В центре Млечного Пути находится гигантский ускоритель

Группа астрофизиков из университета Аризоны, Национальной лаборатории Лос-Аламоса и университета Аделаиды в Австралии, работающая под руководством профессора Фульвио Мелиа, предложила объяснение возникновения высокоэнергетичных гамма-лучей, исходящих из центра нашей Галактики, энергия которых составляет десятки триллионов электрон-вольт.

Ученые разработали теорию, согласно которой расположенная в центре Млечного пути массивная черная дыра может действовать как ускоритель частиц, разгоняя протоны до огромных скоростей и генерируя высокоэнергетичные гамма-лучи. По расчетам ученых, энергия ускоренных протонов может достигать 100 триллионов эВ. Для сравнения, самый мощный на сегодняшний день Большой адронный коллайдер, строящийся в ЦЕРН (Швейцария), будет ускорять частицы до энергий 7 триллионов эВ.

Для моделирования поведения ускоренных протонов исследователи использовали детальную карту распределения межзвездного газа вблизи черной дыры на расстоянии 10 световых лет. Ученые определили траектории движения протонов в такой среде, принимая во внимание воздействие магнитных полей. Всего было рассчитано 220 тысяч траекторий протонов.

Исследование показало, что даже если скорость протонов близка к скорости света, их движение настолько хаотично, что им понадобится несколько тысяч лет для преодоления расстояния в 10 световых лет. После того, как ускоренные протоны покидают окрестности черной дыры, они сталкиваются с низкоэнергетичными протонами межзвездного водорода. В результате столкновений образуются короткоживущие частицы пионы (или пи-мезоны), которые, распадаясь, образуют высокоэнергетичные гамма-лучи, распространяющиеся во всех направлениях.

Как следует из расчетов, только 31% протонов генерируют гамма-излучение в окрестностях черной дыры на расстоянии 10 световых лет от нее. Остальные 69% удаляются на большие расстояния, где они, предположительно, также могут испытывать соударения с излучением гамма-квантов. Важно подчеркнуть, что предложенная модель хорошо описывает спектр и интенсивность гамма-излучения, наблюдаемого астрономами.

Телескоп Spitzer увидел атмосферы экзопланет

Космический инфракрасный телескоп Spitzer впервые в истории астрономии смог зафиксировать в результате прямых наблюдений следы молекул атмосферы у далеких экзопланет (то есть планет, не принадлежащих Солнечной системе). Речь пока что идет о так называемых «горячих юпитерах», состоящих в основном из водорода и гелия, но это основополагающее открытие, безусловно, является существенным шагом к исследованиям «твердых» экзопланет.

Результат удивил астрономов. Майкл Вернер, ученый NASA, признался, что во время проектирования Spitzer никто и не подозревал, что этот телескоп сможет оказать столь существенное влияние на развитие экстрасолнечной астрофизики. Тем не менее, некоторое время назад Spitzer потряс науку первым снимком экзопланеты, а теперь он смог сделать не менее сенсационный вклад в науку, зафиксировав молекулы атмосферы в спектре столь далекого объекта.

Изучавшиеся планеты представляют собой горячие юпитеры. Как выяснилось, прежние сведения о содержании веществ в их атмосферах были не вполне верными. Планеты оказались более облачными и более «сухими», чем думали ранее: существовала гипотеза, что в их атмосферах должно быть много воды. Однако, согласно новому исследованию, ее там не оказалось. Вполне вероятно, она там действительно есть, но скрыта под толстым слоем безводных облаков.

Первая из планет удивила еще одним результатом: выяснилось, что в ее атмосфере содержатся силикатные частицы. Значит, у этого газового гиганта есть облака из песка, что для подобных планет Солнечной системы кажется просто невероятным.

Следует отметить, что ранее данные о веществах этой атмосферы уже поступали, но они были не достаточно точными. Дело в том, что прежние исследования проводились с помощью телескопа Hubble, который регистрировал не свет, отраженный от экзопланеты, а изменения, происходившие со спектром родительской звезды при прохождении планеты по ее диску планеты. Теперь же Spitzer получил спектрограммы, нацелившись непосредственно на сам газовый гигант.

Новые свойства высокотемпературной сверхпроводимости

Группа физиков из геофизической лаборатории института Карнеги и Китайского университета Гонконга, работавшая под руководством доктора Сяо-Джа Чена, обнаружила, что два разных физических параметра — давление и содержание различных изотопов кислорода — оказывают одинаковое воздействие на электронные свойства высокотемпературных сверхпроводников.

Ученые исследовали купратные высокотемпературные сверхпроводники, состоящие из атомов меди и кислорода, образующих слоистую структуру. В ходе исследования кислород-16 заменялся более тяжелым изотопом — кислородом-18, при этом изменялась температура перехода материала в сверхпроводящее состояние. Данное явление носит название изотопического эффекта. Изменение массы изотопов приводит к изменению колебаний кристаллической решетки и тем самым оказывает воздействие на процесс образования куперовских электронных пар.

Исследование, проводившееся под руководством доктора Сяо-Джа Чена, позволило, помимо прочего, обнаружить, что сжатие кристаллической решетки высокотемпературных сверхпроводников оказывает такое же воздействие на температуру перехода, как и изотопический эффект.

Гибель динозавров и расцвет млекопитающих

По мнению международной группы исследователей, возглавляемой Олафом Бининда-Эмондсом из Университета Фридриха Шиллера в Йене, вовсе не гибель динозавров стала причиной того, что доминирование на планете перешло к млекопитающим.

До сих пор считалось, что нынешняя гегемония теплокровных обусловлена освобождением экологических ниш в ходе драматического изменения климата на планете, видимо, вызванного падением гигантского метеорита в районе полуострова Юкатан 65 миллионов лет назад, и быстрого вымирания динозавров. Однако палеонтологические свидетельства не говорят о внезапной вспышке численности млекопитающих, сопоставимой с уменьшением видового многообразия и распространения рептилий.

Мелкие, не превышавшие по размерам нынешней кошки, млекопитающие того периода продемонстрировали четкую тенденцию к развитию, но все возникшие тогда виды оказались тупиковыми ветвями. Предшественники же современных млекопитающих, напротив, не пережили подобного расцвета в тот период — после исчезновения динозавров на протяжении долгого времени они оставались довольно примитивными. Их развитие шло наиболее быстрыми темпами в интервале между 100 и 85 миллионами лет назад, а затем — между 55 и 35 миллионами лет.

Вместе с тем, ученые признают, что сделанные ими открытия не подтверждены окончательно и могут в дальнейшем уточняться.

Михаил Глуховский