Джеты представляют собой потоки плазмы, которые с высокой скоростью испускаются нейтронными звездами или черными дырами. Джеты известны астрономам уже в течение нескольких десятилетий, однако до сих пор никто никогда не наблюдал джетов, испускаемых нейтронными звездами, обладающими мощным магнитным полем. Наиболее популярным объяснением этого факта было то, что мощные магнитные поля затрудняют формирование джетов.

В 2013 г. исследователи во главе с Натали Дегенар (Nathalie Degenaar) из Амстердамского университета провели наблюдения нескольких нейтронных звезд при помощи современного радиотелескопа Very Large Array (VLA), расположенного на территории штата Нью-Мексико, США. 6 и 16 июня 2013 г. ученые наблюдали двойные системы Her X-1 и GX 1+4 в течение нескольких десятков минут. Каждая из систем включает нейтронную звезду с мощным магнитным полем и нормальную звезду-компаньона. Материал перетекает от нормальной звезды к нейтронной звезде. Эти радионаблюдения ставили целью выяснить, не испускает ли нейтронная звезда энергию в форме джетов.

Анализ этих данных (проведенный лишь в 2017 г.) показал, что обе нейтронные звезды испускают излучение в радиодиапазоне, и что это излучение носит признаки, характерные для излучения джетов. Однако утверждать наличие джетов в исследуемых системах пока рано, поскольку для однозначного установления этого факта требуются дополнительные наблюдения, отмечают исследователи. Данная работа, однако, позволяет исключить из рассмотрения ряд процессов, например звездный ветер, указывают авторы.

Ученые, занимающиеся поисками гравитационных волн, подтвердили еще одно обнаружение, сделанное в рамках наблюдательной кампании, начатой ранее в этом году. Получившее обозначение GW170608, это последнее зарегистрированное гравитационно-волновое событие было связано с объединением двух черных дыр относительно небольших масс – соответственно 7 и 12 масс Солнца – находящихся на расстоянии примерно в один миллиард световых лет от Земли. Это столкновение привело к формированию новой черной дыры массой 18 масс Солнца, следовательно, энергия, эквивалентная примерно одной массе Солнца, выделилась в этом процессе в виде гравитационных волн.

Это событие было зарегистрировано двумя детекторами LIGO в 02:01:16 UTC 8 июня 2017 г. и стало вторым по счету слиянием черных дыр, наблюдаемым при помощи обсерваторий LIGO в рамках второй наблюдательной кампании после технического перевооружения обсерваторий по программе Advanced LIGO. Однако публичное объявление об этом открытии было отложено на некоторое время из-за двух других открытий гравитационно-волновых событий, пришедшихся соответственно на 14 августа (слияние двух черных дыр, зарегистрированное сразу тремя гравитационно-волновыми детекторами) и на 17 августа (первое гравитационно-волновое обнаружение события слияния двух нейтронных звезд).

Источник GW170608 соответствует наименее массивной системе из двух черных дыр, когда-либо наблюдаемой при помощи обсерваторий LIGO и Virgo – и поэтому является одним из первых случаев обнаружения при помощи гравитационных волн черных дыр примерно таких же масс, что и черные дыры, обнаруживаемые при помощи косвенных методов, таких как наблюдения в рентгеновском диапазоне.

Это открытие позволит астрономам сравнить свойства черных дыр, зарегистрированных при помощи гравитационно-волновой астрономии, со свойствами черных дыр близких масс, прежде обнаруживаемых лишь при помощи рентгеновских наблюдений, и объединить информацию, получаемую при использовании этих двух принципиально разных методов наблюдения.

Как сообщил в пятницу интернет-портал space.com, группа сотрудников Лаборатории реактивного движения в Пасадине (штат Калифорния) предлагает доставить аэростат на высоту 55 км от поверхности Венеры, где уровень освещенности позволяет использовать солнечные батареи для питания аппаратуры. По мнению ученых, в случае сейсмоактивности на планете ударная волна распространится в плотной атмосфере, и ее смогут уловить чувствительные датчики.
"На Венере атмосфера в 90 раз более плотная, чем у поверхности Земли, - отметил один из авторов проекта Сиддхарт Кришнамурти. - Давление на поверхности планеты такое же, как в океане на глубине 1 км".
Он напомнил, что аналогичные эксперименты уже проводились советскими учеными. "Нет ничего неслыханного в том, чтобы доставить аэростат в верхние слои атмосферы Венеры, - отметил он, имея в виду эксперименты, проведенные советскими межпланетными станциями "Вега-1" и "Вега-2" в 1984 году. - Технологические возможности проведения такого эксперимента уже продемонстрированы. Нужно лишь увеличить длительность эксперимента".
По оценкам американских ученых, аэростат в верхних слоях атмосферы Венеры мог бы находиться от шести месяцев до года.
"Мы с определенной долей уверенности может предполагать, что на Венере нет тектонических плит, подобных тем, что существуют на Земле, - добавил американский эксперт. - Сейсмическая активность на Венере своеобразна, и мы не имеем представления о том, почему это происходит".
По данным space.com, еще один проект изучения Венеры предусматривает доставку на поверхность планеты, где температура достигает 462 градусов Цельсия, аппарата, который перемещался бы по поверхности с помощью ветродвигателя. В рамках программы инновационных концепций NASA предоставило средства на первоначальную разработку проекта.
Первым аппаратом, предназначенным для изучения Венеры, стала советская межпланетная станция "Венера-1" запущенная 12 февраля 1961 года. В 1975 году советские станции "Венера-9" и "Венера-10" передали первые фотографии поверхности Венеры, а в 1982 году "Венера-13" и "Венера-14" передали цветные изображения. Сейчас российско-американская рабочая группа разрабатывает концепцию международного проекта по изучению Венеры (проект "Венера-Д"), который, в частности, может предусматривать использование субспутника массой до 120 кг и аэростатных зондов для работы в атмосфере Венеры. Ранее стало известно, что станция "Венера-Д" может быть запущена в 2026 году.

В XIX и первой половине XX века среди геологов бытовало мнение, что Земля напоминает запеченное яблоко, которое постепенно остывает и уменьшается, а на ее поверхности возникают «морщины». На основе «яблочной гипотезы» возникла теория геосинклиналей, согласно которой отдельные участки земной коры опускаются, а затем поднимаются, формируя горные хребты. Однако еще в 1912 году ученый-геофизик Альфред Вегенер оспорил эту схему, предположив, что горообразование происходит из-за континентального дрейфа материков. В пользу своей версии он приводил тот аргумент, что очертания западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки совпадают, словно эти континенты были частью одного суперматерика.

В то время это была достаточно смелая идея, бросающая вызов общепринятым научным представлениям. Неудивительно, что предположение Вегенера было отвергнуто. Ученых-скептиков понять можно: Вегенер не мог объяснить, чем именно вызван дрейф материков, а их очертания могли быть и случайным совпадением. Тем не менее у Вегенера появились последователи, которые искали более веские аргументы в пользу континентального дрейфа.

В 1960 году была выдвинута гипотеза спрединга, согласно которой в районе срединно-океанических хребтов к земной коре поднимаются мантийные потоки, формируя новое дно и раздвигая старые породы в стороны. Таким образом, литосферные океанические плиты чем-то напоминают гусеницы трактора. В одном месте кора поднимается, плывет по мантии и опускается в другом месте (зона субдукции). Эта гипотеза подтвердилась, когда в океанической коре были открыты полосовые магнитные аномалии — последовательность «записей» о периодических изменениях направления магнитного поля Земли. Причем чем дальше от хребта располагалась «полоса» остаточной намагниченности, тем древнее она была.

В зонах субдукции также происходит наращивание континентальной коры, под которую погружается океаническая кора. Однако если сталкиваются две континентальные плиты, то погружения не происходит, вместо этого образуются высокие горные системы вроде Гималаев.

pic_c0eaeb9d23ad502813cfbfa165f97123.jpg

Почему в районе хребтов мантийные потоки поднимаются, а в зоне субдукции опускаются? Ответ на это — конвекция мантии. Ближе к ядру расплав имеет высокую температуру, в результате чего он поднимается к коре. На его место приходит холодная мантия, что уже отдала тепло литосфере. Эти поднимающиеся и опускающиеся течения замыкаются, формируя ячейки. В верхней части каждой ячейки мантия движется горизонтально, заставляя плиты сдвигаться в том же направлении. Сила этого механизма достаточна, чтобы вызвать раскол континента, когда отдельные его части начинают сдвигаться в разные стороны.


Некоторые ученые, в числе которых астрофизик Сяолэй Чжан, предложили другой возможный механизм сдвига материков. По их мнению, на Землю упал крупный астероид или комета. Этим можно объяснить резкое изменение направления Гавайского хребта, например. Кроме того, конвективные ячейки, по мнению Чжана, не могут обеспечивать долгое время стабильность горячих точек — участков, в которых происходит активная вулканическая деятельность. Ученый подвергает сомнению и субдукционный механизм образования Скалистых гор — хребта, расположенного на западе США и Канады.

Чтобы вызвать сдвиг континентов, объект, упавший на Землю, должен был быть размером с Марс. Чжан считает, что удар малой планеты-странника произошел около 750 миллионов лет назад и пришелся на территорию, где сейчас располагается Колорадское плато (запад США). Катаклизм привел к расколу суперматерика Родиния, который возник 1,1 миллиарда лет назад. Образовавшийся в результате кратер был сравним по размерам с самим плато в Колорадо, площадь которого достигает 337 тысяч квадратных километров. Для сравнения: площадь кратера Чиксулуб, образовавшегося при падении погубившего динозавров десятикилометрового астероида, равна 25 тысячам квадратных километров.

Откуда прилетела планета-странник? 4,5 миллиарда лет назад с Землей, вероятно, столкнулась другая планета — Тейя. Считается, что эта катастрофа привела к формированию Луны. Тейя образовалась в точке Лагранжа, находившейся почти прямо на орбите Земли, однако долгое время держалась от нашей планеты на расстоянии. Если бы Солнечная система состояла только из Солнца, Земли и Тейи, столкновения бы не случилось, однако гравитационное влияние других планет сместило Тейю с ее места и бросило в сторону Земли. Но 750 миллионов лет назад второй Тейи быть уже не могло — планеты Солнечной системы прочно обосновались на стабильных орбитах.
pic_d7a8d13a3e14b1f49032e1f6ef0abb48.jpg
Суперконтинент Родиния

Чжан полагает, что планета-странник пришла из другой системы. Это может происходить, когда Солнечная система, вращаясь вокруг центра Млечного Пути, проходит через галактические рукава — структуры с высокой плотностью звезд, газа и пыли. Такое сосредоточение вещества приводит к появлению крупных звезд, жизнь которых заканчивается вспышкой сверхновой. Взрывы могут срывать экзопланеты с насиженных мест, отправляя их в сторону Солнца.

В качестве аргумента в пользу своей гипотезы Чжан приводит необычное геологическое строение плато в Колорадо. Например, слои пород, которые образовались около 750 миллионов лет назад, образуют аномалию, называемую Великим несогласием (англ. Great Unconformity). Они залегают не в строгой стратиграфической последовательности (более старые слои — внизу, более молодые — наверху), а формируют хаотичную картину, словно что-то сильно их деформировало. Тут же находятся уникальные для плато породы времен докембрия, подвергшиеся расплавлению и метаморфизму.

Ученый также обратил внимание на то, что периоды между пересечениями Солнечной системой рукавов галактики совпадают с промежутками между массовыми вымираниями на Земле в рамках фанерозойского эона (куда входит палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры) и расколами суперконтинентов.

Следует помнить, что гипотеза Чжана — пока лишь гипотеза одного ученого. Пока нет серьезных доказательств того, что уже сформировавшаяся Земля в сравнительно недалеком геологическом прошлом могла пережить удар планеты-странника. То же Великое несогласие может объясняться вымыванием верхних слоев водами моря, периодически наступавшего на североамериканский континент во времена раннего кембрия. Этот процесс эрозии связывается с Кембрийским взрывом, когда в океан смывались ионы кальция и других минералов, что изменило химический состав воды и привело к появлению скелетной морской фауны. Глобальный катаклизм, который превратил бы всю планету в пылающий шар, слабо стыкуется с уже известной картиной геологической и биологической эволюции.

По логике Чжана, тейеподобные планеты должны падать с завидной периодичностью, чтобы расталкивать континенты. Пока что его гипотеза дает больше вопросов, чем ответов. В свое время теория континентального дрейфа Вегенера, поспешно отвергнутая мировым сообществом, была гораздо более понятной и обоснованной.

По поверхности суперземли 55 Рака е, превосходящей по размеру нашу планету примерно в два раза, предположительно, текут потоки лавы. Планета находится очень близко к родительской звезде, кроме того, она всегда обращена к родительскому светилу одной и той же стороной – и поэтому на планете имеются «вечные» дневная и ночная стороны. Базируясь на результатах исследования, проведенного в 2016 г. при помощи космического телескопа НАСА Spitzer («Спитцер»), ученые предположили, что лава свободно течет и формирует озера на дневной стороне планеты, но затвердевает на ночной стороне планеты.

Теперь более глубокий анализ тех же самых данных, собранных при помощи космической обсерватории Spitzer, показывает, что у этой планеты, вероятно, имеется атмосфера, компоненты которой могут быть схожи с компонентами атмосферы Земли, однако толщина атмосферы экзопланеты при этом существенно больше толщины газовой оболочки нашей планеты. Лавовые озера, излучающие энергию непосредственно в космос, создали бы зоны местного нагрева поверхности до очень высоких температур – чего не наблюдалось при анализе данных, собранных при помощи обсерватории Spitzer.

Используя усовершенствованную модель течения потоков энергии по поверхности планеты и излучения ее обратно в космос, исследователи, возглавляемые Изабель Анджело (Isabel Angelo), нашли, что температура на ночной стороне планеты будет не такой низкой, как считалось ранее. «Холодна я сторона» является все же весьма горячей по земным стандартам – средняя температура здесь достигает 1300-1400 градусов Цельсия – при этом на «горячей стороне» планеты температура составляет около 2300 градусов Цельсия. Разница между температурами дневной и ночной сторон планеты имела бы большую величину при отсутствии атмосферы, пояснили авторы работы.

Объект U1 был впервые обнаружен 18 октября 2017 г., когда он удалялся от Солнца, и сразу же был распознан как объект, прибывший из межзвездного пространства, так как имел гиперболическую орбиту.

На новых снимках, сделанных при помощи инструмента One Degree Imager 3,5-метрового телескопа WIYN Национальной обсерватории Китт-Пик, США, и 2,5-метрового Северного оптического телескопа, расположенного на Канарских островах, Испания, объект U1 выглядит слегка красноватым, а его яркость меняется с 8-часовым периодом. Оба этих свойства характерны для астероидов внутренней части Солнечной системы.

По изменению яркости астероида команда Джуита смогла вычислить его примерные размеры, которые составили 30м х 30м х 180м. Эти размеры также не являются необычными для астероидов Солнечной системы, говорят исследователи.

Выглядящий «таким знакомым» астероид U1 носит близкое сходство с астероидами и кометами Солнечной системы, которые предположительно были вытолкнуты из нее при формировании гигантских планет, считают авторы работы. Эти находки могут иметь большое значение для подтверждения теорий формирования планет, указывают они.

Обсерватория, расположенная на вершине горы в Мексике, впервые произвела широкоугольную съемку гамма-излучения, испускаемого двумя стремительно вращающимися нейтронными звездами. Обсерватория High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) Gamma-Ray Observatory наблюдала высокоэнергетическое излучение, идущее от двух этих близлежащих источников, что позволило поставить под сомнение справедливость одной из двух основных гипотез, объясняющих таинственный избыток частиц антиматерии в окрестностях Земли.

В 2008 г. астрономы наблюдали неожиданно большое количество позитронов – аналогов электронов для антиматерии – на орбите вокруг Земли на высоте несколько сотен метров над атмосферой нашей планеты. С тех пор ученые строили предположения о причинах этой аномалии, причем выделились две основные гипотезы ее происхождения: согласно первой версии эти частицы могли попасть на орбиту Земли со стороны близлежащих коллапсировавших звезд, называемых пульсарами, которые вращаются вокруг собственной оси с частотой несколько оборотов в секунду и выбрасывают электроны, позитроны и другие частицы с огромной силой. Согласно второй версии дополнительные позитроны могли попасть на орбиту к нашей планете в результате протекания процессов, включающих темную материю – невидимую но повсеместно присутствующую субстанцию, которая выдает свое присутствие лишь по гравитационному взаимодействию с нормальной материей.

Используя данные, собранные при помощи обсерватории HAWC, исследователи во главе с Джорданом показали, что два пульсара, ранее идентифицированные как возможные источники «избыточных» позитронов, на самом деле ими не являются: несмотря на подходящий возраст и расстояние до Земли, эти пульсары окружены обширным облаком, затрудняющим выход позитронов. Ученые не утверждают, что эти новые данные позволяют однозначно определиться в пользу гипотезы, включающей темную материю, однако они дают возможность исключить два конкретных пульсара как источники «избыточных» позитронов на орбите вокруг Земли.

Это родительское тело было дифференцировано, то есть оно было достаточно крупным для того, чтобы произошло гравитационное разделение его на ядро, мантию и кору, и имело форму, близкую к сферической, считают исследователи.

Соотношение между изотопами кислорода в веществе метеорита позволяет однозначно идентифицировать родительское тело космического камня. Метеориты группы, известной как HED (Howardite, Eucrite, Diogenite - говардит, эвкрит, диогенит), предположительно, приходят со стороны Весты, поскольку соотношение между изотопами кислорода в них примерно такое же, что и в материале Весты. Метеорит Bunburra Rockhole был изначально классифицирован как эвкрит, однако соотношение между изотопами кислорода в нем существенно отличается от аналогичного соотношения в веществе других метеоритов группы HED.

В новом исследовании группа ученых во главе с Гретченом Бенедиксом (Gretchen Benedix) из Университета Картина, Австралия, провела более подробный анализ этого метеорита. Исследователи рассмотрели три основных версии его происхождения: метеорит мог быть «загрязнен» чужеродным материалом, происходить из прежде неизученной области поверхности Весты или являться фрагментом неизвестного до сегодняшнего дня ученым дифференцированного астероида.

Если бы произошло загрязнение материала метеорита чужеродным материалом, то примерно 10 процентов его вещества должно относиться к материалу-загрязнителю, чтобы объяснить наблюдаемое соотношение между изотопами кислорода, рассчитали ученые. Такое количество чужеродного материала было бы отчетливо видно на снимках, полученных при помощи метода компьютерной томографии – но в действительности такого материала на снимках не наблюдалось. Это позволило исключить версию с «загрязнением» чужеродным материалом.

Вторая версия, предполагающая, что метеорит происходит из прежде неизученной области поверхности Весты, подразумевает, что Веста является гетерогенным телом, то есть состав ее вещества неодинаков в разных точках поверхности. Однако до сих пор все метеориты группы HED показывали одинаковый изотопный состав, что является убедительным подтверждением гомогенности вещества Весты. Таким образом была исключена вторая версия происхождения этого метеорита.

С учетом изложенных соображений, авторам работы наиболее вероятной представляется версия, согласно которой метеорит Bunburra Rockhole является осколком неизвестного ученым астероида, принадлежащего Главному астероидному поясу.