Используя данные от радиоинтерферометра Атакамская Большая Миллиметровая/субмиллиметровая Решётка (ALMA) астрофизики обнаружили ранее неизвестный удалённый объект в направлении Альфы Центавра. Научная статья опубликована 8 декабря 2015 года.
Расстояние и, соответственно, размер объекта неизвестны. По двум наблюдениям нельзя определить и его орбиту. Теоретически, им вполне может оказаться близкая к нам суперземля. Но более вероятна версия, что это самый далёкий транснептуновый объект. Даже в таком случае открытие очень значительное.
ALMA состоит из 66 радиотелескопов с тарелками диаметром 12 и 7 м, которые наблюдают миллиметровый и субмиллиметровый диапазоны. Для «зуммирования картинки» антенны перемещаются на расстояние от 150 м до 16 км. По чувствительности и выдаваемому разрешению с ALMA даже близко не сравнится ни один радиотелескоп в мире
В миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах обычно излучают холодный газ и пыль, но объекты на краю Солнечной системы тоже излучают в этом диапазоне. В то же время они не детектируются инфракрасными телескопами, поэтому увидеть такой объект способна только ALMA.
Итак, в июле 2014 года впервые в направлении Альфа Центавра А и B заметили тусклый объект. Во второй раз он был зарегистрирован в мае 2015 года, на этот раз более чётко. Можно предположить, что это ещё один объект в системе Альфа Центавра в четырёх световых годах от нас. Судя по яркости, это мог бы быть красный карлик. Но в таком случае его бы давно регистрировали инфракрасные телескопы.
Поскольку объект не принадлежит к системе Альфа Центавра, то он должен быть гораздо меньше и ближе к нам. По мнению независимых астрофизиков, вероятнее всего, это необычный транснептуновый объект (ТНО) на расстоянии примерно 100 астрономических единиц от Солнца, то есть дальше Седны (86 AU). Таким образом, это самый далёкий известный объект Солнечной системы, который вероятно по размеру меньше Плутона.
Авторы научной работы считают вероятной другую гипотезу: объект находится на расстоянии 300 AU и по размеру в полтора раза превышает Землю. Первая суперземля в Солнечной системе!
Такой вариант не исключён, поскольку наблюдения за ТНО в последнее время привели к спекуляциям, что одна или две суперземли могут скрываться на внешних рубежах Солнечной системы.
Отрицательный довод против этой версии в том, что у Альфы Центавра и, соответственно, обнаруженного ТНО, слишком уж большое наклонение орбиты: 79 градусов. А ведь даже у Седны наклонение всего 12 градусов. Очень маловероятно существования суперземли на такой наклонной орбите к плоскости Солнечной системы.
Холодный коричневый карлик на расстоянии 20 000 AU тоже был бы виден в инфракрасные телескопы.
Ответы на вопросы дадут дальнейшие наблюдения за объектом. В любом случае, там что-то есть.
Атакамская Большая Миллиметровая/субмиллиметровая Решётка
ALMA — международный проект, самый большой и самый дорогой астрономический проект на Земле: строительство обошлось в ?$1,4 млрд.
Антенны ALMA, объединённые как единый интерферометр
Коррелятор ALMA
Суперкомпьютер Atacama Compact Array (ACA) Correlator состоит из 35 серверов Fujitsu Primergy на x86-совместимых процессорах и специализированного вычислителя. В его состав входит массив блоков на 4096 FPGA, связанных между собой 1024 оптоволоконными соединениями. Система способна в реальном времени выполнять обработку ежесекундно 512 млрд. отсчётов радиосигнала (примерно 200 ГБ/с), что соответствует производительности 120 трлн. операций в секунду.
Радиоинферометр в чилийской пустыне Атакама на полную мощность запустили совсем недавно, в марте 2013 года — и вот уже такое открытие.
VGTGroup
120 Тфлопс на 200 гб в секунду. В этой теме были попытки посчитать необходимую мощность для будущей SKA но за неимением толковой информации получился пшик. То теперь можно сделать очень грубую прикидку. 200Гб\с ~ 120Тфлопс.
Тогда для обработки 391ТБ\с (заявленная максимальная «мощность» будущего радиоинтерферометра) надо порядка 240 Ефлопс\с. Какие же безумные цифры.
Для сравнения, средненький неплохой проц. интела дает 10-12 Гфлопс.
А теперь к статье, просто невероятный факт, что можно обнаружить булыжник за фиг знает на каком от нас расстоянии. Чья температура не превышает 10К. Только благодаря «прослушиванию» миллиметрового диапазона. А если теория про 300 а.е. верна, то при текущих технологиях зонд там сможет оказаться где-то через век)
grozaman
Можно построить на Луне магнитную пушку, например, и выстрельнуть зондом с офигенным ускорением прямо в этот самый ТНО. Долетит за пару лет, в худшем случае за десяток. Понятно, что магнитные пушки на Луне будут не скоро, да и не горит вроде :D
zagayevskiy
Ну, вы в курсе, что при выстреле вы придаёте телу скорость, а не ускорение, да?
300*500*300000 / (10*365*24*60*60) = 142.7 (км/с)
Для сравнения, скорость Вояджера-2 после гравитационных манёвров — около 15км/с — в 10 раз меньше.
grozaman
Да, в курсе, видать на автомате написал.
Насчет скорости: Да, она мягко говоря не хилая, но я и не говорил, что можно будет завтра реализовать :)
Лет через 50-100 в лучшем случае. И если никаких революций не случится.
poxu
Вояджер весит под тонну. Если и вправду построить магнитную пушку на Луне, то ей можно будет запускать аппараты существенно меньше.
Mad__Max
Поаккуратнее с цифрами, хотя бы с их порядками.
391ТБ\с «всего» в ~2000 раз больше чем 200Гб\с. Если для 200Гб\с нужно 120 Тфлопс и предполагать линейное масштабирование, то для SKA нужно будет «всего» 240 ПетаФлопс, а не ЭкзаФлопс.
Это конечно тоже дофига, но не что-то космическое — «всего» какой-то десяток суперкомпьютеров уровня из текущей пятерки мощнейших.
Хотя там первичная обработка (на которую и приходится большая часть этих петафлопов) довольно простая и для не нее не нужны сложные универсальные процессоры, обработка реализуется на FPGA матрицах или GPU подобных массивно-параллельных чипах.
Для сравнения хорошая игровая видеокарта если ее GPU чип подобной работой эффективно загрузить это уже единицы ТерраФлопс
Ну а сложных вычислений, для которых нужны универсальные ЦП (подобные x86) там будет где-то на порядок меньше.
Game_Rate_Com
А мощность биткоин сети уже 8 430 108 PetaFLOPS — так, что при желании можно и подобную распределенную сеть задействовать для начальной обработки.
a5b
Мощность Биткоин сети можно измерять в FLOPS лишь пока эта мощность обеспечивается за счет CPU и GPU, т.е. до 2011 года. Т.к. сейчас >99% мощности обеспечивается за счет специализированных ASIC, которые не умеют производить какие-либо иные операции, коэффициент перевода hash/s в flops, используемый сомнительными сайтами, следовало бы пересчитать.
Например, через энергию (выполнение одного 64-bit FLOP требует вполне определенных пикоджоулей + еще на порядок, два или три больше — с учетом затрат на пересылку данных из кешей, памяти, соседних узлов).
Топ10 наиболее энергоэффективных суперкомпьютеров из Green500 показывает 4-5 GFlops/W; электрическая мощность сети Биткоин оценивалась в 340 МВт (Mad__Max 12 мая 2015 — Сколько углекислого газа «генерируют» биткоины / Geektimes, 2015-02-16). Т.о. если бы вместо биткоин-асиков запитывали суперкомпьютер, то его производительность была бы менее 1700 PFLOPS.
Крупнейший суперкомпьютер Tianhe-2 имеет 33 (54) ПФлопс в 24 МВт. Линейно увеличив Tianhe-2 в 14 раз получим 340 МВт и не более 462 (756) PFLOPS.
ru.wikipedia.org/wiki/FLOPS
Game_Rate_Com
Конечно цифра мощности сети условная и битконы считают специализированные ASIC, но это пример того какую распределенную мощность можно поднять — был бы стимул.
Майнерам ведь по большому все равно, что считать — им главное получать за это биткоины =)
Mad__Max
Это да, некоторые вон вообще сворачивание белков или поиск лекарств считают в процессе майнинга. (монетки зачисляются за успешно обсчитанные задания в одном из публичных научных проектов)
Ну естественно не на ASIC, а на GPU.
Robotex
Теория про 300 а.е. не верна. Это внешние окраины газопылевого облака, там слишком мало вещества, чтобы образовалось что-то больше Плутона.
a5b
> 120 Тфлопс
Нет, 120 трлн. операций. www.fujitsu.com/downloads/MAG/vol50-3/paper06.pdf «Atacama Compact Array (ACA) correlator system… 120 tera-operations per second».
Тип операций в этой статье не указан. Как и тип флопсов (в суперкомпьютерах TOP500/linpack они 64-битные, в GPU часто 32-битные, в FPGA как повезет — длинные операции лучше реализовывать в аппаратных блоках DSP, их максимальные возможности в TMACS вполне известны 1.9 и 2.7 TMACS на 18-битных DSP в 28нм Virtex-7/Stratix-V).
Еще одно заявление про 17 пета-операций: www.almaobservatory.org/science_articles/07_the_ALMA_correlators.pdf «The 17 peta-operations per second performed by the Main Array Correlator… each sample is 3-bit encoded»
В обзорной статье про ACA 2007 года писали: Escoffier, «The ALMA correlator.» Astronomy & Astrophysics 462 (2007): 801-810. — doi:10.1051/0004-6361:20054519 "..nominal clock rate of 125 MHz the correlation calculation rate goes up to 1.7 * 10^16 multiply-and-add operations per second..". Разрядность входных данных — 3 бита (!), коррелятор обрабатывает 2 или 4 битные отсчеты (Table 1).
> То теперь можно сделать очень грубую прикидку. 200Гб\с
Или же почитать документы по SKA…
SKA Phase 1 планируют в диапазоне нескольких сотен PFLOPS в 2020 году, Phase 2 — порядка 1-10 EFLOPS в 2024 году. При этом собираются вписаться в тренд Top500, т.е. потребовать не самый большой суперкомпьютер в мире…
www.astron.nl/gerfeest/presentations/schilizzi.pdf (2013)
Mad__Max
Да, там вообще целочисленных операций обычно больше чем с плавающей точкой.
Я в подобной обработке распределено участвовал (через Einstein@Home — поиск циклических гравитационных волн, радио и гамма пульсаров в данных с лазерных интерферометров, радио и гамма телескопов), копался в данных — исходные данные и большая часть обработки кроме последних стадий шла вообще в целочисленном формате с разрядностью 8 бит. Правда это с довольно старых телескопов данные: Arecibo Radio Telescope, Fermi Gamma-ray Space Telescope, Parkes RadioTelescope
На новейших возможно более точные форматы использовать будут.
Incidence
откуда взялось это число?
wbnet
Фотометрический метод определения расстояний — освещенности, создаваемые одинаковыми по мощности источниками света, обратно пропорциональны квадратам расстояний до них. Потухший коричневый карлик с зарегистрированной ALMA светимостью, находился бы на расстоянии 20000 а.е. от нас, суперземля — на расстоянии 300 а.е., а планетоид, размерами меньше Плутона — на расстоянии 100 а.е.
Все эти объекты естественно не должны светить в миллиметровом диапазоне самостоятельно, как можно предположить из статьи. Полагаю, что отраженное ими излучение Солнца регистрируется.
Mrrl
Разве коричневый карлик не должен светить? Про него как раз пишут, что он был бы виден даже в ИК диапазоне, но мог ускользнуть от обнаружения из-за малого углового расстояния от Альфа Центавра.
wbnet
Они светят очень слабо и потухают очень быстро, из-за того что проходящие реакции основаны не на водороде, а на литии, с температурами на порядок ниже обычных звезд. ИК излучение из-за того, что объект все-таки большой (как правило в несколько масс Юпитера), остывает довольно медленно. Через несколько миллионов лет остывания, такой карлик от большой планеты визуально не будет отличаться.
Robotex
> Полагаю, что отраженное ими излучение Солнца регистрируется.
Йода, залогиньтесь
wbnet
Хрупкий нарушит сил баланс это.
andybe
а потом выяснится, что объект имеет цилиндрическую форму. Только вот послать будет некого и не на чем
omican
Это отсылка к какой-то известной НФ? Расшифруйте для несведущего, пожалуйста :-)
andybe
«Свидание с Рамой» Артура Кларка
kibergus
Ну не полностью Кларка и, на мой вкус, книга странноватая. Остальное запоем прочитал, а эту бросил недочитав.
mwizard
wbnet
«Свидание» полностью Кларка и оторваться от него затруднительно. А вот продолжения «по мотивам», написанные Джентри Ли, со стилем Кларка имеют ничего общего и довольно ширпотребны.
Mrrl
А что они написали про «766925 known solar-system objects»? Что ни один из них не оказался достаточно ярким?
mwizard
Не переживайте, оно просто сделает облет вокруг Солнца и отправится дальше.
Yoto
Было бы славно. Однако есть и другая теория — немезида.
Для тех, кто не в теме. Немезида — гипотетический объект, вращающийся по «крайне» эллептической орбите. Если он существует, то именно он ответственен за вымирание динозавров. Если быть точнее, то он каждые N-миллиардов лет своей гравитацией притягивает с внешнего кольца солнечной системы астероиды и бомбардирует ими землю.
Милый такой попутчикIncidence
Массовые вымирания а) не настолько периодичны и б) никак не связаны с падениями метеоритов
en.wikipedia.org/wiki/Extinction_event#Major_extinction_events
И кроме того, прикиньте параметры орбиты с периодом в 60 миллионов лет хотя бы.
Yoto
Ну, это не моя теория, поэтому ни прикинуть параметры орбиты, ни точные периоды вымирания я не могу :) Лишь знаю, что такая теория существует
artemerschow
Скорее уж гипотеза всё таки :)
SelenIT2
ЕМНИП, у авторов гипотезы о Немезиде получалась сильно вытянутая орбита с большой полуосью порядка полутора световых лет (это еще в хилловской сфере Солнца) и периодом 25-30 мегалет.
Правда, программы IRAS и WISE вроде бы практически всё небо прошерстили и ничего подходящего на такую роль не нашли. И да, связь с вымираниями довольно-таки условная и притянутая за уши. Но с другой стороны, какая-то неведомая фигня ведь вытянула в своё время орбиту Седны..:)
Incidence
Какой ужас!
А авторам не пришла в голову идея посчитать перицентр такой орбиты? Мне что-то кажется, что он будет под подверхностью Солнца.
Mrrl
А как его посчитать? Он очень сильно зависит от скорости объекта на дальнем конце орбиты. Если я ничего не перепутал, то при скорости 25 см/сек планета сможет долететь только до орбиты Земли, а при скорости 60 см/сек — до орбиты Юпитера.
SelenIT2
Выше правильно заметили, перицентр может быть где угодно. О5 же если не путаю, предполагалось, что где-то в районе 2 тыс. а. е. (если бы залетала ближе, скорее всего, и впрямь пришлось бы забыть о стабильности орбит планет-гигантов).
Incidence
Я всё равно не понимаю.
По-моему перицентр не может быть где угодно, потому что орбитальная скорость планеты ограничена и сверху (третьей космической) и снизу (длиной большой полуоси).
Мне кажется, что эти ограничения либо пересекаются, либо установлены так, что перицентр под поверхностью Солнца.
Но как считать, я не знаю :(
Mrrl
Всё правильно. Скорость в перицентре практически равна не совсем третьей космической, но второй космической для данного расстояния от звезды. В случае орбиты Земли это 42 км/сек. Чтобы найти скорость в апоцентре (для полуоси в 1.5 св лет это будет примерно 180000 а.е.), воспользуемся законом сохранения момента импульса (второй закон Кеплера?) Получим скорость 42/180=0.23 м/с. Ничему не противоречит. Чтобы планета с расстояния 3 св.года упала на Солнце, её поперечная скорость не должна превышать 13 мм/сек.
Как говорят, «падение на Солнце — один из самых сложных манёвров в Солнечной Системе» :)
Zenitchik
Ага. Поэтому именно ХС падения на Солнце с круговой орбиты называют «Четвёртой космической».
SelenIT2
Ну орбита с одной и той же большой полуосью ведь может быть и сильно вытянутой, и почти круговой (для грубой прикидки можно взять, скажем, комету Галлея и Уран)?
Фокус в том, что, как справедливо заметили выше, энные космические скорости сами зависят от расстояния. А уменьшая вытянутость орбиты при той же большой полуоси, мы приближаем апоцентр к Солнцу и удаляем перицентр от него. Соответственно «максимальная разрешенная скорость» в апоцентре увеличивается, а в перицентре — уменьшается.
poxu
Плюс один за «никак не связаны с падением метеоритов»!
darkfrei
А что если им нужны наши терафлопсы?
Mrrl
«Вы сделаны из атомов, которые они могут использовать для чего-нибудь более полезного».
ServPonomarev
Во-первых, за год объект круто вырос по светимости, и вполне возможно — и по угловым размерам. Оно приближается? Если приближается с большой скоростью, мы наблюдаем суровое доплеровское смещение в коротковолновую область спектра.
walker
Откуда данные, что его светимость выросла? — в статье про это ни слова. Если вы судите по фото, то это просто 2 разных экспозиции — вторая снята с большим разрешением(как написано — «более четко») — видно, что на втором снимке А и В Центавра так же имеют большИе угловые размеры.
vintage
> В миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах обычно излучают холодный газ и пыль, но объекты на краю Солнечной системы тоже излучают в этом диапазоне.
Это Солнечная система такая уникальная во вселенной что ли? :-D А может всё проще — излучение от объектов из других звёздных систем просто не долетает до нас?
Zenitchik
>А может всё проще — излучение от объектов из других звёздных систем просто не долетает до нас?
А разве это не очевидно? Или надо разжёвывать каждую фразу, что «в дальнем космосе мы можем заметить по субмиллиметровому излучению холодный газ и пыль, а если ближе — то ещё ряд объектов»?
vintage
Надо точнее выражаться.
mkovalevich
Вам давно твердили «Неберу, Неберу», а вы неверили.
SelenIT2
И сейчас еще не очень верим, ждем подтверждений. Статьи (причем, что характерно, их 2 разных, про 2 разных объекта с разными координатами!) еще не прошли рецензирование, а заявление очень смелое и требует очень весомых доказательств. Майкл Браун, первооткрыватель Эриды и еще кучи койпероидов, пишет в своем твиттере (цитирую в вольном переводе): «Если ALMA действительно случайно нашла массивный объект во внешней солнечной системе, то получается, что там должно быть порядка 200 000 планет размером с Землю. Что очень и очень вряд ли. Больше того, такое количество планет земной массы расколбасило бы своим тяготением всю солнечную систему, и мы бы все умерли». А ведь этот Браун на поиске объектов внешней солнечной системы не одну @-у съел!
Mad__Max
Эм, а из чего собственно следует, что если обнаружили 1 (или 2 объекта), то там тогда их должно быть еще сотни тысяч не обнаруженных?
SelenIT2
Упс, пардон, пропустил «в такой крошечной области неба»
Mad__Max
Разве ALMA только совсем небольшую область успела исследовать до текущего момента? Она же уже несколько лет данные собирает…
Если так, то конечно имеет некоторый смысл, но все-равно не совсем корректное утверждение будет — по 1му объект нельзя никакие статистические выводы делать, что если мы обследовали скажем 0.1% неба и нашли 1 объект, то их там должно быть порядка тысяч.
Может просто повезло (случай) и почти сразу попали на один из всего нескольких подобных объектов во всей внешней системе.
Zenitchik
И сейчас не верим. Все берут.
leshabirukov
Mad__Max
Видимо потому, что в этом случае непонятно как изменение угловых координат на снимке разложить на парралакс(движение наблюдателя) и собственное движение объекта.
Вот по 3м уже можно начать раскладывать на составляющие.
leshabirukov
Интуиция подсказывает, что движением столь далёкого объекта можно пренебречь (если он именно спутник Солнца, а не Альфы Центавра или летит мимо).
Mrrl
Если спутник Альфы — то находится на расстоянии около 10 ае от центра системы, значит, период обращения должен быть 20-30 лет. Картинки этому не очень противоречат.
Если планета на расстоянии 100 ае — за год должна сместиться примерно на 7 минут. Сдвиг на картинке гораздо меньше, но возможно, он как-то компенсируется параллаксом за 2 месяца.
Планета на 300 ае — сдвинется на минуту или полторы. Аналогично.
Так что по двум снимкам что-то сказать трудно. Если бы они были сделаны с интервалом ровно в 1 год, параллакс можно было бы исключить. А так… все варианты возможны. Но «далёкие» вероятнее.
wbnet
Спутник Альфы они фактически исключили, так как с такой светимостью это должен быть красный карлик М2 и его точно можно было бы наблюдать визуально.
Mad__Max
А почему собственно только красный карлик? Если это что-то наподобие остывающего коричневого карлика, у которого максимум излучения как раз примерно в этом диапазоне(что и позволило его засечь), а в ИК светится слабо и вообще не излучает в видимом поэтому телескопы его не обнаружили раньше?
Что-то позволяет исключить этот вариант?
wbnet
Объект засекли по тепловому радиоизлучению (у обычных звезд оно сильно слабее инфракрасного). Если предположить, что это спутник альфы, то температура радиоизлучения на таком расстоянии однозначно соответствует звезде главной последовательности M2 с радиусом 0,3 от солнечного (красный карлик), но такая звезда была бы видна также либо в ИК, либо визуально, и ее с очень большой вероятностью обнаружили ранее. Потухший коричневый карлик с такой температурой и размерами от одного радиуса Юпитера до 0,1 от солнечного, может находится только прилично ближе к нам (<0,1 парсека)
Mad__Max
А, вот теперь понятно исходное утверждение, т.е. это вполне может быть коричневый карлик, просто если это он, то он не может входить в систему Центавра, но может просто находится в ее направлении (так называемые «блуждающие» звезды и планеты).
wbnet
Насколько можно судить по оригиналу — у них нет данных по скорости объекта (относительно Солнца? параметр v hel (km s?1) с прочерком и последующий параллакс также с прочерком). Наблюдаемое смещение объекта прилично ниже, чем у альфы Центавра. Из шести прошедших за год наблюдений альфы объект был зафиксирован только на двух.
Если кто-то может вычислить расстояние по приведенным в оригинальной статье данным, то искренне был бы рад бы пожать руку такому человеку и долго гордиться этим.
leshabirukov
Да, не учёл, что параллакс за 14 месяцев это параллакс за два месяца, в то время как объект летел по прямой.
Mad__Max
Так в том-то и дело, что пока не ясно — это спутник Солнца или что-то другое (крупный далекий объект или объект двигающийся на небольшой расстоянии, но не по замкнутой орбите вокруг Солнца, а просто разово пролетающий мимо на приличной скорости).
Если сделать такое допущение мы заранее отсекаем все остальные версии только на основании попытки «угадать».
engine9
Почему так? Поясните, пожалуйста «на пальцах».
SelenIT2
Насколько я сам понял, оценка из того, что ALMA обследовала очень малый сектор неба и при меньшем количестве подобных планет вероятность вот так сразу ткнуть в небо и наткнуться на одну из них была бы пренебрежимо мала.
il--ya
А какова вероятность, что это не шум? Чисто визуально, это пятнышко мало выделяется на фоне шума. Учитывая, что «объект» удалось выделить всего два раза из 6-ти наблюдений, становится ещё подозрительнее…