Новости астрономии и астрофизики

Астрофизические итоги 2019 года • Новости науки

2019 год принес много важных результатов в астрономии, астрофизике и космологии. О некоторых из них рассказывали чуть ли не все СМИ, а о некоторых наверняка знали только те, кто специально следит за происходящим. Сергей Попов подводит итоги прошедшего года, отобрав самые яркие и значимые по его мнению работы, которые либо уже оставили важный след в этих областях науки, либо будут определять их развитие в ближайшем будущем. //  elementy.ru

 

В 2019 году самая активная полемика велась вокруг отличий в значениях современной постоянной Хаббла, получаемых разными методами. Интрига в первую очередь в том, что данные, получаемые по наблюдениям реликтового фона (они имеют отношение к физике в относительно молодой Вселенной), и данных по сверхновым (соответствующие Вселенной в более-менее современном состоянии) значимо расходятся друг с другом. По крайней мере, так полагают многие авторитетные астрофизики. Подробности можно почерпнуть в статье Tensions between the Early and the Late Universe (arXiv:1907.10625). В чем причина такого разногласия — неясно. Может быть, просто кто-то что-то делает не так. А может быть, что астрофизикам придется уточнять космологическую модель. Это интригует. Масла в огонь подлили авторы статьи Planck evidence for a closed Universe and a possible crisis for cosmology (arXiv:1911.02087). Анализируя данные спутника «Планк», они предлагают в свете новых данных по реликтовому фону детально рассмотреть возможность того, что кривизна нашей Вселенной не равна нулю.

 

По теории струн нанесен серьезный удар

В самом сердце галактического скопления, расположенного на расстоянии 200 миллионов световых лет от нас, астрономы не смогли обнаружить гипотетические частицы, называемые аксионами. //  www.popmech.ru

 

Многие модели теории струн предсказывают существование аксиона — частицы сверхнизкой массы из гипотезы 1970-х годов. Она решала в теории проблему того, почему атомные силы следуют так называемой симметрии четности заряда, чего, согласно многим теориям, делать не должны. Как оказалось, теория струн также предсказывает множество частиц, которые ведут себя как аксионы, из-за чего их назвали аксионоподобными частицами.

Одним из свойств аксионоподобных частиц является умение превращаться в фотон при прохождении через магнитное поле. И, наоборот, фотоны могут превращаться в аксионоподобные частицы, совершая то же действие. Вероятность превращения зависит от ряда факторов: напряженности магнитного поля, пройденного расстояния и массы частицы.

И в этот момент вдруг появляется астрофизик Кристофер Рейнольдс из Кембриджского университета в Великобритании и его команда. С помощью рентгеновской обсерватории Чандра ученые исследовали активное ядро галактики NGC 1275, которая находится на расстоянии около 237 миллионов световых лет от нас, в центре скопления галактик, называемых Скопление Персея.

Восьмидневное наблюдение закончились тем, что они почти ничего не смогли узнать о черной дыре галактики из-за плотных облаков газа перед ней. Но затем они поняли, что в этих обстоятельствах можно попробовать обнаружить аксионоподобные частицы: «Рентгеновское излучение от NGC1275 должно проходить через горячий газ Скопления Персея, а этот газ намагничен, — пояснил Рейнольдс. — Магнитное поле относительно слабое (более чем в 10 000 раз слабее, чем магнитное поле на поверхности Земли), но рентгеновские фотоны должны преодолевать огромное расстояние, проходя через это магнитное поле. Следовательно, существует высокая доля вероятности преобразования фотонов в аксионоподобные частицы (при условии, что аксионоподобные частицы имеют достаточно малую массу)».

Поскольку вероятность преобразования зависит от длины волны рентгеновских фотонов, наблюдения должны выявить искажение — некоторые длины волн более эффективны для данного процесса. Команда ученых около года искала искажения, но так его и не обнаружила.

Выходит, существование аксионов в рассмотренном диапазоне масс (вплоть до одной миллионной миллиардной массы электрона), теперь под вопросом.

 

Космический телескоп «Чандра» не нашел доказательств «теории всего»

Поиск способа объединения конфликтующих научных моделей в «теорию всего», описывающую все фундаментальные взаимодействия, одна из главнейших задач физики. Обсерватория провела один из первых экспериментов в этой области, исследовав космос в поисках гипотетической частицы, которая могла бы связать Вселенную воедино. //  hightech.plus

 

Международная команда ученых использовала для поиска аксионов космическую рентгеновскую обсерваторию «Чандра», направив ее на скопление Персея, расположенное в 240 световых годах от Земли. В галактических скоплениях есть гигантские магнитные поля и яркие источники рентгеновского излучения. Поэтому если там есть аксионы, астрономы могут их заметить.

Команда изучила данные, собранные обсерваторией за пять с лишним суток. В частности, телескоп измерял силу рентгеновских лучей, возникавших в результате падения вещества в сверхмассивную черную дыру, находящуюся в центре одной из галактик скопления Персея. Если бы там были аксионы, «Чандра» смог бы их обнаружить.

Увы, их там не оказалось. Это не значит, что аксионов не существует. Возможно, у них больше масса, или они превращаются в фотоны не так просто, как казалось. Так что пока теория всего остается недостижимой.