Космос

[Tuflya07]

Поиск внеземной жизни - Программа SETI
Проект SЕТI — (англ. SETI — Search for Extraterrestrial Intelligence). Поиски внеземных цивилизаций. Некоторые астрономы давно считают, что планет во Вселенной так много, что даже если малая их часть пригодна для жизни, то тысячи или даже миллионы планет должны быть обитаемыми. Последние достижения астрономии и физики укрепили представление о существовании многих планетных систем, пригодных для жизни Но если где-то там существуют развитые цивилизации, то как нам установить с ними контакт? Один подход выражен в финансируемой NASA программе прослушивания электромагнитных сигналов искусственного происхождения — в предположении, что любая технически развитая цивилизация должна прийти к созданию систем радио-телевизионных или радиолокационных сигналов — таких же, как на Земле. Самые ранние на Земле электромагнитные сигналы могли к настоящему времени распространиться по всем направлениям на расстояние почти 100 световых лет. Попытки выделить чужие сигналы, направленные к Земле, до сего времени остаются безуспешными, но число «проверенных» таким способом звезд меньше 0,1 % числа звезд, еще ожидающих исследования, если существует статистически значимая вероятность обнаружения внеземных цивилизаций.

Проект «SETI» (SETI рифмуется с англ словом jetty — «причал») финансируется с большим трудом и живет на крайне скудном «пайке» вот уже более 30 лет. Теперь в NASA разработаны технологии использования новых компьютеров и обработки сигналов, позволяющие вести более широкие поиски. Это новое оборудование должно полностью войти в постоянную эксплуатацию в 1992 г, что обеспечит в 10 милиардв раз более ясную картину, чем все предыдущие попытки, вместе взятые. В вопросе о полезности проекта «SETI» мнения ученых разделились, и некоторые из них считают весь этот проект расплывчатым и псевдонаучным. Тем не менее сторонники проекта указывают на огромную отдачу на скромные вложения, которую должны дать радиоконтакты с другими мирами. Защитники «SETI» сохраняют дистанцию между собой и приверженцами веры в НЛО размером в световые годы, утверждая, что визиты НЛО — это плод скорее желания, чем применения науки.

Многие годы ученые многих стран работают по программе SETI ("Поиск внеземного разума"). Сейчас основная часть этой работы сосредоточена в американской обсерватории Маунтен Вью, которая финансируется частными пожертвователями, выделяющими дирекции более трех миллионов долларов ежегодно.

Программа SETI включает в себя прослушивание радионеба в поисках искусственных сигналов или радиопереговоров между внеземными цивилизациями. Посылать свои позывные бесполезно, поскольку если ближайшая разумная цивилизация обитает на расстоянии 100 световых лет от нас, то, направив туда сигнал, мы получим ответ только через 200 лет, если вообще получим! Ведь за сто лет все может случиться.

Приемники, задействованные в программе очень чувствительны. Суммарная энергия, принятая ими за десять лет радиопрослушивания космоса, примерно равна энергии, затрачиваемой блохой на один прыжок. Но поскольку ученые не знают, на какой частоте ведут переговоры инопланетяне, приходится прослушивать миллионы радиоканалов. Все время что-то звучит в этих приемниках, но что бы выделить разумный сигнал, необходимо выполнить невероятный объем работы. Мало того, пойманный сигнал может быть потерян (такое уже случилось в 1975 году на радиотелескопе университета штата Огайо, тогда был зарегистрирован очень мощный и стабильный сигнал, но он был утерян) в связи, может быть, с окончанием сеанса связи. Вряд ли инопланетяне будут переговариваться непрерывно круглые сутки. Ученые ищут устойчивый сигнал, имеющий отличительные признаки искусственного. Пока такого не произошло.

Как только радиотелескоп поймает разумный сигнал, надо будет убедится, что это действительно инопланетный сигнал, что он имеет не земное происхождение. Затем начнется работа по определению источника сигнала, адресован ли он именно нам или представляет собой фрагмент переговоров между инопланетянами. В этом случае его вряд ли удастся расшифровать.

Сейчас много радиоастрономов-любителей используют самодельные радиотелескопы для прослушивания неба в поисках инопланетных сигналов. Для этого они приспосабливают спутниковые антенны или делаю самодельные. Хотя диапазон радиочастот очень ограничен из-за размеров антенны, но они все же имеют некоторое преимущество перед огромными радиотелескопами - они могут направлять свой радиотелескоп почти в любую часть небесной сферы.

Самый яркий момент в истории SETI произошел в 1977 году. 15 августа в 22:16 радиотелескоп университета Огайо принял сигнал, длившийся около 37 секунд. Сигнал шел из созвездия Стрельца и был самым сильным из всех принимавшихся ранее. Когда ученые посмотрели на компьютерную диаграмму полученного сигнала, они обратили внимание, что ее контуры напоминают слово "Wow". По словам Роберта Диксона, возглавляющего SETI, "Это не космический корабль и не эхо от спутника. Он, несомненно, имеет разумный источник и несет все признаки происхождения из развитой цивилизации". Ни до, ни после, ничего похожего на сигнал 6EQUJ5 (или "Wow" - сигнал), ученые не получали...

В 1998 году программа SETI стала доступна каждому человеку, у которого есть компьютер. Была создана программа, способная обрабатывать небольшие объемы записей с радиотелескопа в Аресибо (диаметр его антенны 300 метров) и других радиотелескопов. Для этого нужно иметь компьютер средней мощности и доступ к сети Интернет.

[Tuflya07]

Ученые обнаружили самую холодную экзопланету

Международная группа астрономов из Европы, США и Японии сообщила об обнаружении самой прохладной планеты из всех, что были найдены за пределами Солнечной системы, сообщает Федеральное космическое агентство.

Ученые говорят, что им удалось напрямую сфотографировать «холодную» планету, что также не совсем обычно для экзопланет. Группа исследователей рассказывает, что звезда, вокруг которой вращается планета, довольно похожа на Солнце как по размеру, так и по температуре.

Обнаружить планету удалось при помощи телескопа Субару, расположенного на Гавайских островах в Тихом океане. Исследователи говорят, что «холодная» планета называется так с известной долей условности, так как температура здесь варьируется от плюс 280 до 370 градусов по Цельсию. Тем не менее, для всех ранее найденных экзопланет и этот показатель уникален.

По словам исследователей, на сегодня известно около 400 экзопланет, но лишь 10 из них ученые видели, что называется, воочию. Все другие были зафиксированы по косвенным признакам, например по наличию отражения от родительской звезды планеты. В публикации, представленной в последнем номере Astrophysical Journal, сообщается, что обнаружение экзопланеты стало возможным благодаря довольно новому методу дифференциальной угловой съемки.

Данный метод предусматривает создание множества снимков небесной сферы под разными углами и создание так называемой карты оптических шумов вокруг той или иной звезды. Когда позже при помощи специального метода цифровой графической очистки шумы удаляются, то на снимках остается изображение планеты, движущейся по орбите вокруг звезды. Правда, ученые отмечают, то для реализации данного метода необходима довольно мощная оптическая камера.

Прежде чем при помощи данного метода была обнаружена первая планета, астрономы провели серию наблюдений в мае и августе этого года. Наблюдалась звезда GJ758, удаленная от нашей планеты на 50 световых лет. По итогам серии наблюдений, вокруг звезды ученые нашли газовую планету, которая по своему размеру примерно в 10 раз превосходила Юпитер, крупнейшую в Солнечной системе планету. В то же время, орбита, по которой двигался объект примерно соответствовала орбите Нептуна, одной из самых дальних от Солнца планет.

Несмотря на столь дальнее расстояние, планета все равно является горячей. Это обстоятельство наводит исследователей на мысль, что внутри планеты идут активные процессы, приводящие к выделению тепла. Кроме того, ученые предполагают, что планета GJ758B сама является несостоявшейся звездой, так называемым коричневым карликом.

Из-за нетипичной температуры исследователи пока не могут установить точный возраст планеты.

Более интересен тот факт, что последние наблюдения показывают вероятное наличие в этой же системе еще одной экзопланеты, которая может получить название GJ758C. Более детальные наблюдения астрономы проведут весной 2010 года.

[Tuflya07]

Сегодня компания Virgin Galactic представит в американской пустыне
Мохаве первый в мире частный пассажирский космический корабль. Просмотр оригинального изображения.



На разработку SpaceShipTwo ушло пять лет. Подробности проекта, который финансируется основателем Virgin Galactic Ричардом Брэнсоном, все это время держались в строжайшей тайне. «Мозгом» инициативы называют авиационного конструктора Бёрта Рутана, возглавляющего фирму Scaled Composites.

SpaceShipTwo основан на созданном Бёртом Рутаном прототипе SpaceShipOne, который в 2004 году получил $10 млн премии Ansari X Prize как первый частный пилотируемый корабль, достигший космоса. Новый аппарат, построенный из легких композитных материалов, почти не отличается от прототипа — кроме того, что а) он в два раза больше (18 метров в длину) и имеет просторную кабину размером с корпоративный самолет Falcon 900; б) в нем больше окон, в том числе иллюминаторы на крыше; в) в SpaceShipOne помещались три человека, а SpaceShipTwo может взять на борт шесть пассажиров и двух пилотов.

Около года назад состоялись успешные испытания самолета WhiteKnightTwo, который будет выводить SpaceShipTwo на 15-километровую высоту. Затем корабль включит собственные двигатели, работающие на закиси азота (окислитель) и твердом топливе на каучуковой основе, и поднимется на 100 км, откуда будет хороша видна кривизна земного горизонта. До сих пор это зрелище было доступно только «государственным» космонавтам. Достигнув пиковой точки, SpaceShipTwo начнет снижаться, словно обычный аэроплан. Спуск будут контролировать особые крылья, которые должны обеспечить максимальное аэродинамическое сопротивление.

Испытания SpaceShipTwo начнутся в следующем году, а первый полноценный космический запуск на максимальную высоту запланирован на 2011 год. Между тем уже около трехсот потенциальных астронавтов купили билеты, заплатив 200 тысяч долларов.

Virgin Galactic планирует построить пять кораблей этого класса. Общие расходы достигнут $400 млн.

[Tuflya07]

Подо льдами Марса обнаружили воду

Ученым удалось показать, что под ледяным покровом Марса может существовать жидкая вода. Об этом сообщает New Scientist, а статья ученых опубликована в журнале Icarus.

В рамках исследования ученых интересовал своего рода "парниковый эффект". Солнечный свет, проникая сквозь поверхность льда, нагревает присутствующие в нем частицы грунта. Эти частицы, в свою очередь, растапливают вокруг себя воду. Аналогичным образом частицы промышленной сажи нагревают верхние прозрачные слои атмосферы Земли.

Существование подобного эффекта было предсказано еще в 80-х годах прошлого века на основании изучения антарктических льдов. Тогда, однако, расчеты проводились для пористого снега, и ученые установили, что из-за низкого атмосферного давления на Красной планете полученная вода будет сразу же испаряться.

Предположив, что от испарения вода защищена слоем льда, ученые пришли к выводу, что вода в жидком виде может существовать на глубинах от нескольких сантиметров до 10 метров. Пока ученые не знают, являются ли подобные подледные озера перманентными, или же они появляются только с наступлением светлого времени суток.

Совсем недавно ученым удалось установить, что вода может существовать на поверхности Марса в жидком виде. Речь идет о том, что высокая соленость может защищать влагу от замерзания, в результате чего образуются грязевые водоемы.

[Tuflya07]

Почему Венера эволюционирует иначе, чем Земля?

Венера по размерам удивительно похожа на нашу Землю. Она всего на 2% меньше нашей планеты по диаметру. Среди планет земной группы ближайшая космическая соседка Земли могла бы стать лучшим местом для жизни, но адские условия на ее поверхности делают невозможной возникновение и развитие живых организмов. Поскольку все планеты Солнечной системы образовались одновременно, остается только догадываться, почему два идентичных небесных тела пошли по разным путям эволюции. Ведь если бы на Венере развитие шло также как и на Земле, мы бы сейчас имели вторую колыбель человечества, или, по крайней мере, планету с богатой флорой и фауной. Чтобы выяснить, что же затормозило эволюцию Утренней Звезды, NASA разрабатывает новый космический корабль, имеющий название Vesper. Прибытие но вого зонда к Венере, на орбите которой уже сейчас работает аппарат "Венера-Экспресс", планируется в марте 2015 года. На борту Vesper установят оборудование, при помощи которого будет тщательно анализироваться атмосфера Венеры в течение двух лет.

[Tuflya07]

Астрономы нашли переходное звено между черной дырой и кварковой звездой
Американским астрофизикам удалось обнаружить (пока только теоретически) новый класс космических объектов, который получил имя электрослабые звезды. По мнению ученых, данные космические тела являются переходным звеном между кварковыми звездами и черными дырами. Препринт статьи исследователей появился на сайте arXiv.org. В рамках исследования ученых интересовали подробности превращения звезды в черную дыру (такая участь ожидает светила массой свыше 2,1 солнечных). Дело в том, что во время гравитационного коллапса звезда проходит несколько этапов, в некоторых из которых она может оставаться достаточно долго.

Так ученые установили, что в некоторый момент в ядре светила, когда под воздействием колоссальной гравитации материя распалась на кварки (состояние кварковой звезды), последние могут объединяться в лептоны. Эти элементарные частицы не участвуют в одном из четырех фундаментальных взаимодействий - сильном, поэтому новые объекты и получили название электрослабых звезд (лептоны участвуют в слабом, электромагнитном и гравитационном взаимодействиях). При этом процесс образования лептонов ученые назвали электрослабым горением.

Расчеты исследователей показывают, что электрослабое горение может удержит звезду от окончательного коллапса достаточно долго - до 10 миллионов лет. Это означает, что, теоретически, астрономы должны быть в состоянии обнаружить подобные объекты в космосе. В настоящее время исследователи занимаются расчетом спектральных особенностей и светимости объекта, которые позволили бы выделить электрослабые звезды из множества других космических тел.

Необходимо отметить, что существование даже кварковых звезд пока находится под большим вопросом. В настоящее время существует всего несколько кандидатов на роль этих загадочных объектов. Среди них сверхновая SN 1987A, взрыв которой произошел более 20 лет назад. Гипотеза об образовании кварковой звезды позволяет объяснить странность этой сверхновой - среди ее останков нет ни черной дыры, ни нейтронной звезды. Расчеты показали, что получившаяся кварковая звезда должна быть достаточно холодной, поэтому ее сложно обнаружить.

[Tuflya07]

"Кассини" сфотографировал гигантский шестиугольник на Сатурне в высоком разрешении

Зонд "Кассини" (Cassini) передал на Землю фотографии гигантского шестиугольника на Сатурне в видимом диапазоне и в высоком разрешении. Ширина странного образования превышает два диаметра Земли. Природа шестиугольника до сих пор не выяснена. Из полученных зондом 55 снимков был составлен ролик, посмотреть который можно на сайте NASA.

Огромный шестиугольник на северном полюсе планеты был впервые обнаружен американским "Вояджером" в 1980-е годы. В течение сатурнианской зимы, длящейся 29 лет, полюс не освещался Солнцем, поэтому изучающие Сатурн аппараты делали снимки в инфракрасном диапазоне. В августе 2009 года Сатурн прошел равноденствие, и на севере планеты началась весна. Поэтому "Кассини" смог запечатлеть шестиугольник в хорошем качестве. Представленные фотографии были сделаны в январе 2009 года с высоты около 764 тысяч километров. Пространственное разрешение снимков составляет около 100 километров.

Исследователи предполагают, что необычный объект складывается из вихревых атмосферных потоков, но какие законы управляют их движением, специалистам неясно. Анализ снимков позволил ученым получить новую информацию о шестиугольнике. Так, они обнаружили волны, распространяющие из углов - мест, где потоки совершают наиболее крутые повороты. Кроме того, астрономы смогли разглядеть, что внутренние части шестиугольника темнее внешних и рассмотреть "слоистую" структуру граней.

В конце прошлого года ученые опубликовали фотографии гигантского вихря, расположенного внутри шестиугольника. Газы внутри него вращаются со скоростью 530 километров в час. Это примерно вдвое быстрее, чем внутри самых быстрых земных вихревых течений.

[Tuflya07]

Рис. Темная материя вокруг галактик, вероятно, представляет собой совокупность сгустков различных размеров и масс (минимальные размеры и массы, которые берутся сегодня при расчетах, — от 120 парсек и 1712 масс Солнца соответственно, максимальные — в сотни тысяч раз больше). В центре рисунка — самый массивный сгусток, непосредственно окружающий галактику. Сгустки выглядят светящимися, но это лишь искусственные цвета, используемые для наглядного изображения результатов; в действительности какого-либо излучения от загадочной темной материи обнаружено не было. Рисунок выполнен по результатам расчетов на суперкомпьютере в рамках проекта «Аквариус». Изображение с сайта www.mpa-garching.mpg.de/aquarius



Объединенная группа европейских физиков (в составе проекта «Аквариус», The Aquarius Project) получила оценки возможной яркости гамма-излучения, возникающего при аннигиляции частиц темного вещества в нашей Галактике. Ученые предполагают, что рассеянное излучение от темного гало Галактики будет намного ярче, чем от множества отдельных сгустков темной материи. Результаты этой работы опубликованы в последнем выпуске журнала Nature.

Конечно, темная материя не светит ни в видимом, ни в каком-либо другом диапазоне спектра. Во всяком случае, этого не было до сих пор обнаружено. Природа темной материи — формы, в которой содержится основная масса вещества во Вселенной, — остается загадкой для физиков уже несколько десятков лет. Считается, что она может состоять из частиц неизвестной природы — вимпов (от англ. WIMP, Weakly Interactive Massive Particles), между которыми отсутствует электромагнитное взаимодействие: они не испускают фотоны, и мы не можем видеть эти частицы напрямую. Концепция частиц WIMP предполагает, что их можно обнаружить косвенным путем — по наблюдениям гамма-излучения, которое возникает при аннигиляции частицы и античастицы. Поскольку никто не наблюдал частиц и античастиц темной материи, то достоверно не известно, могут ли они аннигилировать, поэтому наблюдения и проводятся для проверки теорий и предположений.

Европейские ученые под руководством Фолькера Шпрингеля использовали компьютерную модель темной материи для того, чтобы представить, какие данные по распределению гамма-излучения в пространстве получат космические телескопы, в частности телескоп им. Э. Ферми, Fermi Gamma-ray Space Telescope (так с недавних пор называется телескоп GLAST, Gamma-ray Large Area Space Telescope). Компьютерная модель, которую они использовали, была создана объединением ученых «Аквариус» из Института астрофизики им. Макса Планка в Гархинге (Германия) и Института вычислительной космологии в Дареме (Великобритания). Это объединение вобрало в себя участников проектов «Virgo» и «Millenium Project», в которых также проводилось компьютерное моделирование галактик и их скоплений для космологических исследований. Результаты одного из расчетных вариантов этой модели как раз и показаны на рис. 1.

Группа Шпрингеля использовала иерархическую структуру сгустков — их средние размеры и концентрацию, полученную в модели, чтобы проводить оценки. Они брали некое абстрактное положение в пространстве, связанное с каким-либо сгустком внутри расчетной области модели, и рассчитывали светимость в гамма-диапазоне от этого сгустка. Ученых интересовали те фотоны, которые, предположительно, рождаются вследствие аннигиляции частиц и античастиц темной материи. Теоретически, это гамма-излучение должно содержать в себе четыре компонента. Первый — это рассеянный свет от темного гало, непосредственно окружающего Галактику (центр рисунка 1, так называемое «основное гало»). Второй — это рассеянный свет от сгустков меньшего размера, суб-гало. Третий — свет от еще более мелких сгустков, которые содержатся в суб-гало. И, наконец, четвертый компонент — это свет мелких сгустков, которые настолько малы, что учесть каждый из них отдельно в модели невозможно, а можно лишь учесть их суммарный вклад в гамма-излучение от темного вещества.

[Tuflya07]

Вся история звездообразования в одной фотографии

Новый портрет нашего звездного дома — галактики Млечный Путь — создан с помощью Космического телескопа им. Спитцера в инфракрасном диапазоне. На этом портрете есть всё: и зародыши будущих звезд, и звезды, только-только родившиеся, и взрослое звездное население нашей Галактики, и умирающие звезды.

Космический телескоп им. Лаймана Спитцера (далее — просто «Спитцер») — одна из Великих обсерваторий НАСА. Этот инфракрасный (ИК) инструмент с зеркалом диаметром 85 сантиметров работает на орбите с 2003 года. «Спитцер» способен проводить наблюдения космических объектов в широком диапазоне длин волн — от 3 до 160 микрон (1 микрон — одна миллионная часть метра); для сравнения: человеческий глаз может воспринимать свет с длиной волны меньше 0,8 микрон. А поскольку инфракрасный свет не может пробиться сквозь толщу земной атмосферы, его могут принимать только специальные камеры, помещенные за ее пределами, в открытом космосе, — то есть на космическом телескопе.

ИК-диапазон очень информативен. В нем можно увидеть облака межзвездного газа и пыли, в которых рождаются новые звезды, определить массы этих облаков, плотность и температуру газа в них. Без этой информации невозможно понять где, как и с какой скоростью образуются звезды. Сложные молекулы, в том числе органические, излучают в ИК-диапазоне. Проводя наблюдения в этом диапазоне, астрономы пытаются найти всё более и более сложные молекулы, в частности простейшие аминокислоты. Конечная цель этих поисков — разгадать загадку появления жизни на Земле. Кроме того, межзвездная пыль, поглощающая ультрафиолетовый свет звезд, частично прозрачна для ИК-излучения, исходящего от них. Благодаря этому астрономы могут увидеть очень далекие объекты и изучать не только появление жизни и рождение звезд, но и рождение самой Вселенной.

3 июня на 212-м съезде Американского астрономического общества команда «Спитцера» представила результат многолетней работы — крупнейшее и наиболее детальное ИК-изображение Млечного Пути, которое охватывает очень большую часть неба шириной 120 градусов (по 60 градусов вправо и влево от центра Галактики) и высотой в 2 градуса дуги (см. рис. 1 и 2).

Почему же изображение в высоту составляет только 2 градуса? Дело в том, что Млечный Путь, в котором находятся Солнце, а вместе с ним и планета Земля, многие миллиарды звезд и межзвездный газ, представляет собой плоский диск, диаметр которого, по-видимому, достигает 100 тыс. световых лет, толщина звездной составляющей диска — 12 тыс., а газовой — 1 тыс. световых лет. Солнце вместе с окружающими планетами находится в плоскости галактического диска на расстоянии 26 тыс. световых лет от центра Галактики, то есть примерно на половине ее радиуса. Поэтому мы видим Галактику с ребра как узкую полоску света, проходящую по всему небу. «Спитцер» же способен различать мелкие детали в этой полоске — объекты, удаленные от Земли на расстояния до 60 тыс. световых лет. Поэтому на фотографии мы видим галактический диск пористым и можем даже заглянуть в ту часть Галактики, которая находится за ее центром.

Эта фотография (рис. 1) составлена более чем из 800 тыс. отдельных снимков. Над ней работали две крупные исследовательские группы, специально созданные для проведения обзоров неба. Первая группа — проект «Глимпс» (GLIMPSE, Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire) — отвечает за исследования на инфракрасной камере; вторая — проект «Мипсгал» (MIPSGAL) — проводит наблюдения с мультиволновым фотометром. На фотографии красным цветом представлено излучение на длине волны 24 микрона, зеленым — 8 микрон, голубым — 3,6 микрон. Как из трех разных цветов составить одно изображение, показано на рис. 3.

На этой замечательной Фотографии мы можем видеть всю историю звездообразования в нашей Галактике. Те туманные области, которые содержат зародыши будущих звезд и едва родившиеся звезды, окрашены зеленым цветом. В «зеленых» областях возникает излучение сложных органических молекул — так называемых полиароматических углеводородов. Каждая зеленая область — окрестности одной молодой звезды или целого скопления. Сложные молекулы содержатся в том родительском газе, где была рождена звезда (или скопление), они освещаются ею и излучают в ИК-диапазоне. На Земле точно такие же молекулы можно обнаружить в составе автомобильных выхлопов и обуглившихся на костре сосисок. Вообще, везде, где есть углеродосодержащие молекулы, сгоревшие не до конца, мы найдем полиароматические углеводороды.

Также на фотографии мы видим искривленные темные борозды на фоне зеленых туманностей. Борозды на самом деле представляют собой «пузыри». Это пустые области, из которых звездный ветер от молодой звезды выдул родительское вещество — пыль и газ. Сами молодые звезды видны на снимке как желтые и красные точки. Клочковатые комочки красного цвета, которые наполняют большую часть пузырей, — это излучение частичек пыли, состоящих из графита.

Голубые пятнышки, разбросанные по фотографии, — это отдельные, уже взрослые звезды Млечного Пути, а бело-голубой туман в центре Галактики — их рассеянный свет. Поскольку в центре Галактики звезд больше, то и туман в центре более концентрированный. Если приглядеться повнимательнее и увеличить масштаб, то можно увидеть оранжевые округлые пятна — это пылевые оболочки вблизи умирающих или уже умерших звезд.

Изображение, полученное «Спитцером», превосходит по качеству все когда-либо полученные инфракрасные изображения, поскольку чувствительность инструментов «Глимпс» и «Мипсгал» (то есть способность детектировать даже слабое излучение) беспрецедентно высока, угловой размер этого изображения не имеет аналогов в своем классе, а пространственное разрешение этой фотографии (возможность различить на ней далекие объекты) также высочайшее. По словам руководителя группы «Мипсгал» Шона Карея (Sean Carey), сейчас мы можем видеть целое звездное скопление там, где раньше видели просто одиночную светлую точку.

Данные «Спитцера» — это не только потрясающе интересное изображение. Все снимки будут использованы для поиска ответов на фундаментальные научные вопросы: как образуются массивные звезды (звезды малой массы здесь просто не видны), сколько спиральных рукавов имеет Млечный Путь, с какой скоростью в нем идет процесс звездообразования и многие другие. А поскольку в настоящее время ни у НАСА, ни у кого бы то ни было еще нет планов по созданию космического ИК-телескопа, качество которого превзошло бы качество «Спитцера», эти данные — лучшее из того, что мы имеем на сегодняшний день и будем иметь в обозримом будущем. Эпоха «великих инфракрасных открытий», которая наступит вскоре после начала массовой интерпретации полученных «Спитцером» данных, не за горами!

[Tuflya07]

Часть земной атмосферы оказалась родом из космоса
Ученые установили, что часть земной атмосферы родом из космоса. Статья ученых опубликована в журнале Science, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW.

Считается, что после того, как Земля сформировалась, атмосфера появилась в результате вулканической активности. При этом она преимущественно состояла из газов, которые присутствовали в протопланетном диске, окружавшем молодое Солнце. Позже к формированию атмосферы подключились живые организмы.

В рамках исследования ученых интересовало соотношение различных изотопов инертных газов ксенона и криптона в образцах древней атмосферы, которые сохранились в земной толще на большой глубине. Эти образцы были добыты из колодцев в штате Нью-Мексико. Полученные результаты сравнивались с данными аналогичных исследований газа в межпланетном пространстве, выполненных космическими аппаратами.

Оказалось, что эти соотношения отличаются. Данный факт, по мнению ученых, указывает на то, что в формировании атмосферы участвовали внешние источники. На роль таких источников ученые предлагают метеориты и кометы - соотношение изотопов ксенона и криптона в этих телах, образовавшихся примерно 4,5 миллиарда лет назад, совпадает с полученным исследователями.

Ученые считают, что часть атмосферы могла прибыть на Землю во время так называемой поздней тяжелой бомбардировки (Late Heavy Bombardment), которая произошла 3,9 миллиарда лет назад. Тогда, предположительно в результате изменений орбит планет Солнечной системы, многие небесные тела подверглись метеоритным дождям.

Совсем недавно ученым удалось решить еще один интересный вопрос, касающийся земной атмосферы. Речь идет о так называемом парадоксе тусклого Солнца. За последние 4,5 миллиарда лет светимость Солнца возросла примерно на четверть. Несмотря на распространенность парниковых газов на заре появления жизни, из-за слабости светила Земля должна была замерзнуть. Исследователи установили, что это не произошло из-за высокой плотности атмосферы в то время.

[SCAH]

Светлое пятно неизвестного происхождения наблюдается в атмосфере Венеры.

Его видно в ультрафиолетовых лучах. Но ученые не знают, что стало причиной появления пятна, и надеются на дальнейшие наблюдения.
На южном полушарии Венеры образовалось непонятное светлое пятно. Оно наблюдается в ультрафиолетовых лучах, а причины его появления пока неизвестны.

Как сообщает New Scientist, 19 июля пятно первым заметил астроном-любитель Франк Мелилло из Хотсвилла (штат Нью-Йорк). После этого исследованием неизвестного объекта занялся аппарат Venus Express — единственный аппарат, вращающийся вокруг Венеры. Первое изучение пятна показало, что оно появилось по крайней мере за четыре дня до того, как его заметил Мелилло.

К концу прошлой недели пятно заметно увеличилось в размерах, но определить причины его появления астрономы до сих пор не могут и ждут новых данных от Venus Express.

Можно было бы предположить, что пятно — следствие падения метеороида, но тогда сложно объяснить его светлую светимость в ультрафиолетовых лучах. По словам работающего с данными Venus Express астронома Санджея Лимэя из Висконсинского университета в Мэдисоне, в результате падения метеороида в ультрафиолете, скорее, появилось бы темное пятно. А светлое может дать разве что очень большое содержание в месте удара льда, который поднялся в атмосферу.

Возможны варианты
Причиной появления пятна может быть активность Солнца. Поток заряженных частиц способен изменить свойства верхнего слоя атмосферы Венеры.

Также светлое пятно могло возникнуть в результате извержения вулкана. На Венере вулканов больше, чем на любой другой планете в Солнечной системе, а 90% ее поверхности покрыто базальтами от прошлых извержений. Но если в этот раз пятно образовало действительно извержение, то его силы должно было оказаться достаточно, чтобы повлиять на атмосферу на высоте порядка 65−70 км.

«Что-то необычное произошло на Венере. К сожалению, мы не знаем, что случилось», — резюмировал Лимэй.

Спектрометры, установленные на Venus Express, способны найти причину непонятного события. Эти инструменты могут показать распределение химических элементов в атмосфере, в частности — диоксида серы, который мог бы указать на извержение вулкана. Но даже в этом случае не факт, что получится сделать однозначные выводы.

По словам Лимэя, в атмосфере Венеры уже не раз замечались яркие пятна. Один из последних случаев произошел в январе 2007 года.

«Все это показывает, насколько мало мы знаем о Венере», — резюмирует ученый.

А на Юпитере — черное
В ночь на 20 июля другой астроном-любитель Энтони Уэсли из Австралии заметил в окрестностях южного полюса Юпитера необычное черное пятно. Затем наблюдения с помощью инфракрасного телескопа IRTF (Infra-Red Telescope Facility) показали все характерные признаки столкновения. Скорее всего, на поверхность Юпитера упала комета.

Последний раз нечто подобное наблюдалось 15 лет назад, когда в Юпитер один за другим врезались два десятка обломков кометы Шумейкеров-Леви-9.

[SCAH]

Мировой океан наполнили кометы
Ученые наконец выяснили, какие объекты били по Земле и Луне во время поздней тяжелой бомбардировки. Это были кометы, а не астероиды. И воды они могли принести ровно столько, чтобы наполнить Мировой океан.
Трудно поверить, но возраст Солнечной системы ученым известен с огромной точностью — около 0,02%. Крохотные пылинки слиплись в многометровые каменные глыбы 4568 млн лет назад — не 4565 и не 4570. Об этом говорит относительное содержание продуктов радиоактивного распада в метеоритах одного из типов — углистых хондритах. Эти небесные булыжники слишком малы, чтобы расплавиться от радиоактивности, потому в них не было позднего перемешивания вещества, и точное измерение содержания изотопов дает точную оценку возраста.

За образованием этих каменных глыб последовал достаточно стремительный процесс появления собственно планет. Булыжники слипались в утесы, утесы — в нечто похожее на астероиды, а те постепенно собрались в крупные тела наподобие Земли или Марса. Объекты—предшественники планет оказались в нужном месте и были самыми крупными телами в своих окрестностях, а потому и собрали на себя основную часть протопланетного материала.

А примерно через 60 млн лет после появления Земли, когда мантия уже успела отделиться от плотного ядра, в нашу планету врезалось какое-то крупное тело — по расчетам, примерно марсианских размеров. Зримым свидетельством этого исполинского столкновения является Луна, собравшаяся на орбите из брызг земной мантии, поднятой этим ударом.

Дневник космических ударов
А вот что было дальше, известно не очень хорошо. Понятно, что удары комет и астероидов по крупным телам Солнечной системы продолжались и после их окончательного оформления. В конце концов, продолжаются они и сейчас, и 101 год назад очень убедительное тому подтверждение обозначилось в изъеденном гнусом небе над Подкаменной Тунгуской. Однако очень яркая геологическая история нашей планеты вместе с многообразными процессами выветривания скрыла почти все следы прошлых катаклизмов.

Другое дело Луна, где нет ни дождей, ни ветров, ни вулканизма. По выражению директора Института астрономии РАН Бориса Шустова, это «настоящий дневник архивных записей» о прошлой метеоритной бомбардировке. И дневник показывает, что активность этой бомбардировки достигла максимума примерно 3,8−3,9 млрд лет назад, через 600−700 млн лет после образования естественного спутника Земли.

Именно в этот момент астероиды последний раз кардинально перепахали лик Луны, оставив на ее поверхности самые древние кратеры и лунные моря, образовавшиеся в местах самых крупных ударов. Эту эпоху астрономы уже давно называют поздней метеоритной бомбардировкой. И для Земли, которая куда сильнее Луны притягивает к себе межпланетных странников, эта бомбардировка была еще страшнее, чем для нашего спутника. Правда, по уже упомянутым причинам очевидных следов этого каменного дождя, каких-нибудь гигантских кратеров к примеру, на Земле не осталось.

Иридий из древней коры
Однако не такие заметные следы все-таки есть, и главный из них в химическом и изотопном составе земной коры. Общепринято самые древние ее участки, сохранившиеся на поверхности, датируются временем как раз примерно 3,8 млрд лет назад. Один из таких участков — это гранитный купол Исуа на юго-западе Гренландии и окружающий его зеленокаменный пояс. Именно здесь Уффе Гроэ Йергенсен из копенгагенского Института имени Нильса Бора и его коллеги из Дании и Японии отобрали несколько образцов осадочных пород. Результаты анализа этих камней описаны в статье, принятой к публикации в журнале Icarus.

Ученые сосредоточились на одном компоненте этой породы, измерив в ней содержание иридия. Естественное содержание иридия в земных коре и мантии практически нулевое, и появление этого элемента в осадочных породах всегда является следом бомбардировки малым космическим телом. Например, именно обнаружение Уолтером Альваресом иридия в породах на границе мелового и палеогенового периодов убедило большинство ученых в истинности астероидной теории вымирания динозавров.

Как выяснили Йергенсен и его коллеги, среднее содержание иридия в образцах из Исуа составляет около 150 (массовых) частей на триллион (ppt). Это примерно в семь раз превосходит среднее содержание иридия в океанической коре — коре, которая по большей части гораздо моложе гренландских пород, сформировалась из глубинных слоев мантии и ничего не помнит о поздней тяжелой бомбардировке.

Таким образом, в породах Исуа явно присутствует небесный сигнал. Более того, это породы осадочные, сформировавшиеся либо из отложений на дне древнего моря, либо из наносов доисторических рек, питавшихся с обширных территорий зеленокаменного пояса. По этой причине Йергенсен и его коллеги полагают, что это измерение отражает среднее содержание иридия в земной коре того времени, а не какое-то локальное значение.

Кометные снаряды
А далее датские и японские коллеги делают основные выводы. Исходя из концентрации иридия в древней земной коре и образцах лунных пород, доставленных на Землю 40 лет назад в рамках программы «Аполлон», ученые разрешают важнейший вопрос о том, какие объекты бомбардировали Луну и Землю почти 4 млрд лет назад. Планетологи уверенно доказывают, что это были ледяные кометы, а не каменные астероиды.

Дело в том, что эти две популяции различаются не только физической природой, но и характерными орбитами. В окрестностях Земли типичные кометы летят со скоростью почти вдвое большей, чем астероиды. При этом вторая космическая скорость (скорость убегания) на Луне в пять раз меньше, чем на Земле.

По этой причине удар по Луне — что кометы, что астероида — приводит на деле не к увеличению массы спутника, а к ее потере. 50% астероидов и 100% комет падают со скоростями, которые рождают выбросы со скоростью больше скорости убегания. Однако даже удары астероидов в среднем выбрасывают больше вещества, чем привносят; с кометами еще хуже.

С Землей лишь 10% астероидов и 50% комет сталкиваются со скоростями, которые приводят к выбросам, покидающим планету. При этом лишь в случае с астероидами баланс оказывается положительным — в среднем бомбардировка приводит к увеличению массы Земли. В случае с кометами дебет с кредитом сходятся: на каждую тонну падающих комет Землю покидает примерно тонна вещества. Но лишь половина этой тонны — вещество кометы. Оставшиеся полтонны, в том числе богатая иридием пыль, оседают на Земле.

Как вычислили Йергенсен и его коллеги, измеренное содержание иридия в древней земной коре (150 ppt) и лунном грунте (10 ppt) можно объяснить, только допустив, что подавляющую часть агентов поздней метеоритной бомбардировки составляли кометы.

Океан с давних пор и поныне
При этом несложно вычислить, и сколько вообще кометного вещества упало на Землю: получается что-то в районе 2 тыс. т на каждый квадратный метр поверхности, из которых 1 тыс. т на ней осталась. Эта тысяча тонн на квадратный метр на 80% состояла из воды, а значит, кометной бомбардировки было достаточно, чтобы создать Мировой океан средней глубиной примерно с километр.

Но даже не это самое интересное. Теория, развитая учеными в этой работе, предсказывает и площадь Мирового океана. При бомбардировке начинает работать своего рода механизм самоконтроля. Если комета попадает в океан, это падение лишает Землю большего количества воды, чем приносит сама комета. Если космическая ледышка падает на твердую поверхность, приток воды оказывается положительным.

Баланс наступает, если океан примерно равен суше, то есть после великой кометной бомбардировки водой должно быть покрыто около 50% поверхности планеты. Таким образом, и средний по планете столб в 1 км воды превращается примерно в 2 км средней глубины океана.

Сейчас вода покрывает около 75% поверхности Земли, средняя глубина океана — около 3,5 км. Это, конечно, не 50% и 2 км. Но и не 1% и 1 м. И не 99% и 1000 км. Для простого теоретического расчета совпадение просто замечательное. Может, именно поздняя бомбардировка определила нынешний облик Земли?

[SCAH]

Черная дыра рождает звезды в долг

Астрономы увидели, как сверхмассивная черная дыра помогает рождению звезд в соседней галактике. Помощь не безвозмездная — рано или поздно дыра захватит соседку, и ее звезды составят положенную дыре по ранжиру свиту.
За последние десятилетия ученые убедились, что в центре каждой уважающей себя галактики находится сверхмассивная черная дыра. Иногда она сидит тихо и проявляет себя лишь по движению звезд в окрестностях галактического центра – как, например, центральный темный объект нашей собственной Галактики, масса которого около 4 миллионов масс Солнца.

Иногда она встречается с облаком газа или разрывает своим притяжением звезду, рискнувшую подобраться к «монстру» слишком близко. В этом случае падающий в дыру газ закручивается в так называемый аккреционный диск, разогревается до очень высоких температур и начинает ярко светиться, прежде чем пропасть за горизонтом событий. Такие объекты называются активным галактическими ядрами.

Самые яркие дыры
Иногда газа в окрестностях дыры оказывается так много, что дыра даже не в силах проглотить его полностью. И ей приходится выбрасывать излишки. Так как аккреционный диск давит на эти излишки с боков, им не остается ничего иного, как вылетать в виде двух тонких струй, так называемых джетов, перпендикулярных плоскости диска. Такие джеты очень часто видны в окрестностях самых ярких активных ядер – квазаров.

Эти объекты открыли около полувека назад. Светит квазар так ярко, что различить на его фоне саму галактику долгое время не представлялось возможным. Что это такое, астрономы гадали не одно десятилетие. Поначалу их даже приняли за какие-то необычные звезды, отсюда и название (англ. quasar, quasi-stellar object, «как бы звездный объект»), но потом выяснилось, что расстояние до квазаров – миллиарды световых лет.

Примерно 20−30 лет назад благодаря работам отечественных теоретиков Рашида Алиевича Сюняева и Николая Ивановича Шакуры, а также британца Мартина Риса, ныне королевского астронома Великобритании, стало ясно, что только падение газа на черную дыру может дать квазару достаточно энергии. А потом подоспели и наблюдатели, телескопы которых смогли наконец различить вокруг квазаров свет звезд их хозяйских галактик.

Яйцо и курица
По мере того как астрономы накапливали данные о квазарах и окружающих их звездах, стала выявляться странная связь между свойствами тех и других. Как оказалось, масса центральной черной дыры очень четко соответствует количеству окружающих ее звезд. Масса черной дыры почти всегда в 700 раз меньше, чем масса центрального звездного роя («балджа») хозяйской галактики. Это соотношение выполняется с разбросом примерно в два раза в ту и другую сторону; в астрономии, где разброс величин может достигать многих порядков, такая зависимость считается «очень четкой».

Причина этой странной связи считается одним из ключевых вопросов современной астрономии. Что прежде – яйцо или курица? Звезды подстраиваются под массу черной дыры, или дыра съедает ровно 1/700 часть окружающих ее звезд и ни грамма больше? Ведь и дыра со временем растет, поедая газ, и звезд рождается все больше и больше. И куда мы ни глянем – соотношение выполняется, как будто рост массы дыры и количества звезд согласован.

Есть намеки, что в самом далеком прошлом дыры все-таки были массивнее, чем «положено», а значит, это звезды догоняли рост дыры. Однако астрономы пока еще сами не уверены в таком результате: самые древние наблюдаемые нами объекты – они же самые далекие, и видно их плохо. Может, мы чего не учли, не различили часть звезд или обратили внимание лишь на самые массивные дыры?

Голая дыра
Несколько лет назад ученые, показалось, нашли объект, который поможет разрешить загадку. Он носит название HE0450−2958 и расположен на границе южных созвездий Эридана и Резца, но только далеко за пределами нашей звездной системы – в 3,2 миллиарда световых лет от нас. Это квазар, который светится, как несколько сотен миллиардов Солнц. Черная дыра в его центре примерно в 60 миллионов раз массивнее нашей звезды.

HE0450−2958 – уникальный объект. На сегодняшний день это единственный квазар, у которого до сих пор не удалось найти хозяйскую галактику, несмотря на все ухищрения наблюдателей. А если верить соотношению между массой дыры и полной светимостью окружающих ее звезд, увидеть мы ее должны. Зато относительно недалеко от квазара, примерно в 22 тысячах световых лет, они нашли небольшую галактику, а прямо в его окрестностях – крупное облако газа.

Исследовавшие этот объект ученые даже предположили, что HE0450−2958 – это первая «голая» черная дыра, без хозяйской галактики. И принялись исследовать ее с удвоенной силой в надежде, что она поможет разобраться в происхождении загадочной связи. Может быть, квазар покажет нам, как черная дыра «строит» вокруг себя богатую звездами галактику?

Из-под пыли
В работе, опубликованной в европейском журнале Astronomy & Astrophysics, астрономы представили результаты этих исследований. Они изучили HE0450−2958 в видимых и инфракрасных лучах, воспользовавшись 8−метровым телескопом VLT Южной европейской обсерватории в Чили и космическим телескопом имени Хаббла на околоземной орбите.

Инфракрасные наблюдения позволяют заглянуть за пелену пыли, которая могла бы скрывать хозяйскую галактику квазара – ведь не исключено, что она там есть, просто пыль скрывает от нас свет звезд. Для инфракрасных лучей пыль почти прозрачна – однако увидеть хозяйскую галактику все равно не получилось.

«Мы ничего не нашли, – говорит ведущий автор работы Кнуд Янке из Института астрономии германского Общества имени Макса Планка. – Вместо этого мы увидели, как соседняя с квазаром галактика рождает звезды с умопомрачительной скоростью». Соседка производит на свет по несколько сот светил в год – это в сотни раз больше, чем у обычных галактик тех же размеров.

Вспоможение себе
Ученые подозревают, что близость к квазару и звездный «бэби-бум» – вещи связанные. Еще раньше было известно, что одна из струй, истекающих из HE0450−2958, бьет точно в диск галактики-соседки. При этом она поставляет туда некоторое количество вещества и, что более важно, огромный поток энергии.

По мнению специалистов, именно эта энергия и может служить тем спусковым крючком, который запускает процесс рождения новых светил. Детали этого процесса пока не очень ясны, и механизмов такого индуцированного звездообразования предложено немало. Например, поток энергии может сжать вещество, запустив в галактике гигантскую звуковую волну сжатия. А может быть, он меняет свойства газа, позволяя ему эффективно охлаждаться, сжиматься и в конечном счете превращаться в новые звезды. Так или иначе, совпадение вряд ли случайно.

И, между прочим, в этом вспоможении звездорождению у квазара есть шкурный интерес. Соседняя галактика так близка к квазару, а их относительная скорость движения так невелика, что сомнений не остается – рано или поздно галактика и квазар сольются воедино. Звезды в этой единой системе перераспределятся, и вокруг сверхмассивной черной дыры появится полноценное звездное семейство.

Правда, конкретно в этом случае звезд рождается маловато для того, чтобы обеспечить необходимый синхронный рост квазара и окружающей его галактики. Но это не беда – в галактике есть и другие звезды, и все они рано или поздно будут кружиться вокруг черной дыры. Не так ли выросли и другие пары «черная дыра – звездная система»?

[SCAH]

Галактический резонанс написал во Вселенной букву «Х»

На хаббловском снимке спиральной галактики, которую видно с ребра, проявилась непонятная, но отчетливо видимая буква «Х». Астрономы полагают, что это образование — не привет Хабблу от Вселенной, а результат резонанса в движении звезд по своим орбитам.
Среди тысяч фотографий самых разных небесных объектов, которые телескоп имени Хаббла получил за два десятка лет работы в космосе, портреты галактик пользуются особой любовью публики. Когда в январе руководство проекта в честь начала Всемирного года астрономии предложило всем желающим выбрать следующий объект для съемки через интернет-голосование, галактики легко обошли запутанные области звездообразования и цветастые планетарные туманности. Двойная галактика под номером 274 из каталога Хэлтона Арпа победила с почти трехкратным отрывом от ближайшего преследователя – и в начале апреля телескоп по заказу интернет-сообщества сделал снимок.

Галактика из Волос
На фотографии, которую в среду опубликовал Европейский информационный центр космического телескопа, также представлена галактика. Она носит обозначение NGC4710, находится примерно в полусотне миллионов световых лет от Земли в направлении на созвездие Волосы Вероники и принадлежит крупнейшему в наших вселенских окрестностях скоплению Девы.

NGC4710 – спиральная галактика, видимая с ребра. На снимке, который сделала Улучшенная камера для обзоров ACS космического телескопа, хорошо виден и тонкий диск из молодых звезд, изъеденный прожилками парящей в их свете пыли, и яркое вздутие в центре галактики, известное как «балдж», и сплюснутое гало старых звезд, простирающееся далеко за границы кадра. Так с ребра выглядела бы и любая другая спиральная или линзовидная галактика, даже наша собственная.

Но главная «изюминка» этого снимка в другом. С первого взгляда ее можно даже и не заметить. Приглядитесь к картинке повнимательней: над и под плоскостью диска от центра этой галактики отходят четыре едва заметных светлых полосы, которые вместе образуют что-то вроде буквы «Х» галактических масштабов. Судя по цвету и другим характеристикам этой «буквы», она состоит из звезд. Что заставило их выстроиться в такую необычную структуру?

Что за Х?
терминология

«Ящиковый» балдж – возможно, и не самый удачный перевод с английского boxy bulge, так что со временем словосочетание «бокси балдж» может перейти в разряд полноправных терминов. Сейчас так астрономы только говорят, а пишут они «балдж с прямоугольными изофотами». Но ведь и слово «балдж» когда-то не решались употреблять в печати.NGC4710 – не единственная галактика с Х-образным центром. Такие объекты редки, но встречаются, и астрономам они известны как один из подтипов галактик с «ящикообразным» балджем, или псевдобалджем. Природа этих образований пока точно не установлена, но большинство специалистов склоняются к мысли, что это центральные перемычки между спиральными рукавами галактик – видимые с ребра и, не исключено, еще и с торца.

Такая интерпретация следует как из наблюдений, так и из компьютерных расчетов, моделирующих эволюцию миллионов звездных орбит в галактиках, похожих на настоящие. Во многих из них на определенном этапе эволюции может появиться структура чуть ли не квадратной формы. Так что «ящикообразные» балджи (псевдобалджи) – просто разрушающиеся галактические перемычки, на которые мы посмотрели в нужное время и под нужным углом.

Что же касается Х-образной формы, то здесь точного ответа пока тоже нет, но предположение имеется. «Скорее всего, речь идет о некотором резонансе в движении звезд по своим орбитам», – пояснил в беседе с Infox.ru научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ) МГУ Иван Катков.

Законное вырождение
На первый взгляд, непонятно, о каком «резонансе» идет речь. Когда вы, например, раскачиваете мост, все ясно: резонанс – это совпадение частот вынуждающей колебательной силы (солдатских сапог, например) и собственных упругих колебаний моста. А какие, казалось бы, частоты есть в звездных орбитах, кроме, собственно, частоты обращения вокруг центра галактики? Оказывается, есть еще как минимум парочка – это частоты колебаний в вертикальном и радиальном направлениях.

Те, кто изучал в школе астрономию, могут помнить, что планеты движутся по вытянутым эллиптическим орбитам. Это замкнутые траектории, так что когда, скажем, Марс завершает полный круг вокруг Солнца, он оказывается на том же расстоянии от светила, где и начал его, и на той же высоте над плоскостью орбиты Земли. То есть планета не только вращается, но и совершает колебания – радиальные (к Солнцу – от Солнца) и вертикальные (вверх-вниз).

в случае замкнутой траектории частоты этих колебаний совпадают друг с другом и с частотой обращения вокруг Солнца (иначе орбита не была бы замкнутой), так что о каких-то колебаниях можно и не задумываться. Однако не все знают, что замкнутость планетных орбит – в некотором смысле случайность. Если бы закон всемирного тяготения был бы не законом обратных квадратов, а законом обратных кубов или даже квадратов с небольшой добавкой, орбиты были бы не замкнутыми, а планеты бы в своем беге вокруг Солнца выписывали сложные розетки.

В этом случае частоты вертикальных и радиальных движений могут не совпадать ни друг с другом, ни с частотой обращения вокруг центра. И именно так обстоит дело в случае большинства возможных законов тяготения. И лишь закон обратных квадратов – исключение. Совпадение частот в этом случае даже называется забавным термином «случайное вырождение».

Перекресток троп
Но какое нам дело до вырождения и умозрительных законов тяготения, возразит внимательный читатель: ведь во Вселенной-то работает закон Ньютона! И любые поправки к нему от теории относительности в случае движения звезд по их галактическим орбитам – крохотны.

Действительно, во Вселенной работает закон обратных квадратов Ньютона. Однако галактики – это протяженные объекты, а потому, удаляясь от центра галактики, любая звезда чувствует притяжение все большего числа звезд, оставшихся ближе к центру, чем она сама. Из-за этого сила притяжения падает медленнее, чем по закону обратных квадратов. А частоты вертикальных и радиальных колебаний могут не совпадать ни друг с другом, ни с частотой обращения звезды вокруг центра.

А в тех случаях, когда они совпадают, орбиты могут получаться и замкнутыми. Такие траектории гораздо лучше прочерчены оказавшимися на них звездами – ровно по той же причине, по которой тропинки в лесу утоптаны до смерти всего зеленого, а в поле даже мелкая трава спокойно растет. Такие же топтаные тропинки мы видим и на фото NGC4710.

[SCAH]

Астрономы сделали открытие, в которое сами не верят

Команда космического телескопа Fermi нашла на небе темные галактики, в которых нет звезд, но тлеет темная материя. В находку первооткрыватели пока не верят, а независимо проверить их результаты нельзя — где находятся кандидаты, ученые не раскрывают.
Помимо большого конфликта двух культур — «физиков и лириков», введенного в оборот британцем Чарльзом Сноу ровно 50 лет назад, веками существует и малый конфликт, касающийся исключительно «физиков». Это столкновение между теорией и экспериментом, в котором первые обычно играют роль беспечных либералов, а вторые — ответственных консерваторов.

В последние пару лет в астрофизике этот конфликт нигде не проявляется так отчетливо, как в истории с частицами темной материи, превращение которых в привычное для нас вещество одни ученые видят, а другие нет. Основаны оба убеждения на одних и тех же данных.

Папарацци и PAMELA
Наибольшего напряжения страсти достигли когда международный научный эксперимент PAMELA на борту российского спутника «Ресурс-ДК» обнаружил избыток позитронов высокой энергии в окрестностях Солнца. Они вполне могли рождаться при самопроизвольном распаде или взаимной аннигиляции экзотических частиц, из которых, как предполагается, и состоит темная материя.

Конечно, возможны и другие объяснения, но перспектива «увидеть» невидимое вещество была настолько привлекательна, что ради получения неопубликованных данных PAMELA, слухи о которых ходили в астрофизической среде, многие молодые теоретики пускались во все тяжкие. Некоторые даже фотографировали на мобильники неопубликованные графики PAMELA во время докладов участников проекта на конференциях и на основе этих данных сочиняли теоретические статьи. Таких смельчаков, нарушающих неписаные этические правила научного сообщества, даже прозвали «научными папарацци».

Данные PAMELA в результате все-таки были формально опубликованы, но однозначной трактовки им нет и поныне. Кто-то считает, что это следы темных частиц, кто-то обвиняет в их появлении нейтронные звезды в окрестностях Солнца, кто-то вообще полагает, что речь идет о неучтенных систематических ошибках в работе аппаратуры PAMELA.

Туман, туман
Многие надеялись, что ситуацию прояснит запуск космической обсерватории имени Ферми, которая регистрирует фотоны очень высоких энергий. Они вполне могут рождаться при взаимодействии обычного света с высокоэнергичными заряженными частицами (это так называемое обратное комптоновское рассеяние). И именно так ученые надеялись прояснить ситуацию с данными PAMELA.

Если источником энергичных позитронов и электронов действительно становятся частицы темной материи, то рождаться они чаще должны именно там, где больше темной материи. По современным представлениям, такими местами считают центры галактик. Поэтому астрономы с особым нетерпением ждали, что увидит Fermi в направлении на сердце нашего собственного Млечного Пути. Тем более что намек на большое количество электронов здесь астрономы получили еще несколько лет назад от космического аппарата WMAP.

Fermi вышел на орбиту в июне 2008 года, а собирать научные данные начал спустя несколько месяцев. По правилам группы, данные с телескопа появляются в публичном пространстве лишь спустя год после их получения — с тем чтобы дать возможность «своим» теоретикам снять с них главные научные сливки. Год истекал в начале осени, однако одна группа теоретиков не дождалась и почти повторила историю с «научными папарацци». Если верить статье, появившейся в июле, Fermi действительно видит избыток излучения в направлении на галактический центр. Более того, предварительный анализ показал, что это излучение может рождаться ровно на тех же частицах, которые поймал проект PAMELA.

Когда данные Fermi все-таки были опубликованы, ученые повторили свой анализ и уже более уверенно заявили: помимо «дымки WMAP» существует и «дымка Fermi», в которую неплохо вписывается теория распада или аннигиляции темной материи. На эту работу под руководством Грегори Доблера из Гарвардского центра астрофизики уже не стыдно ссылаться даже серьезным ученым, хотя ее результаты не слишком отличаются от выводов из прежней работы той же группы.

«Мистер Нет»
Есть, правда, одна важная оговорка. Даже если большое количество электронов и позитронов высоких энергий в районе центра Галактики существует (а сомнений в этом все меньше), то их происхождение из частиц темной материи еще надо доказывать. В принципе у них могут быть и другие источники — например, ударные волны от вспышек сверхновых или все те же нейтронные звезды, остающиеся на месте таких взрывов. Центр Галактики должен кишеть и теми и другими — просто потому, что там очень много звезд, некоторые из которых рано или поздно взрываются. И пусть альтернативные модели надо изрядно «притягивать за уши», для многих это все-таки более приемлемое объяснение, чем какая-то там темная материя.

«Доблер и компания вступили на тонкий лед», — предупреждал после выхода их статьи Эллиот Блум, один из немногих чистых теоретиков, входящих в команду эксперимента Fermi. В душе этому человеку наверняка приходится бороться с самим собой — теоретик, который полжизни посвятил именно перспективам косвенного объяснения природы темной материи, он в последнее время стал «мистером Нет» коллаборации Fermi. Именно ему чаще всего приходится комментировать работы вроде статьи Доблера и убеждать коллег и журналистов, что выводы «выскочек» как минимум преждевременны.

По иронии судьбы именно с работы Блума (pdf-файл), представленной от лица коллаборации в виде постера на симпозиуме Fermi -2009 в Вашингтоне, может начаться очередной эпизод в истории с наблюдательным обнаружением темной материи. На результаты этой работы обратил внимание известный рассадник физических слухов — блог Resonaances, который ведет польский физик Адам Фальковский из американского Университета имени Рутгерса.

Темные галактики
Блум справедливо рассудил: чтобы исключить альтернативу с ускорением электронов на ударных волнах, надо смотреть туда, где сверхновые не взрываются. В идеале — туда, где вообще нет звезд, а темная материя быть должна. Если верить теории, такие беззвездные гало темной материи действительно должны окружать нашу Галактику — теория предсказывает в десяток-другой раз больше карликовых галактик, чем наблюдается в действительности.

Чтобы найти то, что не освещают звезды, Блуму и его коллеге Пину Вану пришлось перелопатить весь архив данных Fermi в поисках протяженных объектов, гамма-излучение которых соответствует модели распада или аннигиляции частиц темной материи. При этом такие объекты не должны совпадать с известными источниками, а поток фотонов от них не должен меняться со временем.

Блум и Ван нашли 54 протяженных источника, выделявшихся над фоном как минимум на четыре стандартных отклонения. Последовательно рассмотрев каждый из них, ученые отбросили 50 потенциальных «беззвездных галактик» как несоответствующих выбранным критериям. Остались четыре, которые критериям удовлетворяют. Над фоном все они выделяются даже не на четыре, а на пять стандартных отклонений минимум.

Тем не менее Блум вновь надел маску «мистера Нет» и заключил, что новые темные карлики в данных Fermi за первые десять месяцев не обнаружены. Главный аргумент, который приводит ученый, — несоответствие спектров этих источников выбранным теоретическим моделям распада темной материи.

Тонкий вопрос
Но это ж смешно, полагает Фальковский, — дай нормальному теоретику в руки почти любой спектр, и тот за 15 минут придумает вам модель, которая этот спектр опишет. Про 15 минут — это, конечно, художественное преувеличение, но модели распада и аннигиляции пока действительно дают очень широкое пространство для теоретического маневра.

Возможно, именно поэтому Блум спектров и не дает. Не приводит он в своей работе и координат кандидатов или каких бы то ни было других данных о них.

Все это очень интригует, полагает Фальковский. Блум ведь не говорит, что темных галактик нет, он утверждает лишь, что «в данных Fermi за первые десять месяцев они не обнаружены». Как будет с данными за следующие годы, никто не знает. Ясно лишь, что Блум, как член коллаборации Fermi, получит к ним доступ раньше других.

[Tuflya07]

Существуют доказательства наличия внеземной жизни
Хотя до сих пор нельзя сказать с уверенностью, что мы не одни во вселенной, существуют научные факты, косвенно это подтверждающие.

Еще в 1976 году в образцах породы, взятой с поверхности Марса, были найдены вещества, похожие на отходы жизнедеятельности живых организмов. Повторные пробы не подтвердили результат.

В 1977 году в Университете Огайо (Ohio State University) радиотелескоп зафиксировал неопознанный сигнал из созвездия Стрельца, длящийся 37 секунд. Источник сигнала, прошедшего через 220 миллионов световых лет, неизвестен.

В 1984 году в Антарктиде был найден метеорит, прилетевший с Марса, на котором были обнаружены следы нанобактерий. Внеземное происхождение этих бактерий до сих пор под сомнением.

В 2001 году учеными было дополнено уравнение Дрейка, с помощью которого определяется количество планет, пригодных для жизни. Оказалось, что жизнь теоретически может существовать на сотнях тысяч планет.

В 2002 году российские исследователи доказали, что микробы Deinococcus radiourans способны выжить при уровне радиации, более чем в 2000 раз превышающем смертельный для человека. Более того, через 50 поколений эти микробы адаптируются к пятидесятикратному увеличению излучения. Также было доказано, что при достаточном количестве времени микробы E.coli, которые не относятся к сверхвыносливым, тоже способны адаптироваться к высокому уровню излучения. Это косвенно подтверждает теорию о том, что на Марсе могли существовать живые организмы.

В 2002 году в атмосфере Венеры были обнаружены карбонилы – органические соединения, с большой вероятностью свидетельствующие о присутствии микробов или других живых организмов.

В 2003 году на поверхности Европы, спутника Юпитера, обнаружены соединения серы, которые могут быть следами жизнедеятельности бактерий, родственных тем бактериям, что обитают во льдах Антарктиды.

В 2003 году телескоп в Пуэрто-Рико уловил мощный сигнал из области, расположенной между созвездиями Рыб и Овна, где нет звезд с планетами, подходящими для жизни.

[Tuflya07]

СИДНЕЙ, 8 июля. Австралийские астрономы опубликовали изображение галактики Центавр А в радиодиапазоне, невидимом для человеческого глаза. Об этом, как передает Lenta.Ru, сообщается на официальном сайте Государственного объединения научных и прикладных исследований Австралии (CSIRO).

В рамках исследования ученые использовали данные, собранные радиотелескопом Compact Array, который располагается в восточной части австралийского континента. В общей сложности исследователи совместили 406 отдельных фотографий, сделанных в течение 1200 часов наблюдений. На обработку и окончательное формирование изображения ушло более 10 тыс. машинных часов.

Галактика Центавр А располагается на расстоянии 14 млн световых лет от Земли. В центре этого объекта располагается сверхмассивная черная дыра массой более 50 млн солнечных. Материя, поглощаемая дырой, является основным источником радиоизлучения, которое наблюдают астрономы.

По словам исследователей, полученное ими изображение позволяет оценить масштабы галактики Центавр А. В частности, если бы глаза человека были способны видеть в радиодиапазоне электромагнитного излучения, то данное звездное скопление на небе было достаточно большим: его размеры примерно в 200 раз превосходили бы размеры полного лунного диска.

Изучение неба в радиодиапазоне является важным для понимания процессов, происходящих в космосе. Так, существует большое количество объектов (например, радиопульсары) которые проявляют себя в основном именно в данном диапазоне частот электромагнитного излучения. Совсем недавно астрономам удалось зарегистрировать уникальное явление — взрыв сверхновой, который был виден только в радиодиапазоне. Взрыв произошел в небольшой галактике неправильной формы M82, которая располагается на расстоянии 12 млн световых лет от Земли.

[Tuflya07]

Частный грузовой корабль отправится к МКС в 2010 г.


Частная компания Space Exploration Technologies (SpaceX) объявила, что полёт её грузового космического корабля Dragon к Международной комической станции (МКС) состоится между маем и ноябрём 2010 года.. Первые тренировки по работе с аппаратом, который в зависимости от поставленной задачи может иметь до 80 двигателей малой тяги, прошли с участием астронавтов NASA в октябре, чтобы обучить экипаж станции взаимодействовать с капсулой Dragon, пока она будет присоединена к МКС.


Уже определены астронавты, которые будут находиться на орбите во время первого визита в космос Dragon в рамках программы COST (Commercial Orbital Transportation Services – Коммерческий орбитальный транспортный сервис). Разработанный SpaceX в сотрудничестве с NASA аппарат Dragon будет состыкован с МКС при помощи роботизированной руки станции. Согласно контракту с космическим агентством, в общей сложности планируется провести три демонстрационных полёта. Затем в случае успеха последуют ещё 12 миссий между 2010 и 2015 годами. Стоимость сделки NASA со SpaceX составляет $1,6 млрд. Ракетой-носителем выступит Falcon 9.

[Tuflya07]

Впервые составлена полная карта Меркурия

Ученые составили первую полную карту поверхности Меркурия. Она была собрана из почти тысячи фотографий, переданных аппаратами "Мессенджер" и "Маринер 10". Итоговую карту можно посмотреть здесь (306 Кб). "Кусочки", из которых ее составили, доступны на сайте Американского географического общества. Подробности процесс составления карты приведены в пресс-релизе на сайте проекта "Мессенджер".

В общей сложности исследователи использовали 917 изображений, снятых при различных условиях освещения и с разным разрешением (от 100 до 900 метров). Для того чтобы составить из имеющихся фотографий единую карту, была использована специальная технология, применяемая в картографии. Исследователи отыскивали на нескольких снимках одну и ту же деталь (так называемую контрольную точку) и затем выравнивали все фотографии, где она присутствует, так, чтобы получить непрерывное изображение. Всего было задействовано 5301 контрольная точка.

Итоговая карта покрывает 97,7 процента поверхности планеты. Ее пространственное разрешение составляет 500 метров, а максимальная ошибка не превышает 100 метров. Ученые постепенно уточняют карту, используя для этого фотографии, не использованные ранее. В настоящее время астрономы уже начали давать имена объектам, обнаруженным при изучении карты.

Зонд "Мессенджер" в последний раз пролетел мимо Меркурия в сентябре 2009 года. Это был уже третий по счету пролет аппарата, запущенного в 2004 году, над поверхностью ближайшей к Солнцу планеты. "Мессенджер" пролетел на высоте 228 километров.

[SCAH]

Астрономы нашли первую «суперземлю» с атмосферой


Зарегистрирована необычная экзопланета GJ1214b у красного карлика, расположенного в 40 световых годах от Земли. Открытие принадлежит группе астрономов из США, Франции, Дании и Швейцарии.

К «суперземлям» принято относить экзопланеты с массами от одной до десяти земных; GJ1214b по массе превосходит нашу планету в 6,55 раза. Ее звезда, красный карлик GJ1214, в пять раз уступает Солнцу по размерам и более чем в 300 раз — по светимости, а температура его поверхности составляет всего 3 000 К.

Новая «суперземля» была обнаружена транзитным методом с помощью массива MEarth — восьми любительских 40-сантиметровых телескопов, размещенных на территории Аризоны (США). Для определения характеристик GJ1214b использовался более точный прибор — спектрограф HARPS, установленный на 3,6-метровом телескопе в чилийской обсерватории Ла-Силла.

Как выяснилось, экзопланета совершает полный оборот вокруг звезды за 38 часов, а радиус ее орбиты равняется двум миллионам километров (радиус орбиты Земли, напомним, достигает 150 млн км). Температуру поверхности GJ1214b авторы оценили в 200?C, а радиус — в 2,7 земного. Расчет плотности планеты показывает, что бóльшая ее часть должна состоять из воды, причем некоторая доля этой воды может находиться в экзотических модификациях (скажем, принимать форму льда VII).

При обработке результатов наблюдений авторы обнаружили, что измеренный радиус экзопланеты превышает значения, предсказываемые теоретическими моделями; на основании этого и был сделан вывод о наличии водородно-гелиевой атмосферы толщиной приблизительно 200 км, масса которой составляет лишь 0,05% от массы GJ1214b. Для того чтобы доказать факт существования атмосферы, ученым потребуются дополнительные наблюдения, выполнить которые может, к примеру, космический телескоп «Хаббл».