Химия

Американский химик и космолог выполнили и опубликовали в журнале Physical Review X пионерскую работу по применению в астрофизике галактик методов статистической механики сплошных сред. Для характеристики широкого диапазона микроструктур эта теория предлагает большой набор математических подходов, расчетных схем и вычислительных методов. В работе авторы вводят новые величины, характеризующие разномасштабное строение галактик. Статистика Вселенной дает коррелированный беспорядок, определенно не случайную структуру. Работа ставит новые вопросы и сужает требования к теории образования галактик.

При каких условиях может возникнуть колония людей на Луне? Попробуем путем рассуждений прийти к какому-то разумному выводу. А значительную часть информации для этих рассуждений удалось получить благодаря научному кафе с провокационным названием «Колонизация Луны неизбежна?», которое организовал Фонд Андрея Мельниченко в сотрудничестве с «Химией и жизнью».

Ее называют ночным светилом. Она непостоянна, бледна и светит отраженным светом. Мифы приписывает ей разные женские качества. Таинственность — главное из них. Выдающиеся умы человечества веками разгадывают секреты Луны. И конца им не видно…

Четвертого апреля 2023 года Фонд Андрея Мельниченко при сотрудничестве с «Химией и жизнью» возобновил любимое мероприятие научных журналистов – научное кафе. Здесь, в неформальной обстановке, журналисты имеют возможность не только пообщаться друг другом, хотя навык такого общения и был несколько утрачен за время пандемии и последующих событий, но и послушать увлекательный рассказ ведущих ученых страны и задать вопрос по обсуждаемой теме. А темы научных кафе всегда горячие и актуальные.

Вопрос о происхождении земных элементов и их изотопов решает теория образования Солнечной системы. В начале года в журнале Science появилась работа английских ученых, посвященная изучению изотопного состава метеоритов. Исследователи проанализировали 18 метеоритов на предмет содержания в них пяти разных изотопов цинка. Из них 7 карбонатных метеоритов происходило из внешних областей Солнечной системы, 11 некарбонатных – из внутренних. Затем ученые сравнили изотопные соотношения с земными. Оказалось, что метеориты, родившиеся от астероидов внешней частей Солнечной системы, поставили около половины земного цинка. Этот вывод резко противоречит современным теориям происхождения ранней Солнечной системы. Согласно им Земля формировалась в основном из материала ее внутренних частей.

Астероид Харикло движется за орбитой Сатурна и принадлежит к классу кентавров, которые располагаются внутри орбит газовых гигантов и по своей активности похожи на кометы. Два тонких и близких друг к другу кольца обращаются вокруг Харикло на расстоянии в 400 км от его центра. Это установлено методом затмений. В октябре прошлого года луч зрения, направленный на одну их дальних звезд, опять пересекал кольца. На этот раз за ними следил новейший инфракрасный телескоп Джемйс Уэбб. Так удалось выясниить, что внешнее тонкое кольцо (толщина 2-4 км) отделено от толстого внутреннего (6-7 км) щелью в 9 км. Успех наблюдателей открывает путь к изучению затмений других дальних тел Солнечной системы.

Магнетары — это особый подкласс семейства изолированных нейтронных звезд, компактных объектов в десятки километров, плотных как атомное ядро останков мертвых звезд, сжавшихся под действием гравитации. Они делают один оборот в несколько секунд и обладают самыми сильными магнитными полями во Вселенной. В октябре 2020 года магнетар SGR 1935+2154, удаленный от нас на 30 тысяч световых лет, неожиданно резко замедлил свое вращение. Объяснение этого экзотического явления недавно предложила группа астрофизиков. Они предполагают, что замедление вызвано образованием разрыва на поверхности звезды. Вероятно вблизи ее магнитного полюса в течение нескольких часов происходило вулканическое извержение потока ионной плазмы.

Карликовые галактики отличаются низкой светимостью и относительно большими размерами. Одну из ближайших к нам ультрадиффузных галактик F8D1, у которой впервые обнаружен звездный хвост, изучила международная группа астрофизиков. Открытие приливного хвоста — это явное свидетельство того, что эволюция галактики в последние миллиарды лет привела ее к современной экзотической форме. Авторы работы предполагают, что вытянутый поток звезд был вызван пролетом галактики F8D1 вблизи крупной галактики М81, доминирующей в группе. Она то и отняла у маленькой галактики газ, необходимый для формирования ее светил. Ученые уверены, что и другие ультрадифузные галактики эволюционируют подобным образом.

Коллаборация из полутора сотен ученых закончила работу по составлению самой точной карты распределения вещества во Вселенной. Карта стала результатом совместного анализа данных Южного полярного телескопа в Антарктиде и обзора темной энергии с помощью четырехметрового телескопа им. Виктора Бланко в Чили. На одних и тех же участках неба астрофизики совместили объемные базы данных о положении видимых галактик, их смещениях из-за линзирования света, а также линзировании реликтового излучения. Ученые учли данные о его распределении на небесной сфере, полученные специализированным спутником Планк. Основные результаты подробной карты соответствуют стандартной модели. Однако есть интересные нюансы.

Реакции, катализируемые гамма-излучением, могут производить аминокислоты. Возможно, этот процесс внес свой вклад в возникновение жизни на Земле.

Где можно найти магнитные частицы железа? В лунном грунте, доставленном на Землю в конце 2020 года китайской станцией «Чаньэ-5», был обнаружен магнетит. А недавно Британские ученые выяснили, что до половины всех частиц, загрязняющих воздух в лондонском метро, составляет маггемит.

Астрофизики уточнили параметры нейтронной звезды HESS J1731-347. Ее радиус оказался чуть большим 5 км, а масса равна 0,77 массы Солнца. По современной теории нейтронные звезды не могут иметь массы меньшие 1,17 от солнечной. Ученые стоят перед дилеммой: либо их теория неверна, либо открыта первая кварковая звезда. В этих теоретических объектах нейтроны при высоких давлениях распадаются на u и d-кварки. Кварковые звезды должны образовываться при аккреционном сжатии белых карликов, содержащих кварковое вещество в их центрах.

Вышел обзор наблюдений околоземных астероидов радиотелескопом Аресибо в 2017-2019 годах. Среди широкой публики радар печально знаменит тем, что в декабре 2О20 года разрушился, не дожив три года до своего шестидесятилетия. Работа содержит параметры 191 астероида. Астрофизики определили размеры 167 из них, а для 112 получили поляризационные данные о минералогии поверхности. Два астероида оказались обогащены металлами. Для 37 тел наблюдателям удалось выяснить очертания, геометрические размеры и детали поверхности, а также периоды их вращения.

Группа астрофизиков на основе трехмерной модели астероида Эрос провела измерения отношений глубин его кратеров к их диаметрам. Астероид размерами 37x11x11 км принадлежит к семейству тел, которые представляют опасность для нашей планеты. Оказалось, что при диаметрах более 500 м кратеры углубляются с удалением от крупного кратера Шумейкер размером в 7,5 км. Это значит, что они были стерты выбросами породы и поверхностными волнами от породившего кратер удара небесного тела. Авторы заключают, что метеориты и семейства астероидов размерами менее 10 км могут рождаться от околоземных астероидов при каскадных столкновениях.

Спутник Марса Фобос покрыт многочисленными полосами борозд, которые простираются почти по всей поверхности, часто параллельны и имеют одинаковую ширину. Для объяснения их происхождения группа астрофизиков провела расчет растягивающих поверхность Фобоса механических напряжений в стандартной для малых небесных тел модели «кучи гравия» с упругой оболочкой. Напряжения возникают из-за приливных сил со стороны Марса. Расчет показал, что растяжение может вызывать появление глубоких трещин параллельных друг другу в направлениях широт и долгот Фобоса. Раскрытие трещин вызовет опадание материала их стенок на дно, что и приводит к наблюдаемому виду борозд.

Рассеянное скопление обычно имеет два хвоста из звезд, движущихся впереди и позади него по орбите вокруг центра галактики. Немецкие астрономы изучили пять скоплений из близких галактик и нашли, что в каждом из них в отстающем хвосте звезд меньше. Кроме этого ученые обнаружили, что эти скопления живут меньше, чем предсказывает теория Ньютона. Компьютерные расчеты показали, что малые времена жизни и данные о распределении звезд хорошо описывает не закон всемирного тяготения Ньютона, а теория MOND, предложенная в 1983 году физиком М. Мильгромом.