Рубрика: Космос

На Місяці можна буде створити бруковані дороги та посадкові майданчики, використовуючи лазери для плавлення місячного ґрунту в більш тверду, шарувату речовину, повідомляється в дослідженні, що підтверджує концепцію, опубліковану в журналі Scientific Reports. Хоча ці експерименти проводилися на Землі з використанням замінника місячного пилу, ці результати демонструють життєздатність методу та дозволяють припустити, що його можна відтворити на Місяці. Однак, на думку авторів, для вдосконалення процесу може знадобитися подальша робота.

Місячний пил є серйозною проблемою для місяцеходів, оскільки через низький рівень гравітації вона має тенденцію плавати, якщо її потривожити, і може пошкодити обладнання. Тому така інфраструктура, як дороги та посадкові майданчики, матиме важливе значення для пом’якшення проблем із пилом та полегшення транспортування на Місяці. Однак транспортування матеріалів для будівництва із Землі коштує дорого, тому необхідно буде використовувати ресурси, доступні на Місяці.

Хінес-Паломарес, Міранда Фатері та Йенс Гюнстер розплавили дрібнозернистий матеріал під назвою EAC-1A (розроблений Європейським космічним агентством як замінник місячного ґрунту) за допомогою вуглекислотного лазера, щоб змоделювати, як місячний пил може бути розплавлений з фокусованим сонячним промінням. Місяць у тверду речовину.

Автори експериментували з лазерними променями різної потужності та розміру (до 12 кіловат і 100 міліметрів у поперечнику відповідно), щоб створити міцний матеріал, хоча встановили, що перетин або перекриття траєкторії лазерного променя призводить до розтріскування. Вони розробили стратегію використання лазерного променя діаметром 45 мм для створення трикутних геометричних фігур з порожнім центром розміром приблизно 250 мм. Вони можуть бути з’єднані між собою, щоб створити тверду поверхню на великих ділянках місячного ґрунту, яка могла б служити дорогами та посадковими майданчиками, припускають автори.

Щоб відтворити цей підхід на Місяці, автори підрахували, що із Землі потрібно буде перевезти лінзу площею приблизно 2,37 квадратного метра, яка діятиме як концентратор сонячного світла замість лазера. Відносно невеликий розмір необхідного обладнання буде перевагою у майбутніх місячних місіях.

Використовуючи супутник ESA XMM-Newton і Low-Frequency Array (LOFAR), команда європейських астрономів дослідила скупчення галактик, відоме як PSZ2G113.91-37.01 (або скорочено G113). Результати кампанії спостереження, представлені в статті, опублікованій 5 жовтня на сервері попередньої обробки arXiv, проливають більше світла на властивості та природу цього кластера.

Скупчення галактик містять до тисячі галактик, пов’язаних між собою гравітацією. Вони утворюються шляхом нарощування маси та падіння менших субструктур і є найбільшими відомими гравітаційно зв’язаними структурами у Всесвіті. Тому вони можуть служити чудовими лабораторіями для вивчення еволюції галактик і космології.

Відкритий у 1999 році G113 є скупченням галактик із червоним зміщенням 0,371. Він має масу приблизно 758 трильйонів сонячних мас, радіус приблизно 4 мільйони світлових років і, як відомо, містить радіогало та дві радіореліквії. G113 є погано вивченим скупченням, яке ще не спостерігалося жодним великим рентгенівським супутником.

Група астрономів під керівництвом Марії Джулії Кампітіелло з Болонського університету в Італії вирішила змінити це. Вони досліджували G113 в рентгенівських променях у рамках проекту Cluster HEritage спільно з XMM-Newton: Mass Assembly and Thermodynamics at the Endpoint of structure formation (CHEX-MATE). Їх дослідження було доповнено зображеннями з LOFAR Two-meter Sky Survey-Data release 2 (LoTSS-DR2).

Спостереження виявили, що G113 переживає злиття вздовж осі північ-південь, і підтвердили наявність радіогало в центральній області та двох радіореліктів. Реліквії виявилися перпендикулярними до осі злиття — одна в північній, друга в південній області.

Ґрунтуючись на рентгенівських даних, астрономи виявили розрив поверхневої яскравості в північній області G113. Подальший аналіз цього розриву дозволив їм класифікувати його як холодний фронт. Крім того, температурна карта також виявила наявність ще одного холодного регіону, розташованого в південній частині кластера.

Дослідження показало, що область гало має середнє значення спектрального індексу приблизно -1,15 і відповідне стандартне відхилення 0,23. Результати також свідчать про вирівнювання спектрального профілю в північній частині північного релікта, що може бути спричинено частинками, прискореними ударною силою, яка рухається назовні.

Крім того, дослідники провели поточковий аналіз рентгенівського та радіовипромінювання як в гало, так і в північних реліктових регіонах G113, виявивши сильну кореляцію для гало та антикореляцію для релікта. Висновок узгоджується з попередніми дослідженнями. Підбивати підсумки, автори статті пропонують подальші спостереження з метою визначення фізичних процесів, які породжують цю кореляцію та антикореляцію.

Принаймні деякі зі швидких радіосплесків можуть бути спричинені «зоряними поштовхами», що виникають «на поверхні нейтронних зірок», стверджують вчені Токійського університету у новій роботі.

Швидкий радіосплеск (Fast Radio Bursts, FRB) є раптовим імпульсом радіочастотного випромінювання, який триває всього кілька мікросекунд. З моменту першого виявлення у 2007 році астрономи зафіксували вже тисячі таких подій: одні джерела випускають їх регулярно, інші виробляють їх один раз і замовкають.

Поширеними джерелами регулярних радіосплесків є пульсари і магнетари — нейтронні зірки, тобто щільні ядра колись масивних зірок, чия маса тепер порівнянна з сонячною при діаметрі в десятки кілометрів. Пульсари обертаються з частотою кілька сотень обертів на секунду, які магнітне поле нахилено до осі обертання, через що виникає випромінювання. Магнетари обертаються повільніше, але мають найсильніші у Всесвіті магнітні поля — в трильйони разів сильніше земного.

У 2020 році телескоп CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) зафіксував подію, схожу на FRB, але сплеск виходив від SGR 1935+2154 — «джерела регулярного м’якого гамма-випромінювання». Подію підтвердив телескоп STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2), і припущення, що FRB міг зробити магнетаром, представлялося багатообіцяючим.

Вчені також зафіксували кілька FRB, які більше не повторювалися, і припустили, що їхнє джерело було знищено. Таким джерелом міг бути бліцар — химерна астрономічна подія, пов’язана з колапсом надмірно масивної нейтронної зірки в чорну дірку. Ця подія виникає при злитті двох нейтронних зірок — вона утворює надто велику нейтронну зірку, яку утримує від негайного колапсу лише швидке обертання. Але обертання уповільнюється через сильні магнітні поля, об’єкт колапсує в чорну дірку, а енергія магнітних полів вивільняється у вигляді FRB.

У 2022 році астрономи за допомогою телескопа CHIME виявили FRB, який був зафіксований як одинична подія, але насправді складався з дев’яти окремих сплесків, що повторювалися приблизно кожні 215 мс, а його джерело знаходилося приблизно поблизу поверхні магнетара. За однією з версій, зірка оберталася повільно, а подія була породжена вібраціями її кори, тобто «зіркотрусом». Вчені токійського університету вирішили порівняти статистику FRB із даними про землетруси та сонячні спалахи, щоб встановити можливі подібності. Для цього було вивчено 7000 сигналів від трьох джерел повторюваних FRB, щоб врахувати кореляцію між іншими подібними подіями — той же підхід був використаний при встановленні кореляції за часом та енергії землетрусів та сонячних спалахів для подальшого аналізу всіх трьох явищ.

Як з’ясувалося, між FRB та землетрусами справді є деякі подібності. Зокрема, ймовірність афтершоку після одиночної події становить від 10 до 50%. Частота афтершок залишається постійною величиною, навіть якщо активність FRB і землетрусу істотно змінюється — при цьому кореляція між енергіями основного поштовху й афтершок відсутня. Дослідники планують і надалі аналізувати нові дані FRB, але вже отримані ними результати вказують, що нейтронні зірки можуть мати тверду кору, схилу до «зіркотрусів», при яких виділяється величезна кількість енергії у вигляді FRB.

Астрономи кажуть, що їхній проєкт допоможе більше дізнатися як про землетруси, хоча умови на далеких надщільних зірках і кардинально відрізняються від земних; так і про матерію дуже високої щільності, а також про фундаментальні закони ядерної фізики.

Астрономи помітили уламки, що залишилися в результаті масивного зіткнення двох величезних крижаних планет навколо далекої зірки, схожої на сонце. Використовуючи космічний корабель NASA, який спостерігає за небом на наявність астероїдів, вчені також виявили яскраве післясвітіння, створене планетарним розбиттям, і в результаті хмара пилу, яка перетинала поверхню материнської зірки системи, значно затемнюючи її.

Допитливий астроном повідомив команді про зіткнення після того, як помітив, що зірка — під назвою ASASSN-21qj і розташована приблизно в 3600 світлових роках від Землі — мала дивний вихід світла, інтенсивність якого подвоїлася в інфрачервоному світлі, а через три роки зникла у видимому світлі.

«Астроном у соціальних мережах зазначив, що зірка стала яскравішою в інфрачервоному діапазоні за тисячу днів до оптичного згасання. Тоді я знав, що це незвичайна подія», — сказав Метью Кенворті, співкерівник дослідження та науковий співробітник Лейденського університету. у заяві. «Чесно кажучи, це спостереження було для мене повною несподіванкою».

Дослідники провели симуляцію того, як відбуватиметься таке зіткнення, моделюючи початковий удар, а потім розсіювання частинок, викинутих у результаті зіткнення. Це показало, що планети ASASSN-21qj, ймовірно, об’єдналися в одне тіло після зіткнення.

Моделювання дозволило команді визначити, як хмара уламків розширилася б назовні від місця зіткнення, знадобившись три роки, щоб подолати таку відстань, щоб покрити ASASSN-21qj, як видно із Землі, спричинивши його затемнення у видимому світлі.

«Наші розрахунки та комп’ютерні моделі показують, що температура та розмір сяючого матеріалу, а також час, протягом якого тривало світіння, узгоджуються зі зіткненням двох крижаних екзопланет-гігантів», — співавтор Саймон Лок, дослідник з Брістольський університет, пояснив.

Визначення температури цього уламка планети також допомогло команді зробити висновок, як буде виглядати інфрачервоне світіння, створене цією жорстокою подією. Випромінювання, що відповідає цьому профілю, було виявлено космічним кораблем NASA Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE), який шукає астероїди та комети в нашій Сонячній системі.

Дослідники продовжували вивчати ASASSN-21qj протягом двох років, спостерігаючи, як змінюється його яскравість з часом. Вони опублікували свої висновки 11 жовтня в журналі Nature. Команда виявила, що зіткнення двох крижаних гігантів, ймовірно, спричинило подвоєння яскравості в інфрачервоному випромінюванні за три роки до того, як ASASSN-21qj почав зникати у видимому світлі.

Схоже, що Бенну справді був слушною метою для першої в історії місії НАСА з повернення зразків з астероїда. Ця місія OSIRIS-REx доставила на Землю частини Бенну шириною 1650 футів (500 метрів) наприкінці минулого місяця. НАСА представило світові перший погляд на зразок (11 жовтня) під час прямої веб-трансляції, яка також дала короткий виклад перших аналізів, виконаних на позаземному матеріалі.

За словами членів команди місії, ці дуже ранні наукові результати є багатообіцяючими, оскільки показують, що Бенну багатий як водою, так і вуглецевими сполуками.

«Зразок OSIRIS-REx — це найбільший багатий вуглецем зразок астероїда, коли-небудь доставлений на Землю, і він допоможе вченим дослідити походження життя на нашій планеті для майбутніх поколінь», — заявив сьогодні у своїй заяві адміністратор НАСА Білл Нельсон.

«Майже все, що ми робимо в НАСА, направлено на відповіді на запитання про те, хто ми і звідки ми», — додав Нельсон. «Місії НАСА, такі як OSIRIS-REx, покращать наше розуміння астероїдів, які можуть загрожувати Землі, і водночас дадуть нам уявлення, що за її межами. Зразок повернувся на Землю, але попереду так багато науки — такої ж науки, як і ми», ніколи раніше не бачив».

OSIRIS-REx був запущений у вересні 2016 року та прибув до Бенна у грудні 2018 року. Наступні 22 місяці зонд провів, вивчаючи космічний камінь з орбіти й шукаючи відповідне місце, щоб спікувати та взяти зразок. Цей відбір проб відбувся в жовтні 2020 року і став справжнім драматизмом: поверхня Бенну виявилася напрочуд пористою, і OSIRIS-REx глибоко поринув у неї.

Але зонд отримав нагороду — так багато матеріалу, що його механізм збирання засмічився, що дозволило деяким астероїдним частинкам і гальці випаруватися в космос. OSIRIS-REx все ж таки вдалося зберегти більшу частину бітів Бенну в контейнері для зразків, і в травні 2021 зонд попрямував до Землі.

Подорож додому завершилася 24 вересня, коли капсула OSIRIS-REx, що повертається, приземлилася в пустелі північної Юти. На день пізніше зразок прибув до Космічного центру імені Джонсона (АКК) НАСА в Х’юстоні, де він обробляється, курується та зберігається.

Ця робота лише розпочалася. Наприклад, члени команди місії досі не знають, скільки матеріалу OSIRIS-REx привіз додому. Вони думають, що це близько 8,8 унції (250 грамів) — набагато більше, ніж потрібно для місії у 2,1 унції (60 грамів) — але це лише оцінка, розрахована, коли капсула, що повертається, ще знаходилася в космосі.

Протягом наступних місяців і років JSC розповсюдить частини зразка Бенну серед дослідників по всьому світу, які вивчатимуть його дуже детально. 

Їхня робота, серед іншого, визначить ідентичність вуглецевих сполук, що може пролити світло на те, як зародилося життя тут, на Землі. (Багато дослідників вважають, що багаті на вуглець астероїди, такі як Бенну, давним-давно засіяли нашу планету будівельними блоками життя внаслідок зіткнень.)

А Бенну — це пережиток епохи створення планет у нашій Сонячній системі, тому вимір каменю допоможе нам зрозуміти формування та еволюцію нашого космічного двору у ширшому масштабі, кажуть члени місії.

«Коли ми вникаємо в давні таємниці, що зберігаються в пилу та камені астероїда Бенну, ми відкриваємо капсулу часу, яка пропонує нам глибоке розуміння походження нашої Сонячної системи», — Данте Лауретта, головний дослідник OSIRIS-REx в Університеті Арізона, йдеться в тій же заяві. .

«Розмаїтість багатого вуглецем матеріалу і рясна присутність водомістких глинистих мінералів — це лише верхівка космічного айсберга», — сказав він. «Ці відкриття, які стали можливими завдяки багаторічній співпраці та передовій науці, спонукають нас вирушити в подорож, щоб зрозуміти не лише наше небесне оточення, а й потенціал зародження життя. З кожним одкровенням Бенну ми наближаємося до розгадки таємниць нашої космічної спадщини».

До речі, для космічного корабля OSIRIS-REx подорож ще не закінчилась. Хоча його капсула, що повертається, тепер повернулася на Землю, зонд продовжує летіти до іншого астероїда під назвою Апофіс. Планується, що OSIRIS-REx прибуде до цієї космічної скелі у 2029 році та уважно вивчить її у рамках розширеної місії під назвою OSIRIS-APEX.