Астрономы нашли недостающее звено между чёрными дырами звёздной массы и сверхмассивными чёрными дырами
![Изображение кандидата в чёрные дыры и потенциальной чёрной дыры средней массы в шаровом скоплении, известном как Омега Центавра](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/ef7/8c3/ff3/ef78c3ff30061f1d76ccfebadc970061.jpg)
Хотя чёрные дыры известны как самые разрушительные объекты во Вселенной, их эволюция в значительной степени окутана тайной. Астрономам известны сверхмассивные чёрные дыры, существующие в центре галактик, таких как наша, и чёрные дыры, чья масса менее чем в 100 раз превышает размер нашего Солнца, но чёрные дыры средней массы в значительной степени ускользают от обнаружения. Однако ситуация может измениться с недавним открытием кандидата в чёрные дыры, который может существовать в шаровом скоплении Омега Центавра и потенциально может стать "недостающим звеном" в понимании учёными эволюции чёрных дыр.
Для открытия международная группа исследователей использовала космический телескоп "Хаббл" и провела около 20 лет, изучая более 500 изображений семи быстро движущихся звёзд, расположенных внутри Омеги Центавра, которая находится на расстоянии чуть более 17 000 световых лет от Земли и имеет возраст чуть более 11,5 миллиарда лет. Возможная причина столь длительного исследования заключается в том, что Омега Центавра содержит около 10 миллионов звёзд, средняя масса каждой из которых равна четырём нашим Солнцам, а диаметр шарового скопления составляет около 150 световых лет.
"Мы обнаружили семь звёзд, которых там быть не должно", — говорит Максимилиан Хеберле, аспирант Института астрономии Макса Планка в Германии и руководитель исследования. "Они движутся так быстро, что должны покинуть скопление и никогда не возвращаться. Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что очень массивный объект гравитационно притягивает эти звёзды и удерживает их вблизи центра. Единственный объект, который может быть настолько массивным, — это чёрная дыра, масса которой по меньшей мере в 8200 раз больше массы нашего Солнца".
Астрономы обнаружили самую раннюю галактику, которую мы когда-либо видели
![Самая удалённая галактика, обнаруженная на сегодняшний день, JADES-GS-z14-0, существовавшая спустя менее 300 миллионов лет после Большого взрыва](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/a5c/f5b/c71/a5cf5bc7150d3ccfae8c8c7146188871.jpg)
Недавно обнаруженная галактика побила рекорд самой ранней из увиденных, бросив серьёзный вызов нашим современным моделям формирования галактик. Она называется JADES-GS-z14-0 и видна нам такой, как она выглядела менее чем через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Вторая недавно открытая галактика, JADES-GS-z14-1, находится почти на таком же расстоянии.
"В январе 2024 года NIRSpec наблюдал за этой галактикой, JADES-GS-z14-0, в течение почти десяти часов, и когда спектр был обработан, появились однозначные доказательства того, что галактика действительно находится на красном смещении 14,32, побив предыдущий рекорд самой удалённой галактики", — говорят астрономы Стефано Карниани из Scuola Normale Superiore в Италии и Кевин Хейнлайн из Университета Аризоны.
"Судя по снимкам, источник имеет размер более 1600 световых лет в поперечнике, что доказывает, что свет, который мы видим, исходит в основном от молодых звёзд, а не от излучения вблизи растущей сверхмассивной чёрной дыры".
"Такое количество звёздного света означает, что галактика в несколько сотен миллионов раз больше массы Солнца! В связи с этим возникает вопрос: как природа смогла создать такую яркую, массивную и большую галактику менее чем за 300 миллионов лет?"
По этому вопросу были написаны три отдельные работы, одна из которых недавно опубликована в журнале Nature.
Сверхтонкий световой парус может доставить крошечный космический аппарат к ближайшим звёздам
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/7a3/d2a/c7b/7a3d2ac7bb41603e16e2d2c9be9a2b5f.png)
Создание материалов, которые одновременно хорошо отражают свет и при этом достаточно легки, оказалось сложной задачей. Теперь исследователи использовали метод искусственного интеллекта под названием "нейронная оптимизация топологии" для создания листа нитрида кремния нанометровой толщины, который может воплотить эту идею в жизнь.
На создание методики исследователей вдохновил проект Breakthrough Starshot, запущенный Breakthrough Initiatives в 2016 году. Проект Starshot предполагает создание флота из примерно 1000 крошечных космических аппаратов, использующих световые паруса и земной лазер, чтобы достичь Альфы Центавра в течение 20-30 лет. Зонды будут оснащены камерами и другими датчиками, которые будут передавать данные по прибытии.
Чтобы достичь требуемых скоростей, космические аппараты должны быть невероятно лёгкими — сами зонды будут всего несколько сантиметров в диаметре и весить несколько граммов. Но чтобы собрать достаточно света, площадь паруса должна составлять около 100 квадратных футов, поэтому для снижения веса нужны новые сверхлёгкие материалы.
Один из перспективных подходов заключается в создании оптических наноструктур, называемых "фотонными кристаллами", состоящих из повторяющейся сетки крошечных отверстий. Проделывание миллионов или миллиардов таких отверстий в материале значительно уменьшает его вес, но эти повторяющиеся структуры также создают необычные оптические эффекты, которые могут реально улучшить отражательную способность материала.
Выяснить, как именно расположить эти отверстия, довольно сложно, поэтому группа из Делфтского университета (Нидерланды) и Брауновского университета (США) прибегла к помощи искусственного интеллекта. Они объединили нейронную сеть с более традиционной программой вычислительной физики, чтобы найти оптимальную конфигурацию и форму отверстий для минимизации массы и увеличения отражательной способности.
В результате получилась решётка из бобовидных отверстий толщиной менее 200 нанометров. Чтобы показать, что конструкция работает так, как ожидалось, они использовали подход, называемый наводной литографией, в котором лазер использует невероятно детализированный трафарет для создания отверстий в пластине из нитрида кремния. Используя этот подход, команда создала образец площадью 32 кв.см., который весил всего несколько микрограммов.
Массивное возмущение солнечного ветра привело к тому, что магнитосфера Земли оказалась без привычного хвоста
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/f40/a02/871/f40a0287104947f8a94af899003a9bc6.jpg)
В статье, опубликованной в Geophysical Research Letters, Ли-Джен Чен и его коллеги сообщают о беспрецедентных наблюдениях редкого явления, возникающего во время коронального выброса массы (КВМ).
КВМ обычно движется быстрее, чем скорость Альфвена — скорость, с которой вибрирующие линии магнитного поля движутся через намагниченную плазму, которая может меняться в зависимости от плазменной среды. КВМ в 2023 году нарушил нормальную конфигурацию магнитосферы Земли примерно на два часа. Исследователи проанализировали данные наблюдений, полученные с помощью многомасштабной магнитосферной миссии НАСА (MMS), чтобы узнать, что произошло.
24 апреля 2023 года космический аппарат MMS заметил, что хотя скорость течения солнечного ветра была высокой, скорость Альфвена во время сильного КВМ была ещё выше. Обычно солнечный ветер движется быстрее, чем скорость Альфвена. Эта аномалия привела к временному исчезновению носовой ударной волны Земли, что позволило плазме и магнитному полю Солнца напрямую взаимодействовать с магнитосферой.
На месте хвоста земного ветра появились структуры, называемые крыльями Альфвена, которые соединили магнитосферу Земли с недавно вспыхнувшей областью Солнца. Это соединение действовало как магистраль, переносящая плазму между магнитосферой и Солнцем.
Исследователи обнаружили хлопья графена в образце лунного грунта
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/250/736/c96/250736c96c90da4677006c8db1494f2b.jpg)
Исследование, опубликованное в журнале National Science Review, свидетельствует о существовании графена, образованного в естественных условиях из нескольких слоёв, — вещества, состоящего из атомов углерода в особой тонкослойной структуре.
Команда под руководством профессоров Мэн Цзоу, Вэя Чжана и старшего инженера Сюйцзюань Ли из Цзилиньского университета, а также Вэньцай Рена из Института исследования металлов Китайской академии наук проанализировала образец лунного грунта оливковой формы размером 2,9 мм на 1,6 мм, полученный в результате миссии "Чанъэ-5" в 2020 году.
По словам команды, учёные обычно считают, что около 1,9 % межзвёздного углерода существует в форме графена, форма и структура которого определяются процессом его образования.
Используя специальный спектрометр, исследователи обнаружили в богатом углеродом участке образца соединение железа, тесно связанное с образованием графена. Затем они использовали передовые технологии микроскопии и картирования, чтобы подтвердить, что углерод в образце состоит из "хлопьев", имеющих от двух до семи слоёв графена.
Команда предположила, что графен с несколькими слоями мог образоваться во время вулканической активности на ранних этапах существования Луны и был катализирован солнечными ветрами, которые могут перемешивать лунный грунт и железосодержащие минералы, что помогло преобразовать структуру атомов углерода.
Комментарии (3)
thousbe
06.08.2024 08:59"Такое количество звёздного света означает, что галактика в несколько сотен миллионов раз больше массы Солнца! В связи с этим возникает вопрос: как природа смогла создать такую яркую, массивную и большую галактику менее чем за 300 миллионов лет?"
Если сравнивать с Землёй, тогда можно будет ещё накинуть множитель 330000. А в сравнении с литровой бутылкой Кока Колы число вообще будет астрономическим.
All999
Вояджер с трёхметровой антенной выдает скорость передачи меньше килобита с расстояния 0.1 светового года. Какая скорость будет у этих "крошечных аппаратов" с четырех св.лет? Использовать парус, как тарелку? А как его правильно согнуть? Какой источник энергии для передатчика? РИТЭГ тяжёлый, солнечные панели тоже, + надо точно попасть именно на низкую орбиту, можно вытянутую, как на неё целиться от нас? Коррекция? Чем, при такой массе ничего не влезет, или аппарат будет не крошечный. Впрочем, можно лавированием, отражая земной лазер под разными углами, но вопрос изменения пространственного положения и энергии для этого остаётся. Гиродин? 20 лет чем его запитывать? Как просто стабилизировать пространственное положение аппарата? Закруткой "спиной на Солнце"? Как тогда гиродинить? Как там тормозить? Или с пролётной траектории? Тогда никаких солнечных панелей для передатчика...
Sun-ami
Насколько я понимаю, этих аппаратов со световым парусом как раз для того и хотят отправить 1000 в одном направлении, чтобы они могли передавать информацию по цепочке. Тогда передавать информацию им нужно будет в лучшем случае на 275 астрономических единиц. А с учётом того, что некоторые аппараты будут неисправны - вдвое дальше, на 551 а.е. Питаться эти аппараты могут от того же сверхмощного лазера, которым их ускоряли, используя свой парус как параболическое зеркало для концентрации этого света. Передавать данные на Землю они, в принципе, тоже могут модуляцией отражения того же луча в обратную сторону, изменяя альбедо обращенной к парусу поверхности своего корпуса, например при помощи MEMS-зеркал, как в проекторах. Как правильно согнуть парус - это хороший вопрос, тут возможны разные решения. Скорее всего, парус должен принимать такую форму сам при слабом давлении света, за счёт неплоской формы плёнки. Изучать другую звёздную систему они должны, конечно, с пролётной траектории, лишь немного тормозя за счёт давления света целевой звезды и её звёздного ветра