Новости науки AB-NEWS

Загадка темной материи в том, что она повсюду во Вселенной, но увидеть ее невозможно. Она не светит, не поглощает и не отражает излучение, выдавая себя только гравитацией. При этом именно на темную материю приходится большая часть массы Вселенной. Ученые давно ищут способ «пощупать» эту неуловимую субстанцию, и, кажется, теперь у них появился новый мощный инструмент — гравитационные волны.

Когда две черные дыры сближаются по спирали и сливаются, они сотрясают само пространство-время, порождая гравитационные волны. Если черные дыры при этом движутся сквозь плотное облако темной материи, их "танец" должен слегка отличаться от слияния в пустом вакууме. Исследователи из Массачусетского технологического института разработали метод, который позволяет предсказать точную форму такого «темного» сигнала.

Команда физиков во главе с Хосу Ауррекоэчеа применила свою методику к реальным данным глобальной сети обсерваторий LIGO-Virgo-KAGRA. Из 28 самых четких сигналов 27 идеально вписались в стандартную модель слияния без постороннего влияния. Однако один сигнал, известный как GW190728, показал странные отклонения — возможный отпечаток темной материи. Ученые осторожны: это еще не открытие, а скорее зацепка.

Результаты этого исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Пока рано говорить, что темная материя обнаружена, но теперь у физиков есть новый способ ее искать. Черные дыры, проходя сквозь плотные участки темной материи, могут работать как природные усилители, а гравитационные волны — как чуткие детекторы. Следующие сеансы наблюдений LVK покажут, была ли аномалия случайностью или первым настоящим следом невидимой Вселенной.

Когда пилотируемый корабль «Орион» отправился в исторический облет Луны в рамках миссии NASA «Артемида II», за его движением следил не только Центр управления полетами, но и гигантское «ухо» в горах Западной Вирджинии. Телескоп Green Bank Telescope (NSF GBT), который обычно вслушивается в шепот далеких галактик, на время переквалифицировался в космического регулировщика. Инженеры NSF и NASA провели пять наблюдательных сессий по шесть часов каждая в тот момент, когда «Орион» находился дальше всего от Земли — более чем в 340 тысячах км.

Система отследила скорость движения корабля с погрешностью всего 0,2 миллиметра в секунду. Руководитель обсерватории Энтони Ремиджан сравнил это с автомобильным спидометром, который показывает скорость с точностью до 0,0004 мили в час — человек просто не ощутил бы разницы. Фактически наземный радиотелескоп подтвердил расчеты NASA с такой аккуратностью, будто лунный корабль летел по струне.

Оказывается, мощные радиотелескопы уже давно присматриваются к околоземному пространству. До «Артемиды II» та же самая система GBT помогала NASA в миссии по перенаправлению астероида DART, а сверхдлинная базовая решетка NSF VLBA сопровождала посадку на Луну коммерческого аппарата «Афина» от компании Intuitive Machines. Получается, что радиоастрономия постепенно становится незаменимым навигатором и для пилотируемых, и для роботизированных миссий.

Как отметила Линнеа Аваллоне из NSF, такие проекты позволяют использовать исследовательские центры по максимуму. Достигнутая погрешность в 0,2 мм/с задает новый стандарт для радиолокационного контроля космических аппаратов на больших расстояниях, что открывает возможность для более сложных маневров и повышения безопасности пилотируемых полетов.

Всего несколько дней назад, 1 мая 2026 года, автоматическая станция НАСА «Юнона» (Juno) приблизилась к одному из самых загадочных спутников Юпитера — Фиве (Thebe). Аппарат пролетел всего в 5000 километрах от поверхности этой крошечной луны, используя свою навигационную камеру Stellar Reference Unit (SRU), чтобы сделать лучший снимок этого объекта за всю историю наблюдений. Полученное изображение с разрешением около 3 километров на пиксель позволяет разглядеть детали поверхности, которые раньше ускользали от телескопов.

Можно ли там ходить? Да, но это будет нелегко

Гравитация на Фиве примерно в 500–1000 раз слабее земной — около 0,01–0,02 м/с². Человек массой 70 кг будет весить там как 70 граммов. Однако это не означает, что любой шаг отправит вас в космос. Вторая космическая скорость для Фивы оценивается в 10–20 м/с, а обычная скорость ходьбы — всего 1–2 м/с. Так что стоять и даже медленно двигаться технически возможно. Другое дело, что каждый шаг превратится в долгий баллистический прыжок на десятки метров, а вернуться на поверхность будет нелегко.

Реальная опасность — не улететь, а потерять управление

Главная проблема не в том, чтобы случайно навсегда покинуть спутник, а в том, чтобы удержаться на нем. При слабой гравитации почти исчезает трение: вы не можете нормально опереться ногой, любое неловкое движение рукой запускает медленное, но неостановимое вращение всего тела. Центр масс гуляет, как на канате во время шторма. Астронавт без страховки будет не «стоять», а почти парить над поверхностью, периодически касаясь ее в самых неожиданных местах. К этому добавляется суровая радиационная обстановка — внутренние спутники Юпитера находятся в зоне интенсивного облучения.

Что в итоге и зачем это нужно?

Этот снимок не просто картинка. Фива играет ключевую роль в формировании «паутинного» кольца Юпитера: микрометеориты постоянно выбивают пыль с ее поверхности, и она улетает в космос, пополняя кольцевую структуру. Новые данные «Юноны» помогут ученым лучше понять, как устроены эти кольца и как малые луны взаимодействуют с газовым гигантом. А сам факт, что навигационная камера, созданная для ориентации в пространстве, делает такие открытия, еще раз доказывает: в космосе даже служебные инструменты способны на большее, чем от них ожидали.

Группа японских астрономов под руководством Ко Аримацу из обсерватории NAOJ Исигакидзима обнаружила нечто, чего быть не должно. Маленький транснептуновый объект (612533) 2002 XV93 диаметром всего около 500 километров обладает тонкой атмосферой. Результаты этого неожиданного открытия были опубликованы в престижном журнале Nature Astronomy.

Ученые воспользовались удачным природным экспериментом — 10 января 2024 года объект прошел точно перед далекой звездой. Если бы атмосферы не было, звезда погасла бы мгновенно. Но наблюдения с нескольких точек Японии показали постепенное ослабление света, что выдает наличие газовой оболочки. Это первый подобный случай среди малых тел за орбитой Нептуна после знаменитого Плутона.

Проблема в том, что из-за слабой гравитации и холода такая атмосфера не может существовать дольше 1000 лет без постоянной подпитки. Значит, она образовалась или обновилась совсем недавно. Но космический телескоп Джеймс Уэбб не нашел на поверхности замерзших газов, которые могли бы ее создать. Ученые предполагают либо внутреннюю геологическую активность, выбросившую газы из недр, либо недавнее столкновение с кометой.

Открытие доказывает, что даже самые маленькие и холодные миры на окраинах Солнечной системы способны временно обзаводиться атмосферой. Это заставляет пересмотреть наши представления о том, какие тела могут удерживать газовые оболочки. Для разгадки тайны, было ли это внутреннее извержение или удар извне, потребуются новые наблюдения.

Астрофизик Бенджамин Цукерман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) утверждает, что десятилетиями человечество искало инопланетян не теми методами. Ранее считалось, что внеземные цивилизации будут передавать сигналы во всех направлениях одновременно — как лампочка, которая светит одинаково тускло по сторонам. Из-за этого земным ученым приходилось вслушиваться в сверхузкие полосы частот, что позволило охватить лишь крошечную часть радиодиапазона. Свои выводы ученый опубликовал в журнале The Astrophysical Journal, предложив полностью перевернуть стратегию поиска.

Ученый предлагает искать не слабый «луч», а мощный направленный луч — как прожектор, а не тусклую лампочку. По его мнению, любая цивилизация, которая действительно хочет установить контакт, будет использовать высоконаправленные антенны, концентрирующие энергию в узком луче. Преимущество такого подхода в том, что ограничения по мощности перестают быть проблемой, а сам сигнал можно заметить не в специальных поисках SETI, а в ходе самых обычных астрономических обзоров. Это означает, что за сто лет рутинных наблюдений мы бы уже случайно наткнулись на такой «прожектор», будь он поблизости.

Проанализировав данные обычных астрономических обзоров и применив разумные биологические ограничения — жизнь на основе воды, звезда вроде Солнца, возраст планеты не менее 4,5 миллиардов лет, ученый пришел к следующему заключению. За последние несколько миллиардов лет ни одна технологически развитая цивилизация не проходила на расстоянии менее 100 световых лет от Земли с включенным направленным передатчиком. Если бы кто-то «светил» нам с такой дистанции, мы бы это уже заметили, даже не нацеленные на поиск радиотелескопы зафиксировали бы аномалию.

Итог исследования, однако, не повод для грусти, а скорее новый маршрут на карте поисков. Работа позволяет перейти от философских рассуждений к численным оценкам. Она показывает, что для дальнейших поисков необходим не узкий радиоприемник, а широкополосный обзор старых, похожих на Солнце звезд от радио- до видимых частот. Это расширит известный нам «пустой» радиус в 100 световых лет и позволит оценить верхний предел количества цивилизаций в Млечном Пути. Хотите узнать, как именно ученый пришёл к такому выводу и почему это меняет все? Читайте полный разбор здесь.

Квантовые частицы оказались хитрее, чем древнегреческие герои. Физики из Университета Торонто под руководством Эфраима Штейнберга провели эксперимент, в котором фотоны проходили сквозь облако атомов рубидия. Обычно частицы света задерживаются в такой среде, но ученые обнаружили нечто невероятное: некоторые фотоны прибывали на детектор раньше, чем следовало ожидать. Результаты были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Эффект получил название «отрицательное время пребывания». Если объяснять просто, создавалось впечатление, что фотон покинул облако атомов до того, как в него вошел. Авторы исследования провели параллель с Одиссеем, который провел у нимфы Калипсо не пять лет, а «минус пять лет», чтобы общее время его возвращения домой составило всего десять лет. Конечно, никакого путешествия в прошлое не происходит — это квантово-волновой эффект, связанный с интерференцией вероятностей.

Чтобы измерить это странное время, ученые использовали метод слабых измерений. Вместо того чтобы точно спрашивать атомы, возбужден ли фотон (это разрушило бы эффект), они направили через облако слабый лазерный луч и измеряли крошечные изменения его фазы. Усреднив результаты миллионов экспериментов, они получили точное значение "отрицательного" времени, которое совпало с предсказаниями теории. Как образно заметили сами исследователи, это все равно что спросить Калипсо — и она бы подтвердила, что Одиссей жил у нее «отрицательное время».

Главный вывод: отрицательное время — не артефакт и не ошибка расчетов, а реально измеримый квантовый эффект. Однако он не открывает дорогу для машины времени, так как не позволяет передавать информацию быстрее скорости света или в прошлое. Это просто еще одно напоминание о том, что в квантовом мире наши интуитивные представления о времени и причинности работают совсем не так, как в повседневной жизни.

Международная команда ученых под руководством Т. Маршалла Юбэнкса (Space Initiatives Inc, США) при участии Парижской обсерватории, Лаборатории реактивного движения NASA и других центров предложила дерзкий план: отправить к ближайшей звезде Проксима Центавра рой микроскопических зондов массой всего 3,6 грамма. Цель — исследовать экзопланету Проксиму b, находящуюся в обитаемой зоне красного карлика. Результаты моделирования опубликованы в архиве препринтов arXiv.

Как они полетят?
Зонды под названием Coracle представляют собой 4-метровые лазерные паруса толщиной 10 миллиметров, похожие на тонкие диски. В начале пути их разгоняет мощный лазер до 20% скорости света всего за 8 минут. Весь путь до Проксимы займет 21 год. Чтобы защититься от разрушительной межзвездной пыли, зонды почти все время летят ребром вперед, а перед самой планетой разворачиваются для съемки. Тысяча таких аппаратов образует рой, работающий как единый «космический разум».

Что мы увидим?
Благодаря тому, что разные зонды пройдут на разном расстоянии от Проксимы b, ученые смогут собрать изображение с разрешением до 20 метров на пиксель — это лучше, чем снимки городов из космоса! Рой сможет обнаружить «вегетационный красный край» (признак растений), ночную подсветку городов (техносигнатуру) или химические следы жизни в атмосфере, если они конечно там есть. Передача данных на Землю займет около года, но зонды передадут до 3,4 гигабайт — как с Плутона после пролета New Horizons.

Когда ждать результатов?
Реалистичный прогноз — первые данные придут не раньше чем через 60–75 лет. На разработку лазерной установки и миниатюрных ядерных батарей уйдут десятилетия, плюс 21 год полета и 4 года на обратную связь. Но если все получится, именно этот рой маленьких звездолетов станет первым посланцем человечества к другой звезде. И вполне возможно, что нынешние школьники увидят не просто точку на снимке, а настоящие берега чужой планеты.