По общепринятому мнению, турбулетность – это не то свойство, которое может быть типично для пространства-времени. Однако, новое исследование ученых института теоретической физики Perimeter говорит о том, что гравитационные поля вокруг черных дыр могут быть турбулетными и закручивающимися в спираль.
    Ученые следовали простой логике: считается, что гравитация может «вести себя» как жидкость. Одним из характерных для жидкости свойств является турбулентность: способность в определенных условиях двигаться не ровно, а подобно водовороту. Возможно, это характерно и для гравитации тоже?
   Один из ученых Perimeter, Луис Лехнер (Luis Lehner), объясняет, почему, возможно, имеет смысл воспринимать гравитацию, как жидкость: "В физике есть теория, которая гласит, что гравитацию можно описать теорией поля. Кроме того, нам известно, что теории поля с высокой энергией можно описать с помощью тех же математических инструментов, с помощью которых мы описываем жидкости. Это – так называемая дуальность гравитациижидкости.
   Эта теория не нова, она разрабатывается уже около шести лет. Однако, если гравитацию можно приравнять к жидкости, как насчет турбулентности.
   "Много лет физика утверждала, что гравитация не может быть турбулентной. Ведь ее можно описать уравнениями, которые очень отличаются от уравнений динамики жидкостей. То есть, турбулентность гравитации даже не предполагалась. Получается, что или существует проблема с дуальностью, и гравитация действительно не подпадает под описание жидкости, или же на самом деле турбулентность гравитации может существовать".
   Группа ученых – Лехнер, Хуан Янг (Huan Yang) и Аарон Циммерман (Aaron Zimmerman) решили заняться этой проблемой. Исследователи решили заняться изучением быстро вращающихся черных дыр, потому что описание их динамики говорит о том, что пространство-время вокруг них менее вязкое, чем вокруг других видов черных дыр. Низкая вязкость увеличивает шансы на турбулентность, - вода, например, больше склонна закручиваться в воронки, чем патока. Так же ученые исследовали нелинейные искажения черных дыр. Этот анализ показал, что пространство-время на самом деле может становиться турбулентным.
   Эта работа пока представляет собой лишь теорию, однако, следующее поколение датчиков, которые смогут обнаружиться гравитационные волны, возможно, сможет предоставить практические доказательства правоты ученых. Если теория верна, тогда гравитационные волны должны немного отличаться от того, что предполагают прежние модели. Зная об этой разнице, ученые смогут лучше находить гравитационные волны. И, конечно же, обнаружение этой разницы будет прямым доказательством гравитационной турбулентности.

     Источник http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=6030

 

   Не так давно Земли достиг свет, источником которого стал взрыв звезды, произошедший почти 12 миллиардов лет назад.
   Гамма-всплеск был обнаружен телескопом университета Southern Methodist University (SMU) в Далласе.
   Ученые SMU заявляют, что их телескоп - первый из наземных телескопов, которому удалось обнаружить всплеск и сделать снимок.
   Всплеск, зарегистрированный сетью Gamma-ray Coordinates Network как GRB 140419A, был обнаружен 19 апреля телескопом ROTSE-IIIB.
   Гамма-всплески относятся к явлениям, пока не до конца понятным астрономам. Некоторые из них связывают со взрывами сверхновых. До конца 1990-х годов ученые не имели возможности увидеть оптический свет от гамма-всплесков, - ведь гамма-лучи имеют самую короткую длину волн и их можно обнаружить лишь с помощью специальных датчиков.
   Гамма-всплески – это результат взрыва горячих звезд, масса которых больше солнечной в 50 раз, которые исчерпывают свой запас топлива и сжимаются, формируя черные дыры.
   Данные наблюдений за гамма-всплесками дают ученым возможность понять структуру молодой Вселенной. Вновь обнаруженный гамма-всплеск имеет красное смещение 3,96. Исходя из предположения, что Большой Взрыв произошел 13, 81 миллиардов лет назад, можно определить и возраст гамма-всплеск – 12,1 миллиардов лет.
   Яркость GRB 140419A определили как 12 величину. То есть, взрыв был очень сильным.
   Наблюдения за гамма-всплесками имеют большое значение в сборе информации о раннем периоде развития Вселенной, когда в ней еще не было тяжелых элементов, из которых могли бы образовываться планеты, подобные Земле.
   Robotic Optical Transient Search Experiment (ROTSE) IIIb - это автоматизированный телескоп, который относится к сети телескопов, связанных с миссией Swift Gamma-Ray Burst.
   Когда спутник Swift обнаруживает гамма-всплеск, он немедленно передает данные на Землю. Телескопы по всему миру, такие, как ROTSE-IIIb, тут же включаются в работу, для того, чтобы провести наблюдения за послесвечением всплеска и сделать снимки.
   ROTSE-IIIb подключился к наблюдениям за GRB 140419A всего через 55 секунд после того, как всплеск был обнаружен телескопом Swift.
   Через несколько дней, 23 апреля, через 51 секунду после того, как поступило сообщение от Swift, ROTSE-IIIb «увидел» еще один гамма-всплеск: GRB 140423A.

   Источник   http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=6028

   Учёным удалось обнаружить первого представителя класса звезд, теорию о существовании которых в 1975 году предположили американский физик Кип Торн (Kip Thorne) и астроном Анна Житков (Anna Żytkow). На тот момент гипотетические звездные объекты, которые по сути представляют собой гибриды красных сверхгигантов и нейтронных звезд, получили название «объекты Торна-Житков». Самым главным их отличием является химическая сигнатура — результат уникальных химических процессов, происходящих в недрах звезды.
   В то время, как обычные красные сверхгиганты получают энергию за счет ядерного синтеза, происходящего в их ядрах, объекты Торна-Житков «питаются» от необычной активности поглощённых нейтронный звёзд в их ядрах.
   Статья, посвящённая результатам исследования, должна в ближайшее время появиться в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
   Открытие было сделано астнономами с помощью 6,5-метрового телескопа Magellan Clay telescope, который находится в чилийской Обсерватории Лас-Кампанас. С его помощью они исследовали спектры света, исходящего от очевидных красных сверхгигантов, выясняя, какими именно химическими элементами представлены эти массивные звезды. Спектр звезды HV 2112, расположенной в Малом Магеллановым Облаке, был совершенно нехарактерным для этого вида звезд. Внимательно изучив тонкие линии спектра, ученые обнаружили, что они содержат излишний рубидий, литий и молибден. Высокая концентрация этих трёх элементов при температурах, типичных для красных сверхгигантов, является уникальной сигнатурой объекта Торна-Житков.
   Команда исследователей сейчас делает все возможное для того, чтобы выявить у HV 2112 как можно больше химических особенностей, соответствующих теоретическим моделям. При этом, авторы исследования допускают, что могут заблуждаться, относя HV 2112 к объектам Торна-Житков, так как имеются некоторые несоответствия между теоретической моделью и полученными данными.

    Источник http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=6025

   Международная команда ученых под руководством астрономов лондонского университета Queen Mary University, сообщает об открытии двух планет, которые вращаются по орбите звезды Каптейна, одной из самых старых звезд, найденных поблизости от Солнца. Одна из этих планет может быть даже пригодна для жизни, так как расстояние от нее до звезды допускает существование воды в жидком виде на ее поверхности.
   Звезда Каптейна, открытая в конце 19 века, является второй по скорости самой быстрой звездой из известных и принадлежит к галактической оболочке – облаку звезд, которые вращаются по орбите нашей галактики. Ее масса в три раза меньше, чем солнечная. Этого красного карлика можно увидеть в любительский телескоп в созвездии Живописца.
   Астрономы воспользовались новыми данными спектрометра HARPS, установленного в обсерватории La Silla в Чили, для того, чтобы измерить крошечные колебания в движении звезды. Кроме того, в исследовании использовались данные двух спектрометров с более высоким разрешением: HIRES (Keck Observatory) и PFS (Magellan/Las Campanas Observatory).
   На основании этих данных, планета Kapetyn b как минимум в пять раз массивнее Земли, ее орбитальный период – 48 дней. То есть, на планете достаточно тепло для того, чтобы на ее поверхности могла существовать вода в жидком виде. Вторая планета, - Kapteyn c - представляет собой более массивную «супер-Землю»; ее год продолжается 121 день и астрономы считают, что на ней слишком холодно для того, чтобы там могла существовать вода в жидком виде.
      Звезда Каптейна (GJ 191, HD 33793, HIP 24186) удалена от нас на 3.91 пк. Это древний красный карлик спектрального класса М1 с очень низким содержанием тяжелых элементов (их в 7.8 раза меньше, чем в составе нашего дневного светила). В 2003 году радиус звезды Каптейна был прямо измерен интерферометром и составил 0.291 ± 0.025 солнечных радиусов. Масса звезды оценивается в 0.281 ± 0.014 солнечных масс, возраст превышает 10 млрд. лет.
   Звезда Каптейна является ближайшей к Солнцу звездой гало Галактики, сейчас она случайно пролетает сквозь галактический диск, но потом уйдет из него. Она движется относительно Солнца с очень высокой пространственной скоростью, достигающей 318 км/сек, с одной стороны, удаляясь от нас со скоростью 245.2 ± 0.1 км/сек, а с другой, перемещаясь поперек луча зрения со скоростью 202.3 км/сек. Это приводит к очень быстрому собственному движению – 8.67 угловых секунд в год. Еще быстрее по небесной сфере движется только звезда Барнарда.
   4 июня 2014 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная открытию у звезды Каптейна двух небольших планет. Открытие было сделано методом измерения лучевых скоростей, причем для построения фазовой кривой использовались данные, полученные сразу на трех спектрографах – HARPS, HIRES и PFS. Всего было получено 104 замера лучевой скорости этой звезды – 66 на HARPS, 30 на HIRES и 8 на PFS.
    Минимальная масса (параметр m sin i) внутренней планеты HD 33793 b оценивается в 4.8 ± 1 масс Земли. Планета вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.168 ^+0.006/_-0.008 а.е. и эксцентриситетом 0.21 ± 0.11, и делает один оборот за 48.616 ± 0.036 земных суток. Температурный режим этой суперземли близок к температурному режиму Марса, что, с учетом возможной плотной атмосферы и парникового эффекта в ней, позволяет говорить о потенциальной обитаемости HD 33793 b. Впрочем, при малом наклонении орбиты к лучу зрения истинная масса этой планеты может оказаться гораздо выше минимальной, и тогда она окажется скорее нептуном или мини-нептуном.
   Минимальная масса внешней планеты HD 33793 c достигает уже 7.0 ^+1.2/_-1.0 земных масс. Она вращается вокруг звезды Каптейна на среднем расстоянии 0.311 ^+0.038/_-0.014 а.е., и делает один оборот за 121.54 ± 0.25 земных суток. Эксцентриситет орбиты внешней планеты также довольно умеренный: 0.23 ^+0.10/_-0.12, ее температурный режим соответствует температурному режиму внешнего края Главного пояса астероидов в Солнечной системе. Скорее всего, и эта планета – небольшой нептун.
   Авторы статьи подчеркивают, что открытие планетной системы у древней звезды гало чрезвычайно важно, поскольку она является представителем самых первых планетных систем Галактики и Вселенной в целом.

   Планеты Солнечной Системы делятся на два вида: небольшие скалистые миры, подобные Земле и Марсу, и крупные - газовые гиганты, - такие, как Нептун и Юпитер. Новое исследование, основанное на анализе данных космического телескопа Kepler (Кеплер), говорит о том, что в экзопланетных системах может существовать и третий тип планет – «газовые карлики» среднего размера. Все зависит от того, к какой из трех основных групп (по составу) относится их звезда.
   Ведущим автором исследования является ларс А. Бачхейв (Lars A. Buchhave), ученый из Гарвард-Смитсоновского Центра Астрофизики (CfA).
   Телескоп Kepler находит экзопланеты методом транзитов, благодаря которому можно приблизительно установить размер планеты. Однако, чтобы определить, каков ее состав, нужно измерить массу и рассчитать плотность. Плотность скалистой планеты будет намного выше, чем плотность газового гиганта. К сожалению, чем меньше планета, тем сложнее измерить ее массу, особенно, если ее звезда – далекая и относительно тусклая.
   Бачхейв и его коллеги измерили количество более тяжелых, чем гелий и водород, элементов (астрономы называют их металлами) в звездах, у которых, как они предполагали, могут быть экзопланеты в системе. Так как звезда и ее планеты формируются из одного диска вещества, «металличность» звезды является отражением протопланетного диска.
   Команда исследовала спектры более 400 звезд, в системе которых было обнаружено более 600 экзопланет. Затем был проведен статистический тест, для того, чтобы определить, можно ли размеры планет разделить на естественные группы в зависимости от «металличности» их звезд.
   Обнаружилось, что существуют две четкие границы – одна – планеты, в 1,7 раза больше Земли по размеру, и другая – планеты, больше ее в 3,9 раз. По мнению ученых, эти границы так же означают и разный состав. Планеты, размер которых меньше, чем 1,7 земного, скорее всего, будут скалистыми, а те, размер которых больше, чем 3,9 земного – по всей вероятности, представляют собой газовые гиганты.
   А вот планеты, размер которых находится между 1,7 и 3,9 земного и были названы газовыми карликами, потому что они имеют плотные атмосферы из водорода и гелия. Скалистые ядра газовых карликов достаточно рано сформировались, чтобы притянуть некоторое количество газа, однако, им не удалось «дорасти» до размера газовых гигантов, таких, как Юпитер.
   Кроме того, Бачхейв и его коллеги установили, что размер самых больших скалистых миров не фиксирован. Чем дальше находится планета от своей звезды, тем большего размера она может достичь до того, как образует плотную атмосферу и станет газовым карликом.
   И, наконец, команде удалось выяснить, что звезды, в системе которых имеются небольшие похожие на Землю планеты, имеют «металличность», схожую с солнечной. Звезды, в системе которых имеются газовые карлики, будут немного более богаты металлами, а звезды, в системе которых имеются газовые гиганты, содержат наибольшее количество металлов, - примерно на 50 процентов больше, чем Солнце.

    Источник http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=6014

   Планетная система Kepler-10 (KOI-72) – одна из первых, обнаруженных космическим телескопом им. Кеплера. Она включает в себя две транзитные планеты с периодами 0.8375 и 45.3 земных суток, внутренняя из которых (Kepler-10 b) явилась первой планетой земного типа, открытой Кеплером (в 2011 году). При радиусе ~1.4 радиуса Земли масса Kepler-10 b, определенная методом измерения лучевых скоростей родительской звезды с помощью спектрографа HIRES, составила 4.56 ± 1.3 земных масс. Это приводило к средней плотности 8.8 ⁺²/_-3 г/куб.см., что, в свою очередь, означало железокаменный состав этой планеты. Kepler-10 b вращается вокруг своей звезды на расстоянии всего 3.5 звездных радиусов и делает один оборот примерно за 20 часов 6 минут, ее эффективная температура (в предположении нулевого альбедо и эффективного переноса тепла на ночную сторону) достигает 2169 ⁺⁹⁶/_-44К.
    Планетная природа внешнего кандидата три года назад была подтверждена статистическими методами, путем исключения астрофизических явлений, способных имитировать транзитный сигнал и приводить к ложному открытию. Массу планеты Kepler-10 c тогда измерить не удалось, был получен только верхний предел – 20 масс Земли.
    Чтобы уточнить параметры обеих планет в этой системе, были проведены интенсивные наблюдения звезды Kepler-10 на 3.57-метровом Национальном телескопе Галилео (TNG) с помощью спектрографа Северный HARPS. С начала наблюдений в августе 2012 года было получено 148 замеров лучевой скорости Kepler-10 с погрешностью единичного замера 1.5-2 м/сек. Эти наблюдения позволили существенно уточнить массу внутренней планеты и определить массу внешней.
    И вот тут исследователей ожидал сюрприз. Масса планеты Kepler-10 c оказалась равной 17.2 ± 1.9 масс Земли, т.е. сравнимой с массой Нептуна. При этом ее радиус составил 2.35 ^+0.09/_-0.04 радиуса Земли, что приводит к средней плотности 7.1 ± 1 г/куб.см! Это делает Kepler-10 c одной из самых тяжелых планет земного типа, известных на данный момент. При этом планета Kepler-10 c нагрета весьма умеренно – ее эффективная температура (в предположении нулевого альбедо) оценивается в 584 ⁺⁵⁰/_-17К. Помимо железа и силикатов в состав Kepler-10 c должно входить также от 5 до 20% летучих (скорее всего, воды).
    Интересно, что Kepler-10 c – не единственная массивная планета земного типа, обнаруженная Кеплером. Так, близкими свойствами обладает планета Kepler-131 b (масса 16.1 ± 3.5 масс Земли, радиус 2.4 ± 0.2 радиусов Земли, орбитальный период ~16 суток). Открытие массивных железокаменных планет, равно как и очень «рыхлых» маломассивных газовых планет, демонстрирует удивительное разнообразие планетных систем, пишет сайт Планетные системы.

   Кратеры, оставшиеся после столкновений, приоткрывают для человечества завесу тайны над самыми зрелищными геологическими процессами. За последние 3,5 миллиард лет, как установили ученые, более 80 космических объектов, большего размера, чем астероид, который, согласно гипотезе, положил конец эре динозавров, столкнулись с Землей. Однако же, тектонические процессы, изменение поверхности вследствие воздействия погодных условий и захоронений быстро разрушает кратеры или же «смазывает» их. Например, если бы Земля не была такой подвижной, на ее поверхности было бы так же много кратеров, как на Луне или Меркурии.
   В работе Б. С. Джонсона (B.C. Johnson) и Т. Дж. Боулинга (T.J. Bowling) говорится о том, что лишь около четырех кратеров, появившихся в результате этих столкновений, смогли «дожить» до сегодняшнего дня. Геологам уже удалось обнаружить три таких кратера (диаметром более 170 километров). Исследование, опубликованное в журнале Geology 22 мая 2014 года, показывает, что кратеры на Земле вряд ли помогут в восстановлении событий бомбардировки Земли астероидами.
   Однако же, Джонсон и Боулинг пишут, что слои расплавленной породы, которые выбрасываются в начале процесса столкновения, могут служить своего рода «записью» столкновений, - даже после того, как активностью Земли были разрушены кратеры, из которых происходили выбросы. Авторы предполагают, что поиски этих слоев выброшенной породы могут быть намного более продуктивными для определения того, сколько раз Земля сталкивалась с астероидами, чем поиски больших кратеров.