меню содержание news234 news235 news236
Размеры камней на Титане определили новым методом
|
Зонд Huygens, отделившийся от корабля Cassini, 14 января 2005 г. совершил посадку на поверхность
Титана. Во время спуска в плотной атмосфере Титана аппаратура Huygens'а работала с полной нагруз-
кой, чтобы потом специалисты могли, обработав эту информацию, сделать выводы о том, что проис-
ходит на этом самом большом спутнике Сатурна, каков его состав, строение и история существования.
Изначально не предполагалось, что Huygens выдержит удар о поверхность ( была, кстати, вероятность,
что он опустится в озеро или море какой-нибудь углеводородной жидкости). Но Huygens пережил по-
садку и продолжил передачу информации на зонд Cassini для дальнейшей ее ретрансляции на Землю.
Cassini собирал данные в течение 71 минуты после приземления. Пока Кассини не скрылся за горизон-
том, он получал данные о деталях поверхности Титана ( от 1 м до 2 км к западу от места приземления
зонда Huygens ).
Как оказалось, из присланных Huygens-ом данных ученые смогли извлечь больше информации, чем
планировалось ранее. В частности специалистам Европейского космического агентства удалось оп-
ределить средний размер камней, лежащих рядом с местом посадки зонда. Это было сделано "косвен-
ным методом", а именно по отражению радиосигнала от поверхности Титана в окрестностях лежаще-
го на грунте зонда. Этот радиосигнал Huygens посылал на зонд Cassini, но часть радиоволн пошла вниз,
отразилась от поверхности Титана и лишь потом попала на приемную антенну Cassini. Таким образом,
сигнал как бы разделился на два, один из которых пошел прямо на приемную антенну Cassini, а второй
предварительно отразился от окружающих Huygens камней. Эти две радиоволны от одного и того же
источника интерферировали друг с другом, и по интерференционной картине ученые смогли опреде-
лить размер камней, на которых произошло отражение сигнала. Оказалось, что участок вокруг зонда
Huygens довольно ровный и по нему разбросаны камни размером от 5 до 10 см в поперечнике.
Таким образом был фактически случайно найден новый метод исследований поверхности космичес-
кого объекта, который можно будет использовать в других космических миссиях с участием спускае-
мых аппаратов. И никакого нового оборудования для этого не понадобится.
ссылки:
universetoday.com/2006/07/25/huygens-data-used-to-measure-titans-pebbles
esa.int/esaCP/SEM23SVT0PE_index_0.html
astronet.ru/db/msg/1211213
Большой Взрыв мог быть на 2 миллиарда лет раньше
|
M33 - robgendlerastropics.com/M33colormosaic16L.jpg
Наша Вселенная может оказаться на 15% обширней и старше, чем считалось до сих пор. В пользу тако-
го заключения свидетельствуют новые измерения расстояния до одной из ближайших галактик - М33
(NGC 598) из созвездия Треугольника.
Группа американских, польских, канадских, британских и немецких астрономов, которую возглавлял
Альчесте Бонанос (Alceste Bonanos) из Института Карнеги (Carnegie Institution) в Вашингтоне, использо-
вала данные сразу нескольких телескопов, включая 10-метровый "Кек-II" (Keck-II), установленный на
вершине потухшего вулкана Мауна-Кеа ( Гавайские острова), чтобы вычислить дистанцию, отделяю-
щую нас от некоторых специфических пар звезд в галактике Треугольника ( Triangulum Galaxy, 'triangulum'
- это "треугольник" по-латински).
Световые, скоростные характеристики, а также измерения температуры излучения послужили основой
для вычисления массы и истинной яркости двойной системы, в которой звезды-гиганты (спектрально-
го класса "О", главной последовательности, с массами 33 и 30 масс Солнца и диаметрами в 12 и 9 сол-
нечных диаметров соответственно) периодически затмевают друг друга ( раз в пять дней ). Сравнивая
эту вычисленную яркость с наблюдаемой, ученые выяснили, что галактика на самом деле находится
от нас в 3,14 миллиона световых лет ( 964+/-54 килопарсека ). Это приблизительно на полмиллиона
световых лет дальше, чем считалось до сих пор ( 2,6 миллиона световых лет). Со статьей можно озна-
комиться на сайте arXiv.org, она принята для публикации в "Астрофизическом журнале" ( Astrophysical
Journal - ApJ )
Предыдущее значение было получено с использованием постоянной Хаббла ( соответствующий закон
сформулировал в 1929 году Эдвин Хаббл (Edwin Hubble), изучивший разбегание галактик, и с 1950-х го-
дов значение постоянной Хаббла практически не пересматривалось). Для того, чтобы вычислить рас-
стояние до далекой галактики с использованием постоянной Хаббла, необходимо рассмотреть несколь-
ко связанных уравнений, а в качестве эталонного ( для калибровки ) включить расстояние до какого-
-нибудь более близкого объекта, например, Большого Магелланова облака. При таком подходе шаг за
шагом могут накапливаться ошибки. Чтобы избавиться от них, и был развит новый независимый ( бо-
лее прямой, простой и точный) метод. Работа заняла около 10 лет. M33 была изучена в оптическом и
инфракрасном диапазонах, проверкам и перепроверкам подверглись те измерения, что обычно счита-
ются само собой разумеющимися.
Если довериться новому значению расстояния до M33 (а это самое дальнее расстояние, которое до сих
пор удавалось измерить непосредственным образом), то придется пересмотреть и значение константы
Хаббла - оно должно уменьшиться на 15 процентов, значит, и возраст Вселенной может стать больше
на 15 процентов, чем считалось ранее ( если наиболее общепринятой оценкой возраста Вселенной в
настоящее время являются 13,7 миллиарда лет, то новая работа дает оценку в 15,8 миллиардов лет ).
M33.
Фото телескопа орбитального аппарата GALEX ( Galaxy Evolution Explorer ).
NASA/JPL-Caltech - photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA03033
"Ошибка наших расчетов - в пределах 6 процентов, и это довольно неплохо", - говорит один из авто-
ров исследования Кржиштоф Станек (Krzysztof Stanek) из Университета штата Огайо ( Ohio State Univer-
sity - OSU ). В дальнейшем планируется проделать те же самые вычисления для какой-нибудь другой
звездной системы в M33 ( и таким образом еще уменьшить ошибку), либо "переключиться" на еще бо-
лее близкую галактику - туманность Андромеды. Впрочем, найти другую столь же подходящую двой-
ную систему не так-то просто, и все это может потребовать еще по крайней мере двух лет.
Только дождавшись новых измерений и подтверждений со стороны независимых групп исследовате-
лей, можно будет говорить, что переворот в космологии действительно состоялся.
ссылки:
grani.ru/Society/Science/p.109593.html
ru.arxiv.org/abs/astro-ph/0606279
newscientistspace.com/ big-bang-pushed-back-two-billion-years.html
researchnews.osu.edu/archive/biguni.htm
science.monstersandcritics.com/news/1186829.php
universetoday.com/2006/08/07/the-universe-could-be-larger
membrana.ru/lenta/?6261
по теме:
Ученые определяют траектории ближайших спиральных галактик - М31 и М33
На смену черным дырам приходят магнитосферные коллапсары MECO
|
Устройство квазара Q0957+561 в представлении художника.
Иллюстрация Christine Pulliam (CfA)
Самые мощные источники излучения, испускающие фотоны в широчайшем спектральном диапазоне, -
квазары, безоговорочно царившие когда-то в юной Вселенной, светят нам до сих пор - их радиация су-
мела добраться до Земли спустя многие миллиарды лет. И хотя эти "квазизвездные" источники, рас-
сматриваемые в оптические телескопы, кажутся всего-навсего заурядными звездочками, фактически
они представляют собой ярко светящиеся центры древних галактик. Ну а в современной нам локаль-
ной части космоса ничего подобного уже давно не наблюдается.
Согласно современным теориям, пылающие ядра квазаров состоят из раскаленных газовых дисков, по
спирали падающих на сверхмассивные черные дыры ( этот процесс именуют аккрецией вещества на
компактный объект). При этом какая-то часть газа с релятивистскими скоростями выбрасывается нару-
жу в виде двух струй-джетов (jets) в двух противоположных направлениях (с полюсов квазара). Теоре-
тики до сих пор еще разбираются с механизмами, которым можно было бы "поручить" образование по-
добных струй, ну а наблюдатели между тем мечтают заглянуть в сердце квазара. Подробности внутрен-
него устройства центрального "генератора", снабжающего энергией релятивистские струи, пока еще
недоступны земным телескопам, поскольку области, в которых они размещены, слишком компактны
(по величине сравнимы с размерами Солнечной системы) и их нельзя разрешить с помощью современ-
ной техники. Однако приблизиться к решению этой задачи все-таки можно, если воспользоваться ме-
тодами гравитационного линзирования.
Астроном Рудольф Шилд (Rudolph Schild) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра ( Har-
vard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA) и его коллеги уже много лет занимаются изучением кваза-
ра, носящего обозначение Q0957+561 и расположенного в 9 миллиардах световых лет от Земли в рай-
оне ковша созвездия Большой Медведицы. Основу этого квазара составляет центральный компактный
объект, содержащий массу, эквивалентную массе 3-4 миллиардов солнц. Что удивительно, после столь-
ких лет изучения Шилд засомневался, что они имеют дело со ставшей уже привычной для современ-
ных физиков классической "черной дырой", и вынул взамен из "запасников" достаточно экзотичную
концепцию MECOs - Magnetospheric Eternally Collapsing Objects ( магнитосферных вечно коллапсирую-
щих объектов), предложенную ( в 1998 году) индийским астрофизиком Абхасом Митрой ( Abhas Mitra).
"Мы не называем данный объект черной дырой, поскольку нашли свидетельства того, что он содержит
внутри закрепленное магнитное поле, которое насквозь пронзает поверхность коллапсирующего цент-
рального объекта и взаимодействует со средой, окружающей квазар", - так прокомментировал свое
прямо-таки шокирующее заключение Шилд. Это исследование было издано в июльском выпуске "Ас-
трономического журнала" (Astronomical Journal - ApJ) и доступно также на сайте arXiv.org.
Q0957+561 привлекает самое пристальное внимание астрономов с конца 1970-х гг., когда выяснилось,
что в его случае проявляется действие естественной гигантской космической линзы, дублирующей
изображение объекта ("двойник" характеризуется тем же самым спектром и красным смещением ). Это
была самая первая реально обнаруженная "гравитационная линза" с тех пор, как швейцарский астро-
ном Фриц Цвикки (Fritz Zwicky, 1898-1974) в 1937 году предложил использовать это явление для изу-
чения удаленных галактик. Впоследствии удалось обнаружить и первопричину эффекта - гигантскую
галактику, оказавшуюся на пути между квазаром и нами, гравитация которой служит той самой "лин-
зой". Характерно, что звезды и планеты гораздо более близких галактик также оказывают небольшое
воздействие на свет от квазара, вызывая крошечные колебания яркости, когда оказываются вблизи во-
ображаемой линии, соединяющей нашу Землю и отдаленный квазар (этот эффект называется "гравита-
ционным микролинзированием" - microlensing). Шилд занимался отслеживанием таких небольших ко-
лебаний яркости квазара на протяжении 20 лет, он возглавляет международный консорциум наблюда-
телей, использующих 14 телескопов, чтобы не оставлять объект "без присмотра" в наиболее многообе-
щающие периоды.
"С помощью микролинзирования мы можем различить большее количество деталей устройства так на-
зываемых "черных дыр", что расположены в двух третях пути до края видимой Вселенной, чем мы мо-
жем разглядеть в случае той черной дыры, что находится в центре Млечного пути", - говорит Шилд.
Проведя такой детальный анализ, его группа сумела узнать нечто новое о ядре квазара. Например, ут-
верждается, что теперь удалось точно выявить месторасположение того участка, где формируются ре-
лятивистские струи-джеты. "Как и где формируются эти струи? Даже 60 лет радионаблюдений не дали
ответа на данный вопрос. А теперь мы это узнали", - утверждает Шилд. Новообнаруженные структуры
гордые первооткрыватели именуют Schild-Vakulik Structure - структурами Шилда-Вакулика.
Шилд и его коллеги выяснили, что струи зарождаются в двух областях размером в тысячу астрономи-
ческих единиц каждая ( что приблизительно в 25 раз больше, чем расстояние от Солнца до Плутона ),
расположенных в 8 тысячах астрономических единиц непосредственно над полюсами центрального
компактного объекта (астрономическая единица - среднее расстояние от Земли до Солнца, это пример-
но 150 миллионов километров). Внутренний край раскаленного ярко светящегося аккреционного диска
отстоит приблизительно на 2 тысячи астрономических единиц от центрального компактного объекта.
Присутствие внутреннего магнитного поля, закручиваемого в результате вращения центрального ком-
пактного объекта, - это явление, которое известно под названием " магнитный эффект пропеллера"
( magnetic propeller effect). Наблюдения позволяют также выявить присутствие конусовидного оттока от
аккреционного диска и следы некой кольцеобразной структуры, именуемой "структурой Элвиса" ( она
названа так по имени коллеги Шилда по CfA - Мартина Элвиса ( Martin Elvis), который предсказал ее
существование теоретически). Удивительно большое угловое раскрытие наблюдаемого оттока, опять
же, по мнению авторов новой работы, лучше всего объясняется влиянием магнитных полей, заклю-
ченных в пределах центрального компактного объекта этого квазара ( то есть того, что сейчас считают
"черной дырой").
В свете всех этих наблюдений Шилд и его коллеги Даррил Лейтер (Darryl Leiter) из Марвудского астро-
физического научно-исследовательского центра ( Marwood Astrophysics Research Center) и Стэнли Ро-
бертсон (Stanley Robertson ) из Юго-западного университета штата Оклахома ( Southwestern Oklahoma
State University) предложили довольно спорную теорию, согласно которой выявленные ими магнитные
поля присущи не только аккреционному диску, как считает большинство других астрофизиков, но
свойственны и центральному сверхмассивному компактному объекту квазара. Если новая теория подт-
вердится, то все это, вероятно, приведет к кардинальному пересмотру всей структуры квазара.
"Наше открытие бросает вызов общепринятым представлениям о черных дырах, - говорит Лейтер.
- 50 лет назад среди астрофизиков еще не было современного понимания квантовой электродинамики,
которая теперь готова представить новые решения первоначальных уравнений теории относительнос-
ти Эйнштейна".
Это исследование предполагает, что в дополнение к тем немногим свойствам, которыми характер изу-
ется любая черная дыра: масса, заряд и скорость вращения, - центральный компактный объект квазара
может обладать и другими физическими параметрами, которые делают его более похожим на вращаю-
щийся магнитный диполь, излучение которого сильно смещено в инфракрасную область спектра, а не
на "классическую" черную дыру. И по этой самой причине большая часть засасываемой таким компакт-
ным объектом материи не исчезает бесследно в недрах коллапсара, а участвует во всеобщем вращении
"гигантского магнита". Согласно этой теории, MECO не имеет горизонта событий, как положено лю-
бой "приличной" черной дыре (из-под которого невозможно возвращение какого-либо материального
объекта или же излучения), и любая материя, которая способна добраться до уровня "магнитного про-
пеллера", постепенно замедляется и останавливается. Сигналы с поверхности этого горизонта до нас
в принципе способны добраться, однако под воздействием чудовищной гравитации всякое излучение
оттуда сильно смещено в красную область спектра, ослаблено и недоступно для обнаружения совре-
менными техническими средствами.
Надо думать, если ядра квазаров действительно "лишатся" черных дыр, то вслед за этим произойдут и
очень серьезные перемены в "верхних строчках рейтинга" современных теорий гравитации, среди ко-
торых нет единства в вопросах возможности или невозможности существования этих объектов, пред-
сказанных когда-то теоретически ( так, возможность существования черных дыр отрицают последова-
тели теории гравитации бывшего ректора МГУ академика Логунова)... Однако в вероятность скорого
переворота верят пока лишь очень немногие ученые.
ссылки:
grani.ru/Society/Science/p.109247.html
ru.arxiv.org/abs/astro-ph/0505518
cfa.harvard.edu/press/pr0621.html
spacedaily.com/reports/Research_Sheds_New_Light_On_Quasars_999.html
Квазары порождают новые загадки
astronet.ru/db/msg/1167938
krugosvet.ru/articles/107/1010799/print.htm
bibliotekar.ru/evrika/1-8.htm
