Новости

В лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной Московского физико-технического института разработали модель, позволяющую проверить одну из гипотез, описывающую взаимодействие сверхмассивных черных дыр в центрах галактик с испускаемыми ими струями — джетами. Модель позволяет по измеренному магнитному полю джета предсказать потери вращательной энергии испускающей его черной дыры. Работа опубликована в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences, кратко о ее результатах рассказывается в пресс-релизе МФТИ.

Сверхмассивная черная дыра, окруженная аккреционным диском, испускает джет
© Пресс-служба МФТИ

Сегодня астрофизики могут наблюдать сотни джетов — мощных струй, вырывающихся со скоростями, близкими к скорости света (релятивистскими), из ядер активных галактик — сверхмассивных черных дыр. Их размеры огромны даже на фоне других астрономических объектов — длина джета может достигать нескольких процентов радиуса галактики, и быть примерно в 300 тысяч раз больше размера испускающей его черной дыры. Эти объекты позволяют заглянуть в глубокое прошлое Вселенной. Однако у ученых до сих пор остается большое количество вопросов к их устройству. Доподлинно неизвестно даже из чего состоят джеты, поскольку при их наблюдении не регистрируются какие-либо спектральные линии — на сегодня принято считать, что они состоят из электронов и позитронов или протонов. Впрочем, из отдельных крупиц достоверных знаний постепенно складывается непротиворечивая модель этих удивительных объектов.

Вращающиеся черные дыры с аккреционным диском (движущимся вокруг центрального тела веществом), рождающие джеты, считаются самыми эффективными двигателями. КПД джетов, которые выбрасываются активными ядрами галактик, порой превышают 100%, если рассчитать эффективность системы «джет + черная дыра + аккреционный диск» как отношение энергии, уносимой джетом, к энергии аккрецируемого (падающего) на черную дыру вещества. Второй закон термодинамики, отрицающий возможность существования вечных двигателей, при внимательном рассмотрении в этом случае не нарушается. Оказывается, что в энергию джета дает свой вклад процесс замедления вращения черной дыры. То есть, испуская джет, черная дыра едва заметно тормозит свое вращение.

Можно провести аналогию с электровелосипедом, который приводится в движение не только мускульными усилиями ездока, то есть внешним фактором (как энергия аккрецируемого вещества), но также встроенным электромотором — внутренним источником (как энергия вращения черной дыры).

Джет позволяет черной дыре избавиться от избыточного вращательного момента, который она получает от аккрецируемого вещества, вращающегося с высокой скоростью. Аналогичные эффекты астрофизики давно наблюдают в молодых звездах. В процессе формирования на звезду оседает вещество аккреционного диска, обладающее гигантским угловым моментом. При этом наблюдаемая скорость вращения таких звезд очень мала. И весь избыточный вращательный момент уходит в узкие джеты, испускаемые этими звездами.

Сравнительно недавно у астрофизиков появился метод, с помощью которого можно определять магнитное поле в джетах активных ядер галактик. Астрофизик Елена Нохрина показала, что с помощью этого метода можно оценить наличие энергетического вклада от замедления вращения черной дыры в общую мощность джета. До сих пор формула, дающая ответ на вопрос, имеет ли место перетекание энергии вращения черной дыры в энергию джета, не была проверена на данных полученных из наблюдений. При этом важный параметр, определяющий темп потерь вращательной энергии черной дыры – скорость ее вращения – не удается пока достоверно оценить по наблюдениям.

Черная дыра не может иметь собственного магнитного поля. Но вокруг нее создается вертикальное магнитное поле, связанное с магнитным полем вещества аккреционного диска. Для оценки потерь черной дырой энергии вращения нужно выяснить величину потока магнитного поля, проходящего через горизонт черной дыры.

«Поскольку магнитный поток сохраняется, то, измеряя его величину в джете, мы получим поток магнитного поля вблизи черной дыры. Зная массу черной дыры, можно вычислить расстояние от оси ее вращения до горизонта событий (условной границы черной дыры), тогда становится возможным оценить разность потенциалов между осью вращения и границей черной дыры. Получить величину электрического тока вблизи черной дыры можно из условия экранирования электрического поля в окружающей плазме. Зная ток и разность потенциалов, можно оценить энергетические потери вращения черной дыры»,— рассказывает автор работы, заместитель руководителя лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ Елена Нохрина.

Проделанные расчеты указывают на корреляцию величины полной мощности испускаемого черной дырой джета с потерями вращательной энергии черной дыры. Стоит отметить, что до недавнего времени для простоты в моделях использовалась однородная поперечная структура джетов. Для более корректных оценок была использована модель, учитывающая неоднородную поперечную структуру магнитного поля джета.

В случае далеких галактик наблюдаемая картина магнитного поля джета выглядит достаточно размыто — для большинства джетов поперечная структура не видна. Поэтому экспериментально измеренное магнитное поле сопоставляется с его модельной поперечной структурой для оценки величин компонентов магнитного поля. Именно учет поперечной структуры позволяет проверить механизм потерь без информации о скорости вращения черной дыры.

Переносимое джетом количество энергии, согласно рассмотренной гипотезе, зависит от потока магнитного поля и скорости вращения черной дыры. Таким образом, можно оценить вклад в мощность джета потерь вращательной энергии черной дырой. Замечательным результатом этой теоретической работы стала возможность получить оценку потери вращательной энергии черной дырой, измеряя магнитное поле в джете, без информации о скорости вращения черной дыры.

Источник: polit. ru

Молекулярные биологи из Китая впервые смогли вырастить двух полноценных клонов одной и той же мартышки, используя ту же методику, которая применялась при клонировании «овечки Долли», говорится в статье, опубликованной в журнале Cell.

Чжун Чжун и Хуа Хуа
© Qiang Sun and Mu-ming Poo, Chinese Academy of Sciences

«Создание методики клонирования обезьян дает нам массу новых возможностей. Теперь мы можем выращивать приматов с абсолютно идентичным набором генов, за исключением одного участка ДНК, структуру которого мы поменяли. Это поможет не только раскрыть суть многих генетических болезней, но и найти новые методы борьбы с раком и расстройствами иммунитета», — рассказывает Цян Сун (Qiang Sun), директор Центра по изучению приматов при Институте нейрофизиологии КАН в Шанхае (Китай).

Первое клонированное животное на Земле, овечка Долли, была «продуктом» трех матерей, одна из которых оставила ей свой генетический материал, вторая – подарила первую яйцеклетку, а третья – вынашивала ее после успешного переноса ДНК первого родителя в половую клетку второго.

Рождение Долли открыло новую эпоху в биологии и генетике – теперь у ученых появилась возможность создавать «чистые» линии подопытных животных с абсолютно идентичной ДНК, а также воскрешать уже вымершие виды живых существ. Изначально ученые опасались, что процедура клонирования ведет к ускоренному старению организма и крайне редко завершается успешно, однако в последние годы им удалось показать, что это не так, и повысить шансы на успех до 70-80%.

Несмотря на все эти успехи, как отмечает Сун, до настоящего времени ни одной научной команде не удалось клонировать макаку или любую другую обезьяну подобным же образом, что и Долли.

«Мы попытались использовать несколько разных методик переноса ядра, и только одна из них сработала. Нам пришлось пережить огромное количество ошибок и неудач, прежде чем мы обнаружили правильную методику клонирования обезьян», — продолжает Сун.

Ключом к решению этой проблемы, как отмечает китайский биолог, стало ускорение процесса переноса ядра из «обычной» клетки обезьяны-донора в пустую яйцеклетку, что заметно снизило вероятность того, что процесс ее дальнейшего развития пойдет по неправильному пути. Дополнительно ученые разработали специальный «коктейль» из ферментов и молекул РНК, который защищал белковую оболочку ДНК от повреждений и заставлял яйцеклетку делиться после ввода в нее нового ядра.

Плодом всех этих усилий стали две новорожденных яванских макаки (Macaca fascicularis), произведенные на свет суррогатной матерью 8 и 6 месяцев назад, имеющие абсолютно одинаковую ДНК. Первая из них получила имя Чжун Чжун, а вторая —  Хуа Хуа.

Подобные клички, как отмечают ученые, являются своеобразной игрой слов – выражение чжунхуа означает «китайский народ» на языке поднебесной. Обе мартышки не имеют проблем со здоровьем и растут и развиваются так же, как и остальные обезьяны в этом возрасте.

По текущим оценкам китайских исследователей, подобная процедура клонирования завершается успешно в каждом третьем случае, если донором ДНК выступают клетки соединительной ткани, подготовленные особым образом. Этот показатель, как считает Сун, можно будет сделать еще более высоким в будущем в ходе дальнейшей оптимизации процедуры переноса ядра.

Как признают исследователи, в прошлом ученым уже удавалось создать копию мартышки, однако в самом строгом смысле она не была клоном – по сути, биологи просто разделили эмбрион на несколько частей на первых фазах его развития, что привело к рождению не одной, а двух обезьян. Подобным образом можно «клонировать» не более четырех особей за раз, что сильно ограничивает научную пользу этой методики по сравнению с идеями Суна и его коллег.

Источник: РИА Новости

Коллектив исследователей из Франции, Германии, Южной Кореи, Ливана и Финляндии сумел измерить температуру митохондрий в живой клетке. Как оказалось, эти клеточные органы в ходе работы разогреваются до 50 °C.

Митохондрии в клетках. Клеточные ядра обозначены буквой N
© Malgorzata Rak

Митохондрии в клетках отвечают за синтез молекул АТФ, которые в организме служат универсальным источником энергии для всех биохимических процессов. АТФ синтезируются за счет энергии выделяемой при расщеплении поступающих в митохондрию органических веществ, при этом значительная часть энергии выделяется в виде тепла.

В данной работе использовались культуры клеточной линии HEK 293 и фибробластов кожи человека, выращиваемые в чашках Петри при температуре 38 °C. Исследователи использовали новую разновидность флуоресцентного пигмента, который меняет цвет в зависимости от температуры. С его помощью удалось установить, что температура митохондрии выше окружающей среды на 7 – 12 градусов. Исследователям понадобилось два года работы, чтобы быть уверенными в полученных результатах, исключив прочие факторы, которые могли бы повлиять на изменение цвета красителя, например, разницу в pH среды или в концентрации клеток.

Ранее считалось, что разница в температуре между митохондриями и остальной клеткой есть, но она очень мала, около одной стотысячной градуса. Ведущий автор нынешнего исследования Пьер Рустан (Pierre Rustin) из Университета Париж 7 полагает, что это было связано с особенностями математических моделей, применявшихся в тех расчетах. Митохондрии в них упрощенно представлялись в виде сфер без внутренней структуры, тогда как в действительности митохондрия заполнена плотными рядами мембранных складок, похожих на ребра радиатора.

Исследование опубликовано в электронном научном журнале PLOS Biology
Источник: polit. ru

Ученые предполагают, что на двух из семи планеты системы TRAPPIST-1 есть условия, делающие возможным существование там жизни. Планетарная система у звезды TRAPPIST-1 была обнаружена в 2016 году, когда у нее открыли три планеты. В 2017 году число планет возросло до семи. Все планеты системы TRAPPIST-1 своими размерами близки к планетам земной группы или чуть меньше (от 1,19 до 0,76 земного радиуса). Три из них находились в потенциально обитаемой зоне, то есть на их поверхности, по расчетам ученых, могла существовать жидкая вода. С момента обнаружения планетной системы не прекращались дискуссии о возможности наличия там жизни.

Система TRAPPIST-1
© NASA/JPL-Caltech

Американский планетолог Эми Барр (Amy Barr) совместно с коллегами из Венгрии построила математические модели недр семи планет и пришла к выводу, что вода, в виде жидкости или льда, может иметься на шести из них, причем на одной планете может существовать океан. Также были смоделированы орбиты планет, чтобы установить возможную температуру на их поверхности. Планеты системы TRAPPIST-1, как считают авторы работы, находятся на очень вытянутых орбитах, поэтому, делая оборот вокруг звезды, они испытывают сильные сжатия и растяжения. Аналогом может послужить спутник Юпитера Ио, который из-за приливных гравитационных взаимодействий испытывает сильный разогрев своих недр, обеспечивающий активную вулканическую деятельность на поверхности спутника. Подобное явление должно существовать на планетах b и c в системе TRAPPIST-1. При этом на планете c почти нет воды.

Планеты d и e, которые, как считается, наиболее пригодны для жизни, также участвуют в приливном гравитационном взаимодействии со звездой, но в гораздо меньшей степени. По словам Эми Барр, именно эти планеты попадают в умеренную зону, «с очень разумными температурами поверхности». Так температура на планете d оценивается примерно в 15° C.

Вызванное приливными силами трение не только разогревает планету, делая ее теоретически пригодной для жизни, но также и повышает вероятность возникновения жизни, стимулируя химические реакции.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics
Источник: polit. ru

Многие животные одного вида могут объединяться для решения проблем, связанных с безопасностью и выживанием. Так, к примеру, шимпанзе объединяются в стаи, вместе охотятся и сражаются с хищниками и другими обезьянами. Известно об объединениях для своей защиты пчёл и копытных животных. Оказалось, что даже простые микроорганизмы тоже могут координировать свои действия для решения жизненно важных проблем.

Escherichia coli 
© Wikimedia Commons

Для исследования биологи взяли разные штаммы бактерий Escherichia coli. Они чрезвычайно распространены (заселяют кишечник большинства теплокровных животных), имеют много разновидностей и пользуются большой популярностью у учёных в качестве объекта для экспериментов. Чтобы следить за действием бактерий, учёные поместили их в чашку Петри и пометили специальным флуоресцентным красителем.

Оказалось, что когда колонии двух разных штаммов бактерий оказываются близко друг к другу и становятся конкурентами за пищевые ресурсы, между колониями начинается противостояние.

Учёные обнаружили, что у бактерий есть свои «дозорные», находившиеся на краю колонии. При приближении бактерий из другой колонии «дозорные» бактерии передавали специальный химический сигнал, предупреждавший остальных о противнике. Вслед за этим наблюдался скоординированный коллективный отпор: бактерии в колонии начинали производить особый токсин, не опасный для них, но смертельный для других штаммов Escherichia coli. И, по словам учёных, такой тип конкуренции играет ключевую роль в том, как отдельным видам бактерий утвердиться в бактериальном сообществе, таком, как человеческий кишечник. Бактерии самого сильного штамма «побеждают» более слабые колонии. Поэтому в кишечнике много разных видов бактерий, но каждый вид представлен, как правило, лишь одним штаммом.

При этом степень выработки токсина колонией сложным образом регулируется от очень высокой до небольшой. По предположению исследователей, у бактериальных сообществ может существовать даже такой удивительный феномен, как провокация «войны»: когда одна из колоний выпускает токсин, после чего две другие соседние колонии начинают «убивать» одна другую.

Эти исследование, по мнению учёных, показывает, что простые организмы могут функционировать более сложным образом, чем предполагалось ранее. Понимание механизмов бактериальной конкуренции может помочь учёным понять, как, где и почему распространяются разные виды бактерий.

Исследование опубликовано в журнале Current Biology
Источник: chrdk. ru

Журнал Astrobiology опубликовал статью, авторы которой доказывают, что вирусы вполне способны покидать пределы планет, в биосферах которых они живут, и перемещаться в космическом пространстве. Ранее исследования и рассуждения астробиологов касались бактерий или архей, теперь исследователи уверены, что пришла пора говорить и об «астровирусологии».

Недавно открытая экзопланета TRAPPIST-1f в представлении художника
© NASA/JPL-Caltech

Аарон Берлинер (Aaron J. Berliner) из Калифорнийского университета в Беркли, Томохиро Мотидзуки (Tomohiro Mochizuki) из Токийского технологического института и Кеннет Стедмен (Kenneth M. Stedman) из Портлендского университета в Орегоне отмечают, что количественно вирусы на Земле значительно превосходят все живые организмы и они имеют возможность попасть из земной атмосферы в космос, а потом оказаться на других небесных телах.

Более того, возникновение вирусов авторы работы считают весьма вероятным сценарием при развитии жизни вне Земли, поэтому астробиология должна иметь в своем арсенале способы обнаруживать следы вирусов на других планетах, кометах и астероидах. Но пока таких методов не существует. Известные биомаркеры не подходят для обнаружения вирусных частиц, а исследование образцов под электронным микроскопом, позволяющим обнаружить вирусы, невозможно, так как этим прибором трудно оборудовать космический аппарат. Авторы работы призывают коллег начать разрабатывать стратегии и инструменты, необходимые для обнаружения внеземных вирусов.

Кеннет Стедмен ожидает, что именно вирусы станут первыми формами жизни, которые удастся обнаружить в Солнечной системе. Хорошими кандидатами на роль места их обитания могут стать подледные горячие источники на Энцеладе и Европе. Стедмен подчеркивает способность вирусов существовать в экстремальных условиях. В 2012 году он со своим коллегой Джеффри Димером (Geoffrey S. Diemer) выделил ДНК необычного типа вирусов из воды горячих источников. Вирусы существовали в очень кислотной и горячей среде, а их ДНК кодировало белок вирусной оболочки, какой ранее встречался только у РНК-содержащих вирусов. По мнению ученых, геном этого вируса, по-видимому, возник в результате рекомбинации РНК и ДНК двух не связанных друг с другом групп вирусов.

Источник: polit. ru

 

Наблюдения за старейшими звездами Галактики помогли астрофизикам выяснить, что скорость движения темной материи в окрестностях Земли и Солнца является неожиданно низкой, что затруднит ее поиски в будущем, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

© Fotolia/ Perseid

«Когда частица темной энергии сталкивается с ядром атома «обычной» материи, процесс их столкновения напоминает то, что происходит при ударе двух бильярдных шаров друг о друга. Последствия этого «ДТП» зависят от двух параметров – массы частиц и скорости их движения. Иными словами, чем быстрее движется темная материя, тем заметнее будут ее следы», — рассказывает Марианжела Лисанти (Mariangela Lisanti) из Принстонского университета (США).

Довольно долго ученые считали, что Вселенная состоит из видимой материи, составляющей основу звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в ближайших к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся с невозможно высокой скоростью — примерно в 10 раз выше, чем показывали расчеты на базе масс всех звезд.

Причиной этого, как считают ученые, была так называемая темная материя — загадочная субстанция, на долю которой приходится около 75% от массы всей материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в 8-10 раз больше темной материи, чем видимой, и эта темная материя удерживает звезды на месте и не дает им «разбежаться».

В последние годы, благодаря снимкам некоторых относительно малоизученных галактик, полученным «Хабблом», ученые начали замечать, что многие небольшие и карликовые галактики ведут себя совсем не так, как предсказывают теории их устройства, учитывающие существование этой загадочной субстанции.

Дополнительные проблемы, как отмечает Лисанти, создает то, что сегодня астрономы и космологи не знают того, с какой скоростью движется темная материя в нашей Галактике и в ее ближайших соседях, что заметно усложняет работу «прямых» детекторов темной материи, пытающихся уловить следы ее столкновений с атомами ксенона-137 и других редких благородных газов.

Ее команда нашла способ решить эту проблему, обратив внимание на один интересный факт из истории жизни самых древних звезд Млечного Пути. Эти светила, как отмечают астрономы, родились примерно 10-12 миллиардов лет назад, в то время, когда наша Галактика только начала формироваться и активно поглощала соседние с ней карликовые галактики.

В то время, по словам исследователей, так называемое гало — «бублик» из темной материи, окружающий Млечный Путь и прочие звездные мегаполисы — еще не  сформировался, так как в Галактику постоянно поступали новые запасы этой загадочной субстанции, сопровождаемые облаками газа и новорожденными звездами.

По этой причине престарелые светила, обитающие сегодня  на ее окраинах, должны в среднем двигаться с той же скоростью, с которой темная материя вращается вокруг центра Млечного Пути, что можно использовать для вычисления  этого параметра, не имея понятия о других свойствах этой загадочной субстанции.

Руководствуясь этой идеей, ученые попытались вычислить скорость движения темной материи в окрестностях Земли, используя карту ночного неба, подготовленную проектом SDSS, и компьютерную модель Галактики.

Эти замеры неожиданно показали, что клубы темной материи, расположенные неподалеку от Солнечной системы, должны двигаться заметно медленнее, чем это предсказывает теория. Подобные расхождения, как отмечают Лисанти и ее коллеги, говорят о серьезных пробелах в теории, которые могут сильно помешать физикам в деле поисков следов этой неуловимой субстанции.

Источник: РИА Новости

Для того, чтобы можно было глубже понять некоторые удивительные явления и процессы, происходящие в глубинах космоса, можно воссоздать и изучить миниатюрные копии этих явлений в лабораторных условиях. Группа исследователей из университета Куинса (Queens University), Белфаст, создала лучи из особого вида плазмы, газа, состоящего не из молекул и атомов, а из смеси элементарных частиц. Лучи этой электронно-позитронной плазмы при некоторых условиях создают сильные постоянные магнитные поля, и их использование позволяет смоделировать космические высокоэнергетические явления, порождающие сильнейшие вспышки гамма-излучения, так называемые гамма-взрывы.

© ESO, NAOJ/Flickr)

В своих экспериментах ученые использовали мощный лазер Gemini, расположенный в лаборатории Рутэрфорда Апплетона, Великобритания. Интенсивный свет этого лазера был направлен в камеру, заполненную гелием, благодаря чему был получен луч высокоэнергетических электронов. Эти электроны были направлены на свинцовую мишень, что привело к образованию электронно-позитронной плазмы, плазмы, состоящей из электронов и позитронов, частиц, являющихся антиподами электронов со стороны антиматерии.

Когда луч электронно-позитронной плазмы был направлен сквозь облако обычной плазмы, состоящей из электронов и ионов, появилось сильнейшее магнитное поле, сопровождающееся гамма-излучением. И ученые считают, что воссозданный ими процесс очень близок к тому, что происходит в непосредственной близости от черных дыр и порождает гамма-взрывы. Только источником лучей электронно-позитронной плазмы в последнем случае являются сами черные дыры.

Во время проведения последних экспериментов ученым удалось впервые увидеть некоторые явления, играющие ключевую роль в деле формирования гамма-взрывов. К этим явлениям относится и самогенерация магнитных полей, благодаря которой эти поля держатся в течение длительного времени. Кроме этого, проведенные учеными измерения послужили подтверждениями некоторых теорий, которые определяют распределение сил и полей различной природы, которые возникают в районах, прилегающих к черным дырам.

Очевидно, что главным недостатком данной работы является отсутствие даже миниатюрного аналога черной дыры. Тем не менее, полученные результаты обеспечивают лучшее понимание природы гамма-взрывов, благодаря чему через некоторое время, проведя анализ параметров сигнала гамма-взрыва, ученые смогут с уверенностью сказать, что же именно является его источником — черная дыра, пульсар, взрыв сверхновой или деятельность внеземной цивилизации.

Статья опубликована в журнале Physical Review Letters
Источник: dailytechinfo. org

С тех пор как зонд Cassini начал исследовать систему Сатурна, прошло чуть больше 10 лет, но наши представления о ней изменились кардинально. Сегодня мы знаем, что крупнейший спутник Сатурна – крайне своеобразный «двойник» Земли. Во всей Солнечной системе только у нас и на Титане имеются настоящие моря и текут реки, идет испарение с поверхности, выпадают осадки – словом, есть полноценный круговорот жидкости.

Новая карта Титана
©NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS

С другой стороны, на Титане намного холоднее, и роль нашей воды играют жидкие при этой температуре углеводороды – в основном метан, текущий между «асфальтовыми берегами». В свежем номере журнала Geophysical Research Letters опубликованы сразу две статьи, раскрывающие новые детали жизни этого удивительного мира, такого похожего и непохожего на наш.

В первой статье Алекс Хейс (Alex Hayes) и его коллеги из Корнеллского университета подвели «топографические» итоги наблюдений Cassini, работа которого была завершена в сентябре 2017 г., и представили самую полную и детальную карту поверхности Титана, имеющуюся на сегодняшний день. На ней еще сохраняются отдельные «туманные», недостаточно рассмотренные области, и даже «белые пятна», но в целом она завершена. Помимо прочего, ученые указали на ряд прежде неизвестных гор (Титан намного «площе» Земли, поэтому высота самых крупных из них не превышает 700 м) и низин – следов криовулканической деятельности.

В другой публикации Хейс с соавторами опираются на эти топографические данные, показывая, что три крупнейших моря Титана – моря Кракена, Лигеи и Пунги – связаны друг с другом и поддерживают общий «уровень моря», как это происходит, скажем, с Тихим и Атлантическим океанами на Земле. Вместе с тем мелкие озера зачастую имеют высоту на несколько сотен метров выше, что также похоже на нашу планету.

«Мы измерили высоту водной поверхности небесного тела, расположенного в 930 млн миль от Солнца (1,5 млрд км – NS) с точностью около 40 см, – резюмирует Алекс Хейс. –Благодаря этой потрясающей точности мы смогли заметить, что уровень моря плавно меняется в пределах 11-метровой высоты, соответствуя изменениям гравитации».

В самом деле, гравитационное поле спутника, как и других крупных тел, неоднородно, на его работу сильно влияет притяжение соседней планеты. Жидкость на Титане распределяется под совокупным действием этих сил: в крупнейших, тесно связанных друг с другом резервуарах она расходится «ровным слоем», без резких перепадов, а более низкие резервуары заполняются полностью.

Остается выяснить очередную загадку – как именно организована эта связь? Судя по всему, моря и озера Титана связаны какими-то подповерхностными сетями и резервуарами, но чтобы выяснить это окончательно, придется послать на его поверхность новую миссию.

Источник: naked-science. ru

Китайский квантовый спутник «Мо-Цзы» впервые передал реальные данные по защищенному каналу, связав австрийский Грац и китайский Синлун, между которыми 7,6 тысячи километров, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Квантовый спутник Мо-цзы и города, которые он объединил линией квантового интернета
© University of Science and Technology of China

«Для демонстрации работоспособности этой сети мы передали фото Мо-Цзы из Пекина в Вену и отправили обратно карточку Эрвина Шредингера. С помощью «Мо-Цзы» нам удалось показать, что мы можем конструировать межконтинентальные квантовые сети, а это открывает дорогу для создания глобального квантового интернета», — пишут Антон Цейлингер (Anton Zeilinger), руководитель Академии наук Австрии, и его коллеги.

В основе современных квантовых технологий лежит феномен квантовой запутанности. Это явление, в частности, играет важную роль в системах защищенной связи, которые полностью исключают возможность незаметной прослушки благодаря законам квантовой механики, запрещающим «клонирование» состояния частиц света. Сейчас системы квантовой связи разрабатываются в Европе, Китае и США.

В последние годы созданы десятки таких систем, узлы которых могут обмениваться данными на довольно больших расстояниях — до 200-300 километров. Но все попытки расширить эти сети до международного и межконтинентального уровня столкнулись с непреодолимыми трудностями, связанными с тем, что свет угасает при движении через оптоволокно.

Поэтому многие команды ученых задумались о переводе систем квантовой связи на космический уровень — через спутник, позволяющий восстанавливать или усиливать связь между запутанными фотонами. Первый аппарат такого рода — китайский спутник «Мо-цзы» — вывели на орбиту в августе 2016 года.

Прошлым летом китайские и австрийские ученые впервые смогли провести орбитальную «телепортацию», обменявшись квантовыми ключами для видеоконференции между Пекином и Грацем.

На этом их работа не остановилась, и сегодня, как отмечают Цейлингер и его коллеги, команда «Мо-цзы» объявила о создании первой двухсторонней межконтинентальной системы квантовой связи. Пока она состоит из четырех узлов — самого спутника, лаборатории в Граце и двух станций слежения в Синлуне и Наньшане.

Как показали первые опыты с этой квантовой сетью, сигнал передается в ней очень хорошо — его качество примерно на 20 порядков выше, чем при передаче пучков частиц света через оптическое волокно той же длины, что и расстояние между спутником и станциями слежения (около 1,2 тысячи километров).

Сейчас система связи, как отмечают исследователи, может работать в полностью космическом режиме: ключи вырабатывает и отправляет на узлы сам спутник, а не станции слежения. Это, с одной стороны, повышает надежность связи, но с другой — делает сам «Мо-цзы» целью для атак потенциальных хакеров.

Как отмечают ученые, число узлов в сети можно произвольным образом наращивать, что позволяет использовать спутники связи, аналогичные «Мо-цзы», для создания первой глобальной квантовой сети.

Источник: РИА Новости