Чего нам ожидать от исследований устройства Вселенной в новом, 2016-м году? Давайте, попробуем разобраться.
   Физики считают, что у них есть хороший шанс обнаружить первые доказательства существования гравитационных волн – «ряби» пространства-времени, обусловленной плотными движущимися объектами, такими как сближающиеся нейтронные звезды – благодаря обсерватории Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Advanced LIGO). Кроме того, Япония запустит в космос рентгеновскую обсерваторию нового поколения под названием Astro-H, которая, помимо всего остального, сможет подтвердить или опровергнуть предположение о том, что тяжелые нейтрино могут испускать частицы темной материи, известные как «бульбулоны» (bulbulons). Намеки на возможную новую элементарную частицу, открытую на Большом адронном коллайдере (БАК), работающем на рекордных энергиях, начиная с июня этого года, станут понятнее, по мере дальнейшего накопления экспериментальных данных. Даже если существование этой частицы не подтвердится, БАК может открыть другие экзотические физические явления, такие как, например, «глюболы», частицы состоящие целиком только из глюонов – частиц-переносчиков сильного ядерного взаимодействия.
   ЕКА и Роскосмос планируют запустить в мае 2016 г. важную миссию для исследования газов марсианской атмосферы под названием «ЭкзоМарс 2016». Затем миссия НАСА Juno прибудет к Юпитеру в июле. В сентябре 2016 г. зонд «Розетта» ЕКА совершит гибельное для него погружение в недра кометы, вокруг которой он обращается в настоящее время. Однако сожалеющих об утрате этого зонда наверняка утешит новость о запуске в конце года миссии НАСА OSIRIS-REx, которая ставит целью сбор образцов с поверхности астероида Бенну.
   В следующем году Китайский национальный центр наук о космосе запустит второй и третий по счету зонды для исследования космоса из планируемой серии из пяти зондов. Первый в мире спутник, предназначенный для тестирования квантовой связи, стартует в июне, а рентгеновский космический телескоп Hard X-ray Modulation Telescope – который будет сканировать небо в поисках высокоэнергетических источников излучения, таких как черные дыры и нейтронные звезды – отправится на орбиту к концу года. В сентябре завершится строительство китайского 500-метрового радиотелескопа 500-meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST), который сразу получит звание самого крупного в мире радиотелескопа, которое в настоящее время принадлежит обсерватории Аресибо, расположенной в Пуэрто-Рико. На Гавайях команда, осуществляющая строительство вызвавшего в свое время много споров Тридцатиметрового телескопа и получившая вновь разрешение на строительство в декабре этого года, будет пытаться выяснить, когда и как лучше реализовать этот проект.
   В целом, как следует из вышеизложенного, наступающий 2016 год сулит нам большое число новых открытий и проникновение в глубины самых сокровенных тайн Вселенной.
   Составлено по материалам, опубликованным в журнале Nature.

 

   28 декабря, в понедельник, произошло извержение из группы солнечных пятен, в результате которого сформировалась вспышка М-класса, направленная прямо к Земле. Это экстремальное ультрафиолетовое излучение тут же достигло верхних слоев атмосферы нашей планеты, инициировав ионизацию, в результате которой произошло нарушение радиосвязи над Южной Америкой, Африкой и южной частью Атлантического океана. Это нарушение радиосвязи могло быть обнаружено экипажами морских судов или радиолюбителями, осуществляющими прием или передачу сигналов в диапазоне 20 МГц, согласно web-сайту SpaceWeather.com.
   Хотя эта вспышка, безусловно, не достигла силы крупной вспышки Х-класса (самого мощного класса вспышек), однако она породила довольно мощный корональный выброс массы (coronal mass ejection, CME), который в настоящее время движется по направлению к Земле. Специалисты по космической погоде предсказывают, что этот CME врежется прямиком в магнитную оболочку нашей планеты в канун Нового года, что приведет к появлению в верхних слоях атмосферы Земли естественных свечений, или «фейерверков», в самые первые часы 2016 г.
   Как солнечные вспышки, так и корональные выбросы массы рождаются из солнечных пятен, однако представляют собой разные физические явления. Солнечные вспышки – это интенсивные потоки излучения, возникающие при перезамыкании магнитных линий над солнечными пятнами, которые достигают Земли через несколько минут после извержения. В отличие от них корональные выбросы массы представляют собой потоки высокоэнергетической плазмы, выбрасываемые в космос и движущиеся с высокой – но не релятивистской – скоростью. Эти потоки высокоэнергетических частиц способны достичь Земли через несколько часов или дней после извержения, в зависимости от мощности конкретного извержения.

 

    Новые данные с космической рентгеновской обсерватории Чандра, запущенной на орбиту лабораторией НАСА (США) в 1999 году, помогли астрофизикам определить наиболее вероятное происхождение и возраст туманности IC 443 в созвездии Близнецов. Внутри туманности найден объект, который, скорее всего, является пульсаром, появившимся в результате взрыва сверхновой звезды.
    Пульсар получил название CXOU J061705.3+222127, сокращенно – J0617. Он находится внутри туманности Jellyfish – IC 443, или Шарплесс 248. Туманность находится в созвездии Близнецов, за 5000 световых лет от планеты Земля.
    Гигантские звезды, оставшиеся без "топлива" для внутренних термоядерных реакций, становятся причиной сильнейших взрывов, оставляющих после себя космические туманности и ядерные скопления – нейтронные звезды. Новые звезды вращаются с очень высокой скоростью и становятся пульсарами – источниками сильных электромагнитных волн, которые можно "уловить" как радио- или рентгеновское излучение.
С помощью установленного на обсерватории фототелескопа, или астрографа, получилось заснять туманность IC 443. На составном снимке можно рассмотреть тончайшие "облака" туманности, внутри которых был замечен интересный объект (он выведен крупным планом).
    Фотографии выделенного региона сравнили с результатами осмотра в диапазоне рентгеновского излучения. На фото видно кольцо, окружающее пульсар, а также единственную внутреннюю ось, проходящую сквозь него. По одной из теорий, кольцо – это "тормозной след" замедляющихся частиц, пролетающих вокруг пульсара. По другой версии, кольцо – это след от ударной волны, похожей на результат звукового удара, который в этом случае появляется не из-за давления воздуха, а из-за воздействия "ветра" мельчайших частиц. В свою очередь, наблюдаемая "внутренняя ось" может оказаться большой концентрацией частиц, которые "выстреливают" из пульсара на большой скорости.
    Источник: "Агентство по инновациям и развитию", http://www.innoros.ru/news/15/12/v-sozvezdii-bliznetsov-obnaruzhen-pulsar

   Примерно 100 миллионов лет потребовалось, чтобы содержание кислорода в океанах и атмосфере нашей планеты достигло уровня, достаточного для инициации «взрыва» биоразнообразия, имевшего место на Земле около 600 миллионов лет назад, согласно новому исследованию.
   До сегодняшнего дня ученые точно не знали, насколько быстро океаны и атмосфера Земли наполнились кислородом, а также было неясно, предшествовало ли увеличение содержания кислорода на Земле расширению видового разнообразия жизненных форм, или же два этих процесса развивались в обратной последовательности. В новом исследовании, проведенном группой ученых во главе с доктором Филиппом Погге фон Штрандманном, показано, что увеличение содержания кислорода на Земле началось намного раньше, чем считалось прежде, и протекало нерегулярными «вспышками» в течение довольно длительного периода времени. В этом свете представляется более понятной причинно-следственная связь между двумя этими эволюционными процессами: вероятнее всего, ранняя эволюция жизненных форм была инициирована увеличением концентрации кислорода – что исключает альтернативный сценарий, согласно которому изменения в поведении жизненных форм привели к увеличению количества кислорода на планете.
   В своей работе ученые определяли содержание кислорода на Земле в древние геологические эпохи, анализируя образцы горных пород со дна моря на содержание изотопов селена, используемых в качестве индикаторов концентрации кислорода. Команда открыла, что на увеличение количества кислорода на нашей планете примерно с 1 процента до более чем 10 процентов от текущего содержания кислорода на нашей планете природе потребовалось около 100 миллионов лет.
   Исследование вышло в журнале Nature Communications.

 

   Полярные сияния тускло мерцают на небе в приполярных областях земного шара, однако иногда они внезапно вспыхивают, в несколько раз увеличивая свою яркость. Сегодня японские ученые открыли тайную причину этого атмосферного явления, известного как «распад полярных сияний».
   В новом исследовании команда ученых из Киотского университета и Университета Кюсю, оба научных учреждения Япония, открыла, что горячие заряженные частицы, образующие плазму, собираются в околоземном пространстве – чуть выше верхних слоёв атмосферы над полярными областями планеты – когда линии магнитного поля перезамыкаются в космосе. Это заставляет плазму вращаться, создавая импульсы электрического тока над полярными областями планеты. Этот электрический ток «переливается за края» полярного сияния, приводя к разрядке избыточно заряженной плазмы. Это приводит к возникновению «волны», очень ярких вспышек света, которые указывают на распад полярных сияний.
   «Такой сценарий ещё не предлагался прежде физиками», – сказал автор исследования Юсуки Эбихара из Киотского университета.
   Основой для исследования доктора Эбихара послужила компьютерная модель, разработанная Такаши Танака, почетным профессором Университета Кюсю.
   Это новое исследование базируется на ранних работах этих же авторов, объясняющих причины внезапных вспышек полярных сияний. В этих работах описаны процессы, сопровождающие распады полярных сияний, в частности рассматривается перерастание этих событий в крупномасштабный распад полярных сияний.
   Это исследование ставит целью прогнозировать опасные проблемы, связанные с распадами полярных сияний, которые могут привести к серьезным повреждениям спутников и наземных энергосистем.
   Работа вышла в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.

 

   Космический аппарат НАСА Dawn, движущийся по своей самой низкой и последней для этого аппарата орбите вокруг карликовой планеты Цереры передал на Землю первые снимки, сделанные с этой лучшей за всю миссию зонда позиции для наблюдения. Эти новые снимки демонстрируют подробности поверхности карликовой планеты, усеянной кратерами и трещинами. Также доступны 3-D версии двух из этих снимков.
   Эти новые снимки сделаны зондом с высоты 385 километров над поверхностью Цереры; разрешение снимков составляет 35 метров на один пиксель.
   На первом снимке, сделанном КА Dawn 10 декабря, представлена одна из областей южного полушария Цереры. Это место находится примерно на 38,1 градуса южной широты и 209,7 градуса восточной долготы, в окрестностях цепочки кратеров Gerber Catena. Многие канавы и желоба на поверхности Цереры, по всей видимости, формировались в результате космических столкновений, однако некоторые из этих геологических форм носят тектонический характер, отражая внутренние напряжения в коре карликовой планеты, которые приводят к растрескиванию коры.
   Второй вид Цереры, представленный выше, демонстрирует область поверхности вокруг цепочки кратеров Samhain Catena, также расположенной в южном полушарии Цереры. Координаты этой области 23,2 градуса южной широты, 216,8 градуса восточной долготы.
   Третий вид Цереры, представленный в этой подборке снимков, демонстрирует область поверхности Цереры, лежащую в её южном полушарии на 85,6 градуса южной широты, 176,6 градуса восточной долготы. Для этой части Цереры, находящейся близ её южного полюса, характерны такие длинные тени, поскольку для гипотетического наблюдателя, находящегося на поверхности Цереры, Солнце здесь почти заходит за горизонт. В то время, когда был сделан этот снимок, Солнце находилось на 4 градуса к северу от экватора. Если бы мы стояли настолько близко к южному полюсу Цереры, то Солнце для нас так и не поднялось бы высоко в небо в течение всех церерианских девятичасовых суток.
   Зонд Dawn представляет собой первую миссию за всю историю космических полетов, посетившую карликовую планету. Он обращался вокруг протопланеты Весты 14 месяцев в течение 2011 и 2012 гг. и прибыл к Церере 6 марта 2015 г.

   Быстрые радиоимпульсы (Fast radio bursts, FRBs) представляют собой короткие вспышки радиоизлучения, наблюдаемые в небе в течение нескольких миллисекунд. Однако их происхождение до сих пор неизвестно, что заставляет астрономов теряться в догадках в течение нескольких лет, прошедших с момента первого обнаружения FRB-сигналов в 2007 г. Согласно различным исследованиям, эти необычные радиоимпульсы могут образовываться при взрывах сверхновых, столкновениях двух нейтронных звезд, вращающейся нейтронной звездой, или же они связаны с гипервспышками магнетаров. Теперь астрономы из Нанкинского университета, КНР, предлагают иное объяснение этого загадочного явления, задаваясь вопросом, могут ли причинами этого загадочного явления быть столкновения астероидов с нейтронными звездами.
   Авторы новой работы Йон Фен Хуан и Джин Джун Джен настаивают на том, что объяснения происхождения этого явления, предлагаемые в предыдущих работах, являются неудовлетворительными. Они указывают на то, что во всех предлагаемых другими авторами сценариях совместно с FRB должен наблюдаться мощный электромагнитный импульс в широком диапазоне частот. Однако до сих пор таких сопровождающих FRB-сигналы событий зафиксировано не было.
   Новая гипотеза, выдвинутая учеными в этом исследовании, может объяснить многие наблюдаемые характеристики FRB-сигналов, такие как продолжительность, энергия и частота возникновения этих событий. Исследователи считают, что столкновения между нейтронными звездами и астероидами могут обоснованно объяснить многие из наблюдаемых свойств быстрых радиоимпульсов.
   Ряд ученых считают, что столкновения между малыми небесными телами и нейтронными звездами могут быть причиной возникновения некоторых видов рентгеновских лучей или отдельных разновидностей гамма-всплесков. В новом исследовании указывается, что эти столкновения могут быть также источниками коротких радиоимпульсов.
   Работа появилась на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.