Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Нейтронные звезды могут быть окутаны облаками аксионов, и это может быть сущностью тёмной материи
19.10.2024 [21:51],
Геннадий Детинич
Группа физиков из университетов Амстердама, Принстона и Оксфорда показала, что чрезвычайно лёгкие гипотетические частицы, известные как аксионы, могут возникать в виде больших облаков вокруг нейтронных звезд. В таком случае аксионы могли бы послужить объяснением неуловимой тёмной материи и, более того, их было бы не так уж трудно наблюдать. 
Источник изображения: Университет Амстердама Посвящённая аксионам у нейтронных звёзд работа была опубликована 17 октября в журнале Physical Review X. Она стала продолжением теоретического исследования природы аксионов, но в отличие от предыдущей работы, в которой авторы рассматривали вопрос излучения аксионов звездой, в новой работе даётся оценка аксионам, которые навсегда «зависли» у звезды. Нейтронные звёзды создают вокруг себя и внутри настолько запредельные условия для материи, что там могут появляться редкие частицы, а материя проявляет фантастические свойства. В объект размерами 12–15 км вмещается вещество массой, равной массе Солнца. Динамо такого объекта вырабатывает чудовищное магнитное поле, а аксионы, как считается, в сильных магнитных полях превращаются в фотоны. Аксионы предложены около 50 лет назад для устранения ряда нестыковок в физике элементарных частиц. На самом деле — это торговая марка стирального порошка (или мыла), что образно призвано «отмыть» недостатки наших знаний дочиста. В теории они очень и очень лёгкие и поэтому сложно наблюдаемые в природе или в лабораториях. Точнее, их ещё никто не наблюдал. Как обосновывают авторы работы, мы просто не знали, где их лучше всего искать. По мнению учёных, нейтронные звёзды — лучший объект для поиска аксионов. При распаде на фотоны аксионы испускают слабый сигнал в силу своей запредельной лёгкости. Но вокруг нейтронной звезды за миллионы лет может скопиться такое невероятное облако аксионов, что оно будет излучать непрерывный и относительно легко детектируемый сигнал. Аксионы не будут падать на нейтронную звезду поголовно в силу их слабого взаимодействия с обычным веществом, поэтому аксионные облака могут являться непременным атрибутом абсолютно всех нейтронных звёзд. Слабое взаимодействие аксионов с обычным веществом делает их неплохими кандидатами в тёмную материю. Согласно расчётам команды, облако аксионов у нейтронной звезды создаёт в локальном пространстве плотность, на двадцать порядков превышающую плотность тёмной материи. Наблюдение за облаками аксионов у нейтронных звёзд может открыть множество секретов в физике элементарных частиц и пролить свет на тёмную материю. Кстати, во время смерти нейтронной звезды облако аксионов может произвести характерную колоссальную вспышку, которую тоже можно наблюдать нашими инструментами. Возможность существования аксионных облаков также открывает массу направлений в теоретической физике от моделирования динамики нейтронных звёзд с учётом их влияния до описания поведения самих облаков. Основы для необходимых расчётов и наблюдений уже заложены, но нужна дополнительная работа, включая численное моделирование. Астрофизики обнаружили связь между разрушением углеводородной пыли и эволюцией галактик
27.07.2024 [20:43],
Анжелла Марина
Группа японских астрофизиков обнаружила связь между разрушением углеводородной пыли и эволюцией галактик. Исследование, основанное на анализе данных 138 галактик, показало, что алифатические компоненты углеводородной пыли разрушаются быстрее в условиях сильного радиационного излучения и ударных волн, характерных для активных этапов жизни галактик. 
Источник изображения: Copilot Углеводородная пыль является одним из основных компонентов межзвёздной пыли и состоит преимущественно из полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и алифатических углеводородов. Хотя учёные предполагают, что эта пыль подвергается воздействию межзвёздного излучения и ударных волн, детальные механизмы этих процессов до сих пор оставались не до конца изученными. В ходе исследования, о котором сообщил портал Astrobiology.com, учёные из астрономического сообщества Японии проанализировали взаимосвязь между светимостью, излучаемой углеводородной пылью, и общей инфракрасной светимостью (LIR) для 138 галактик. Используя данные ближнего инфракрасного диапазона 2,5-5 мкм, полученные с помощью космического телескопа AKARI, они определили светимость ароматических углеводородов на длине волны 3,3 мкм (Laromatic) и алифатических углеводородов на длине волны 3,4-3,6 мкм (Laliphatic). Кроме того, на основе данных фотометрии, произведённой телескопами AKARI, WISE и IRAS, были построены модели спектральных распределений энергии галактик, что позволило оценить их общую инфракрасную светимость и интенсивность радиационного поля. Анализ показал, что галактики с более высокой инфракрасной светимостью демонстрируют более низкое соотношение светимостей алифатической и ароматической компонент. Также была обнаружена антикорреляция между этим соотношением и интенсивностью радиационного поля. Примечательно, что низкие значения наблюдались преимущественно в галактиках, находящихся в процессе слияния, что может говорить о том, что в таких галактиках алифатические компоненты разрушаются быстрее, чем ароматические. Полученные результаты показали, что углеводородная пыль, предположительно, подвергается разложению под воздействием ударных волн и радиации в процессе слияния галактик, а соотношение светимостей алифатической и ароматической компонент, вероятно, уменьшается в подобных экстремальных межзвёздных условиях, поскольку алифатические компоненты химически слабее ароматических. Исследование вносит важный вклад в понимание эволюции межзвёздной среды и процессов, происходящих в галактиках на разных стадиях их эволюции. Дальнейшие наблюдения и теоретические работы помогут уточнить механизмы обработки углеводородной пыли и их роль в эволюции галактик. Огненный вихрь на Солнце, который в 10 раз больше Земли, показали в динамике
24.12.2023 [13:40],
Дмитрий Федоров
Между 6 и 7 февраля 2022 года н Солнце образовался исполинских размеров огненный вихрь — в разы больше нашей планеты. Мигель Кларо (Miguel Claro), известный астрофотограф и популяризатор науки, запечатлел описанных вихрь на Солнце и представил впечатляющее ускоренное видео. 
Источник изображений: Miguel Claro / miguelclaro.com Кларо вёл съёмку этого явления на протяжении двух дней. На снимках видно, как плазменная петля движется взад и вперёд над солнечной поверхностью. Этот процесс привёл к корональному выбросу массы — явлению, при котором облако солнечного вещества мощно выбрасывается в открытый космос. Фотограф записал 692 необработанных видеоролика по 900 кадров каждое. В общей сложности у него получилось 622 800 кадров объёмом 3 Тбайт. Около 22 % (138 400 снимков) из них было им обработано. Созданный им таймлапс (ускоренная перемотка) в 4К-разрешени, состоит из 692 видеороликов, каждый из которых является результатом объединения 200 лучших кадров из каждого необработанного видео.  Кларо подробно описывает размер плазменной петли, размер которой он оценил, анализируя пиксели изображения. По его подсчётам, солнечный протуберанец в 10 раз превышал размеры Земли по высоте и простирался вокруг видимой границы солнечного диска на тысячи километров.  Фотография плазменной петли была отмечена в 2022 году на международном конкурсе «Астрономический фотограф года», организованном Королевской обсерваторией Гринвича (ROG) в Лондоне, где она получила награду в категории «Наше Солнце» (Our Sun). Это открытие не только демонстрирует величие и масштабы космических явлений, но и подчёркивает значимость астрономической фотографии в их исследовании. Наблюдения за такими феноменами позволяют учёным глубже понять природу солнечной активности и её воздействие как на космическую погоду, так и на нашу планету. Телескоп «Хаббл» запечатлел загадочный межгалактический взрыв, который астрономы не могут объяснить
07.10.2023 [07:36],
Дмитрий Федоров
Космический телескоп «Хаббл» прислал снимок мощного межгалактического взрыва, который вызвал недоумение у астрономов. Основные гипотезы связывают подобные события с разрушением звёзд чёрными дырами или слиянием нейтронных звёзд. Этот инцидент поднял новые вопросы в понимании астрономических явлений и подчёркивает многогранность неизведанного космоса. 
Источник изображения: Mark Garlick, Mahdi Zamani / NASA, ESA, NSF's NOIRLab Недавно телескоп «Хаббл» стал свидетелем необычного космического взрыва, создавшего яркую вспышку света между двумя галактиками, находящимися на расстоянии более 3 млрд световых лет от Земли. Этот оптический всплеск, ставший одним из самых ярких всплесков синего света во Вселенной, продолжался всего несколько дней, став новым примером редкого космического явления — световых быстрых синих оптических переходов (LFBOT). LFBOT являются полной загадкой и характеризуются быстрым развитием, отсутствием линий абсорбции или эмиссии в синем диапазоне спектра на ранних этапах и ярким излучением в области рентгеновских лучей и радиоволн. Позиция каждой линии в спектре света зависит от энергии перехода, а ширина и высота линии могут дать информацию о температуре, плотности и других свойствах излучающего или поглощающего вещества. Высокая оптическая яркость и быстрое затухание делают LFBOT редким и загадочным классом астрофизических явлений. Первый известный LFBOT был обнаружен в 2018 году и получил название «Корова» (AT2018cow). Он находился в спиральном рукаве галактики на расстоянии 200 млн световых лет и был в 100 раз ярче обычной сверхновой и проявлял активность в радиоволнах, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Если бы это была сверхновая, то её поведение было весьма необычным, поскольку обычно сверхновые остаются яркими в течение нескольких недель или даже месяцев и имеют хорошо различимый спектр. Однако «Корова» потускнела через несколько дней. 
16 июня 2018 года в созвездии Геркулеса на расстоянии примерно в 200 млн световых лет от Земли произошёл необычный космический взрыв, названный «Корова». Учёные до сих пор не уверены в причинах этого явления (источник изображения: Raffaella Margutti / NASA, Northwestern University) Новый LFBOT, обнаруженный обсерваторией «Звикки для исследования переходных явлений» (ZTF) в Паломаре, Калифорния, 10 апреля и получивший название «Щегол» (AT2023fhn), стал новой загадкой для астрономов. По данным телескопа Gemini South в Чили, температура «Щегла» составляла 20 000 градусов по Цельсию — намного ниже, чем у некоторых массивных звёзд и гораздо ниже, чем у сверхновых. Уникальность «Щегла» заключается в его местоположении — в межгалактическом пространстве, примерно в 50 000 световых лет от одной большой спиральной галактики и в 15 000 световых лет от маленькой галактики, в отличие от предыдущих LFBOT, которые находились непосредственно в спиральных рукавах галактик. Это кардинально меняет представление астрофизиков о возможной природе и без того редкого явления. 
На изображении «Щегол» отмечен указателями. Он интенсивно светится голубым светом и быстро эволюционирует, достигая пика яркости и угасая за считанные дни (источник изображения: Ashley Chrimes / NASA, ESA, STScI) Эшли Краймс (Ashley Chrimes), научная сотрудница Европейского космического агентства (ESA) и ведущий автор новой работы по недавно обнаруженному LFBOT, подчёркивает: «Чем больше мы узнаем о LFBOT, тем больше они нас удивляют. Мы продемонстрировали, что LFBOT могут возникать на значительном расстоянии от центра ближайшей галактики, и местоположение „Щегла“ не соответствует тому, чего мы ожидаем от любого типа сверхновой». Краймс и её команда сосредоточили внимание на двух возможных версиях произошедшего. Одна из них заключается в том, что «Щегол» — это вспышка света, вызванная разрывом звезды чёрной дырой средней массы, в 100 или несколько тысяч раз превышающей массу Солнца. Считается, что чёрные дыры средней массы находятся в ядрах некоторых шаровых звездных скоплений, которые скрываются на окраинах галактик. В качестве другой версии «Щегол» мог быть килоновой (kilonova) — результатом столкновения двух нейтронных звёзд (или иногда нейтронной звезды и чёрной дыры). В будущем Краймс планирует использовать мощную оптику космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) для поиска подобных скоплений в том же месте, где находится «Щегол». Это открытие поднимает больше вопросов, чем даёт ответов, и требует дальнейших исследований для выяснения природы этого загадочного космического явления. Каждое новое открытие в этой области подталкивает нас к переосмыслению уже известных фактов и теорий, расширяя границы понимания Вселенной. Вселенная на 69 % состоит из тёмной энергии и на 31 % из материи, в основном тёмной, подтвердило новое исследование
18.09.2023 [16:25],
Дмитрий Федоров
Астрономы подтвердили, что Вселенная на 69 % состоит из тёмной энергии и на 31 % из материи, большая часть которой тёмная. Команда учёных под руководством Мохамеда Абдуллы (Mohamed Abdullah) из Национального исследовательского института астрономии и геофизики Египта (NRIAG) и Университета Чиба (Япония) применила новый метод, основанный на анализе массы и количества галактик в скоплениях, для оценки распределения материи в космосе. Эти данные совпали с результатами, полученными ранее с помощью спутника «Планк» (Planck). 
Источник изображения: Hubble Вопрос о том, из чего состоит Вселенная, давно волнует учёных. Современные космологи разделяют всё содержимое Вселенной на тёмную и видимую составляющие. Материя, включающая звёзды, галактики, атомы и другие элементы, а также загадочную тёмную материю, составляет всего 31 % от общей массы Вселенной. Оставшиеся 69 % приходятся на тёмную энергию, природа которой до сих пор остаётся загадкой. Стоит отметить, что наиболее точные данные об устройстве космоса до сих пор поступали от спутника «Планк» Европейского космического агентства (ESA), который картографировал Вселенную, изучая космическое микроволновое излучение — остаточное излучение от Большого взрыва, произошедшего около 13,8 млрд лет назад. Именно благодаря спутнику «Планк» астрономы смогли установить «золотой стандарт» измерений общего количества материи во Вселенной. 
Скопление галактик SDSSJ0146-0929 достаточно массивно для того, чтобы сильно исказить окружающее пространство. Видна масса звезд и газа в каждой галактике, однако тёмная материя увеличивает массу этого скопления. Источник изображения: NASA «Космологи считают, что только около 20 % всей материи представлены обычной или „барионной“ материей. Около 80 % [всей материи] составляет тёмная материя, природа которой пока неизвестна, но, возможно, она состоит из ещё не открытых субатомных частиц», — отметил Абдулла. Тем не менее, учёные постоянно стремятся проверять и дополнять данные спутника «Планк», используя различные методы, что и стало основной задачей нового исследования. Для подтверждения этих данных команда учёных применила метод определения соотношения массы и плотности скопления (Cluster Mass-Richness Relation, MRR). Реализация этого метода оказалась непростой задачей из-за сложности точного измерения массы галактических скоплений, большая часть которых представлена тёмной материей. То, что астрономы видят в скоплении, не всегда отражает реальную картину. 
Космический микроволновый фон. Его сравнили с современным распределением галактик, чтобы отследить тёмную материю. Источник изображения: ЕКА Однако команда нашла способ обойти эту проблему, используя количество галактик в каждом скоплении как индикатор его общей массы. «Мы осознали, что более массивные скопления содержат больше галактик. Таким образом, анализируя количество галактик, можно сделать выводы о массе самого скопления», — объяснил один из учёных. Так, команда проанализировала количество галактик в каждом скоплении из своей выборки, что позволило им оценить общую массу каждого из них. Исследователи сравнили количество и массу галактик на единицу объёма с прогнозами, полученными на основе численного моделирования. Команда активно использовала данные проекта «Слоановский цифровой небесный обзор» (Sloan Digital Sky Survey), создав каталог галактических скоплений под названием GalWeight. Сравнивая данные каталога с результатами моделирования, учёные смогли оценить общее количество материи во Вселенной. Для определения расстояний до скоплений и выявления принадлежности галактик к конкретным скоплениям, команда использовала спектроскопические исследования, что позволило им получить более точные данные. Работа учёных показала, что новый метод измерения массы Вселенной является достаточно надёжным и может быть использован при анализе новых астрономических данных. Джиллиан Уилсон (Gillian Wilson) подчеркнула, что метод MRR имеет большой потенциал и может быть применён к новым данным, которые становятся доступными благодаря крупномасштабным астрономическим обзорам галактик с использованием таких инструментов, как телескопы Dark Energy Survey, Dark Energy Spectroscopic Instrument, Euclid, eROSITA и орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope). |
© 1997—2025 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
