то тогда информация о состоянии материи, попадающая в них вместе с поглощаемой "пищей", будет безвозвратно теряться по мере их испарения, что напрямую противоречит законам квантовой механики.

Шон Кэрролл (Sean Carroll) из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США) и его коллеги разработали "план побега" информации из черной дыры, который бы не нарушал всех законов классической и квантовой физики, и рассказали о том, как подобный эксперимент можно было бы провести на практике.

Для его осуществления нужно три вещи - астронавт у горизонта событий, имеющийся у него в руках электрон, а также информация по спину - направлению вращения - черной дыры. Измерив спин черной дыры и то, какими свойствами обладают частицы света, порождаемые излучением Хокинга, астронавт "отпускает" электрон за горизонт событий, безвозвратно теряя его, казалось бы, без возможности узнать его судьбу.

Однако, как показывают расчеты группы Кэрролла, за его судьбой следить все же можно - для этого достаточно еще раз измерить спин всей черной дыры и то, какими свойствами будут обладать "сбежавшие" фотоны излучения Хокинга.

Это происходит благодаря тому, что электрон "спутывается" на квантовом уровне с фотоном, который остается внутри черной дыры, и при измерении состояния "сбежавшей" частицы информация о свойствах электрона, в соответствии с законами квантовой механики, будет телепортирована за пределы черной дыры.

Конечно, такой эксперимент вряд ли когда-либо можно будет осуществить на практике - пока у ученых нет способов мгновенно измерить спин всей черной дыры и вести мгновенные наблюдения за индивидуальными частицами, которые возникают в результате формирования излучения Хокинга.

Тем не менее даже теоретическое объяснение того, как подобный "побег" информации может происходить, оставляет надежду на то, что ученым в конечном итоге удастся примирить квантовую физику и теорию относительности Эйнштейна, которые пока невозможно "состыковать" при описании черных дыр, и сформулировать квантовую теорию гравитации.

http://ria.ru/science/20151224/1348050707.html#ixzz3vgp9nmLQ

 

Российские ученые смоделировали недра экзопланет-суперземель

ї Фото: МФТИ

Группа специалистов из МФТИ попыталась выяснить, какие соединения могут образовывать кремний, кислород и магний при высоких давлениях. Ученые заявляют, что эти элементы являются основой химии Земли и планет земного типа.

Ученые с помощью математического моделирования "заглянули" в недра экзопланет - суперземель и выяснили, что в них могут существовать соединения, запрещенные классической химией - эти вещества могут ускорять теплоперенос и усиливать магнитное поле таких планет, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

В своей работе группа специалистов из МФТИ под руководством Артема Оганова, профессора Сколтеха и заведующего лабораторией в МФТИ, попыталась выяснить, какие соединения могут образовывать кремний, кислород и магний при высоких давлениях. Эти элементы были выбраны не случайно.

"Планеты земного типа состоят из тонкой силикатной коры, силикатно-оксидной мантии - которая у Земли составляет примерно 7/8 объема и состоит более, чем на 90% из силикатов и оксида магния, и железного ядра. Можно сказать, что магний, кислород и кремний являются основой химии Земли и планет земного типа", - приводятся в сообщении слова Оганова.

С помощью алгоритма USPEX ученые исследовали различные структурные композиции Mg-Si-O, которые могут возникать в диапазоне давлений от 5 до 30 миллионов атмосфер. Такое давление может существовать в недрах суперземель, планет с твердой поверхностью, чья масса в несколько раз выше массы Земли. Подобных планет нет в Солнечной системе, однако астрономам известны планеты у других звезд, которые не дотягивают по массе до газовых гигантов, но существенно тяжелее Земли. Их и называют суперземлями. К ним относятся, например, недавно открытая Gliese 832с, которая в пять раз тяжелее Земли или мега-земля Kepler-10c - ее масса в 17 раз больше земной.

Результаты компьютерного моделирования показали, что в недрах таких планет могут существовать экзотические соединения MgSi3O12 и MgSiO6. В них гораздо больше атомов кислорода, чем в нашем "земном" MgSiO3.

Кроме того, MgSi3O12 - металлический оксид, это проводник, в то время как остальные вещества, состоящие из атомов Mg-Si-O - диэлектрики или полупроводники.

"Их свойства очень сильно отличаются от обычных соединений магния, кислорода и кремния - многие являются металлами или полупроводниками. Это важно для генерации магнитных полей на этих планетах. Поскольку магнитные поля генерируются конвекцией электрически проводящего вещества планетных недр, высокая проводимость может означать более мощное магнитное поле", - поясняет Оганов.

В свою очередь, более сильное магнитное поле означает более мощную защиту от космической радиации, а значит и более благоприятные условия для живых организмов. Также были предсказаны новые оксиды магния и кремния, не вписывающиеся в правила классической химии - SiO, SiO3 и MgO3, в дополнение к предсказанным Огановым ранее при более низких давлениях MgO2 и Mg3O2.

Моделирование также позволило ученым выяснить, какие реакции распада при сверхвысоких давлениях суперземель испытывает MgSiO3 - пост-перовскит.

"От этого зависят границы слоев в мантии и их динамика. Например, экзотермическое фазовое превращение ускоряет конвекцию мантии и теплоперенос внутри планеты, а эндотермическое - замедляет. То есть скорость перемещения литосферных плит на такой планете может быть выше", - отмечает Оганов.

По его словам, конвекция, которая определяет тектонику плит и перемешивание мантийного вещества, может быть более быстрой (ускоряя перемешивание вещества и перенос тепла), либо более медленной. Для случая эндотермического превращения возможен сценарий расслоения планеты на несколько независимо конвектирующих оболочек, отметил он.

Благодаря тому, что земные континенты перемещаются, "плавая" на поверхности мантии, на Земле есть вулканизм и атмосфера.

http://ria.ru/space/20151223/1347767162.html#ixzz3vgq5o0NT

 

Огромный газовый "хвост" у далекой галактики обнаружили астрофизики

ї Фото: NASA/CXC/University of Bonn/G. Schellenberger et al; Optical: INT

Колоссальный "хвост" в виде ленты горячего газа, длиной в два раза больше нашей галактики Млечный Путь, обнаружили астрофизики у галактики CGCG254-021, которая находится в галактическом скоплении Zwicky 8338, говорится в статье на сайте космической рентгеновской обсерватории "Чандра".

Газовая лента длиной не менее 250 тысяч световых лет и является самой крупной из всех подобных, известных ученым на данный момент.

"Хвост" находится в скоплении галактик Zwicky 8338, расположенном на расстоянии почти в 700 миллионов световых лет от Земли. Лента содержит газ температурой около десяти миллионов градусов, что значительно холоднее, чем межгалактический газа, но все-таки эта температура позволяет видеть "хвост" в рентгеновском спектре.

Согласно исследованиям, галактика CGCG254-021 обладает наибольшей массой среди всех галактик в Zwicky 8338. И именно в этой галактике в свое время наблюдался самый большой темп формирования звезд.

http://ria.ru/space/20151222/1346524290.html