Астрономы подтвердили наличие инфракрасного полярного сияния на Уране

На основе данных почти 20-летней давности учёные наконец-то подтвердили наличие инфракрасных полярных сияний, происходящих в северных районах Урана.

Это открытие позволяет астрономам восполнить некоторые неизвестные моменты, связанные с урановыми полярными сияниями, и, возможно, пролить свет на то, почему эта планета, расположенная так далеко от Солнца, гораздо горячее, чем должна быть.

«Температура всех планет-газовых гигантов, включая Уран, на сотни градусов Кельвина/Цельсия выше той, которую предсказывают модели, учитывающие нагрев только за счёт Солнца, что ставит нас перед большим вопросом: как получилось, что эти планеты гораздо горячее?» — говорит астрофизик Эмма Томас из Лестерского университета (Великобритания).

«Одна из теорий предполагает, что причиной этого является энергичное полярное сияние, которое генерирует и выталкивает тепло от авроры вниз к магнитному экватору».

Авроры возникают, когда энергичные частицы ускоряются по направлению к планете, обычно вдоль линий магнитного поля, и, падая на неё, взаимодействуют с частицами, обычно находящимися в её атмосфере. Возникающая при этом ионизация приводит к появлению свечения.

Это далеко не исключительно земное явление, хотя на разных планетах оно может выглядеть совершенно по-разному.

Новое исследование показало, что нейронная активность при онлайн-общении существенно ниже по сравнению с активностью при разговоре «лицом к лицу»

Когда нейробиолог из Йельского университета Джой Хирш применила сложные средства визуализации для отслеживания в реальном времени активности мозга двух беседующих людей, она обнаружила сложную хореографию нейронной активности в тех областях мозга, которые управляют социальным взаимодействием. Когда она провела аналогичные эксперименты с двумя людьми, разговаривающими по Zoom, повсеместно распространённой платформе для видеоконференций, она наблюдала совершенно иной неврологический ландшафт.

Нейронная сигнализация во время общения в Интернете была существенно менее яркой по сравнению с активностью, наблюдаемой у тех, кто общался лицом к лицу. Результаты исследования опубликованы 25 октября в журнале Imaging Neuroscience.

«В этом исследовании мы обнаружили, что социальные системы человеческого мозга более активны во время реальных личных встреч, чем при общении через Zoom, — сказали Хирш, профессор психиатрии Элизабет Мирс и Хаус Джеймсон, профессор сравнительной медицины и нейронаук и старший автор исследования. — Zoom, по-видимому, является более бедной системой социальной коммуникации по сравнению с личным общением».

Социальные взаимодействия являются краеугольным камнем всех человеческих обществ, и наш мозг тонко настроен на обработку динамических сигналов лица (основного источника социальной информации) при реальных личных встречах, утверждают исследователи. В то время как большинство предыдущих исследований с использованием средств визуализации для отслеживания активности мозга во время таких взаимодействий проводилось с участием отдельных людей, в лаборатории Хирша был разработан уникальный набор нейровизуализационных технологий, позволяющий изучать в режиме реального времени взаимодействие двух людей в естественных условиях.

НАСА вложилось в испытание антенны необычного дизайна

Около 30 лет назад молодой инженер по имени Кристофер Уокер вечером сидел дома и готовил шоколадный пудинг, когда ему позвонила мама.

Приняв звонок, он выключил плиту и накрыл кастрюлю полиэтиленовой плёнкой, чтобы сохранить пудинг свежим. Когда он вернулся, остывающий воздух в кастрюле вытянул плёнку внутрь, создав вогнутую поверхность, и в этом деформированном пластике он увидел увеличенное отражение лампочки верхнего света. Это натолкнуло его на идею, способную произвести революцию в космическом зондировании и связи.

Эта идея воплотилась в Large Balloon Reflector (LBR) — надувном устройстве, создающем широкие приёмные апертуры, вес которого в разы меньше, чем у современных развёртываемых антенн. Теперь, благодаря помощи программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), финансируемой Управлением космических технологий, которое поддерживает перспективные инновации из различных источников, замысел Уокера, длившийся несколько десятилетий, воплощается в жизнь.

Согласно этой концепции, часть внутренней поверхности надутой сферы превращается в параболическую антенну. Участок, составляющий около трети внутренней поверхности шара, покрыт алюминием, что придаёт ему отражающие свойства.

Благодаря финансированию NIAC и гранту Военно-морской исследовательской лаборатории США Уокеру удалось разработать и продемонстрировать технологии для ЛБР диаметром 10 м, который был поднят в стратосферу на гигантском воздушном шаре. Для сравнения: диаметр апертуры массивного космического телескопа НАСА James Webb составляет более 6,5 м.

НАСА ищет на Марсе лёд при помощи новой карты

Карта может помочь агентству решить, где должны высадиться первые астронавты на Красной планете. Чем больше там будет доступной воды, тем меньше её нужно будет брать с собой.

Погребённый лёд станет жизненно важным ресурсом для первых людей, ступивших на Марс, и послужит питьевой водой и ключевым ингредиентом для ракетного топлива. Кроме того, он станет важным научным объектом: космонавты или роботы смогут в один прекрасный день бурить ледяные керны, как это делают учёные на Земле, изучая историю климата Марса и потенциальные места обитания микроорганизмов (в прошлом или настоящем).

Необходимость поиска подповерхностного льда обусловлена тем, что жидкая вода на марсианской поверхности нестабильна: атмосфера настолько разрежена, что вода сразу же испаряется. На марсианских полюсах есть много льда, состоящего в основном из воды, хотя встречается и углекислый газ, или сухой лёд, но эти области слишком холодны для длительного пребывания астронавтов (или роботов).

Именно в этих регионах и реализуется финансируемый НАСА проект Subsurface Water Ice Mapping. В рамках проекта SWIM недавно был выпущен четвёртый комплект карт — самый подробный с момента начала проекта в 2017 году.

Ключом к успешному поиску внеземной жизни может оказаться анализ орбит экзопланет

Поиск внеземного разума (SETI), вероятно, можно будет ускорить благодаря новым результатам, позволяющим определить дрейф частот радиосигналов иных цивилизаций в результате доплеровского сдвига, вызванного движением их родной планеты вокруг своей звезды.

Доплеровский сдвиг — это удлинение или укорочение частоты сигнала, вызванное движением передатчика. Если передатчик удаляется от нас, то длина волны растягивается, а частота уменьшается; если же он движется к нам, то длина волны укорачивается, а частота увеличивается.

Орбитальное движение и суточное вращение экзопланеты, а также собственное орбитальное движение и суточное вращение Земли вносят свой вклад в дрейф частоты любого сигнала, который может быть передан с экзопланеты и принят на Земле. Радиоастрономам известно, что орбитальное движение Земли вызывает дрейф частоты в 0,019 наногерц (нГц), а вращение Земли вокруг своей оси создаёт дополнительный дрейф в 0,1 нГц. Эти сдвиги могут быть учтены при анализе сигналов. Однако, хотя астрономы не всегда знают, с какой скоростью вращаются экзопланеты (исключение составляют планеты, попавшие в приливный захват, у которых сутки равны году), они могут измерить орбитальный период экзопланеты и определить максимальный дрейф частоты, исходя из этой цифры.

Величина дрейфа зависит от орбитальных характеристик экзопланеты: наклона её орбиты по отношению к нам, степени удалённости от круга и прецессии (колебания). Алгоритмы машинного обучения, способные просеивать данные в поисках сигналов, демонстрирующих скорость дрейфа, требуют максимального значения скорости дрейфа, чтобы можно было ограничить поиск. При поиске SETI обычно принимается небольшое значение дрейфа частоты — менее 10 нГц, однако предыдущие расчёты, основанные на реальных измерениях самых экстремальных из известных орбит экзопланет, установили верхний предел дрейфа в плюс-минус 200 нГц.

Использование плюс-минус 200 нГц в качестве максимальной скорости дрейфа требует повышенных вычислительных ресурсов, что замедляет скорость анализа данных, полученных в ходе SETI-поиска.

Теперь, смоделировав около 5300 реальных экзопланет, команда под руководством аспирантки Меган Ли из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе смогла уточнить и уменьшить максимальное значение скорости дрейфа, вызванного орбитальным движением экзопланет, до плюс-минус 53 нГц.

Это означает, что для 99% планетных систем частота сигнала, регистрируемого с далёкой экзопланеты, будет дрейфовать с максимальной скоростью плюс-минус 53 нГц. Новый результат является более точным, поскольку измеряет скорость дрейфа во всех точках орбиты экзопланеты, а не только в тех точках, где скорость дрейфа максимальна. А меньшее значение, чем плюс-минус 200 нГц, позволит сократить объём необходимых вычислительных ресурсов и ускорить поиск. По словам членов исследовательской группы, есть возможность уменьшить его ещё больше.