Астрономы открыли гигантскую планету, которая не должна существовать

Испанский курортный город Альмерия славится не только палящим солнцем, морем и умопомрачительными пейзажами. Там расположился один из крупнейших университетов Испании — университет Альмерии, частью которого является обсерватория Калар-Альто. Недавно, при помощи инструмента Carmenes, исследователи обнаружили гигантскую планету, получившую название GJ 3512b. Это открытие может заставить ученых переосмыслить общепринятую точку зрения о формировании планет.

Открытие испанских астрономов может изменить наше понимание формирования планет вокруг малых звезд

Загадочная планета похожа на Юпитер

Международный научный консорциум во главе с испанскими астрономами обнаружил необычную экзопланету,которая вращается вокруг маленькой звезды — красного карлика — на расстоянии в 31 световой год от Солнечной системы.

Масса обнаруженной планеты делает ее особенной — дело в том, что она намного больше, чем предсказывали теоретические модели. Исследование опубликовано в журнале Science. Масса красного карлика составляет только одну десятую массы Солнца. По мнению авторов исследования, вокруг таких звезд должны вращаться только планеты размером с Землю или же так называемые суперземли. Но не больше.

Таинственная планета была обнаружена испано-германским исследовательским консорциумом под названием Carmenes. Цель Carmenes заключается в обнаружении планет вокруг самых маленьких звезд в космосе. Для это был построен новый прибор, который установили в обсерватории Калар-Альто в университете Альмерии, на высоте 2100 м. Отметим, что исследования проводятся под научным руководством Института астрофизики Андалусии.

Обсерватория Калар-Альто, Альмерия

В процессе наблюдений за красным карликом, ученые обнаружили, что эта маленькая звезда регулярно двигалась к нам и от нас — это явление вызвано ближайшим к звезде массивным объектом. Поскольку открытие было неожиданным, ученые связались с исследовательской группой из Бернского университета (Швейцария), а также одним из ведущих мировых экспертов в области теории формирования планет Кристофом Мордасини, чтобы обсудить вероятные сценарии формирования гигантского газового гиганта.

Как сформировалась гигантская планета?

Несколько лет назад NASA объявили миру об обнаружении удивительной звездной системы под названием Trappist-1. Напомним, что вокруг небольшой звезды вращаются семь планет. Изначально ученые предполагали, что некоторые из планет этой звездной системы могут быть потенциально обитаемы, однако последующие наблюдения это не подтвердили. Испанские астрономы использовали ту же модель для обнаружения малых звезд и планет вокруг них, как и в случае с Trappist-1. Дело в том, что данная модель формирования и эволюции планет предсказывает, что вокруг маленьких звезд формируется большое количество маленьких планет. Однако в случае с GJ 3512b дела обстоят по-другому.

Возможным объяснением несостоятельности теории малых звезд и малых планет может быть механизм, который лежит в основе теоретической модели. Согласно ей, планеты формируются в результате постепенного роста малых тел в большие. Эксперты называют это «восходящим процессом». Возможно, гигантская планета GJ 3512b, схожая по своим размерам и составу с Юпитером, была образована принципиально иным способом, так называемым гравитационным коллапсом — он происходит, когда часть газового диска, в котором формируются планеты, разрушается под действием собственной гравитационной силы.

На изображении газовый гигант GJ 3512b. Планета находится за пределами зоны обитаемости — зоны, удаленной от звезды настолько, что там может формироваться жизнь

Но даже подобное объяснение не решает вопрос формирования настолько большой планеты. Ведь в таком случае планета должна продолжить увеличиваться в размерах и мигрировать ближе к звезде. Таким образом, планета GJ 3512b — это важное открытие, которое должно улучшить наше понимание того, как планеты образуются вокруг малых звезд.

Ученые полагают, что тип солнечной системы, в которой обнаружена GJ 3512b, встречается редко: анализ команды предполагает, что вокруг только 3% маленьких звезд могут вращаться газовые гиганты. В большинстве случаев окружение таких звезд составляют малые каменистые планеты. Ученые считают, что обнаруженная экзопланета демонстрирует, что модель гравитационной неустойчивости может играть ключевую роль в формировании планет-гигантов.

Исследователи продолжат следить за необычной звездной системой, чтобы узнать больше о потенциально существующей второй планете, которая похожа на Нептун. Также специалисты не исключают, что планет вокруг красного карлика может быть больше. К тому же, в поисках экзопланет специалисты изучает еще 300 подобных звезд. Как думаете, окажется ли обитаем один из подобных миров?

Источник ➝

Физики в очередной раз не нашли различий между материей и антиматерией

Физики из проекта ALPHA, который базируется в ЦЕРН, представили первые данные по замерам тонкой структуры спектра частиц антиматерии, по которой можно сделать выводы об устройстве ее квантовых энергетических уровней. В этом она оказалась похожа на обычную материю, пишут ученые в статье, которую опубликовал научный журнал Nature.

"Открытие любых расхождений в свойствах материи и антиматерии в буквальном смысле потрясет фундамент Стандартной модели. Эти замеры помогли нам реализовать нашу давнюю мечту и изучить некоторые аспекты взаимодействия антиматерии с окружающим пространством, в том числе измерить сдвиг ее нижних энергетических уровней", – прокомментировал результаты работы официальный представитель проекта ALPHA Джеффри Хангст.

Космологи предполагают, что во Вселенной в первые мгновения ее жизни материи и антиматерии было примерно поровну. Все химические и физические свойства их частиц, за исключением заряда, должны были быть одинаковыми – если, конечно, Стандартная модель не является неполной или ошибочной (эта теория описывает большую часть взаимодействий всех известных сейчас науке элементарных частиц).

Однако, это противоречит самому существованию реальности, так как все частицы материи и антиматерии должны были уничтожить друг друга, столкнувшись и взаимоуничтожившись в первые мгновения после Большого взрыва. Поэтому ученые уже много десятилетий спорят и гадают о том, почему в обозримой Вселенной практически нет антиматерии.

Многие физики считают, что ответ на эту загадку кроется в малейших различиях в свойствах, поведении и устройстве частиц антиматерии и материи. Недавно ученые нашли множество намеков на то, что подобные расхождения могут существовать, к примеру, в массах протонов и антипротонов. Однако пока ни одно из них физики еще не подтвердили.

Хангст и его коллеги уже много лет пытаются найти их с помощью прибора ALPHA-2 – специальной магнитной ловушки для позитронов и антипротонов, которая заставляет их объединяться и образовывать одиночные атомы антиматерии. Первые замеры такого рода, которые ученые провели в 2012-м, 2016-м и 2018 годах, показали, что в том, как свет возбуждает электроны и позитроны в атомах антиматерии и материи, нет различий.

Секреты антиматерии

В новой серии экспериментов ученые ЦЕРН впервые измерили так называемый Лэмбовский сдвиг для антиматерии. Так ученые называют небольшие различия в том, где распологаются два конкретных энергетических уровня внутри атома, 2s и 2p. Согласно теории, их положение должно совпадать, однако в реальности это не так – они оказываются сдвинуты относительно друг друга.

Существование этого разрыва связано с тем, что частицы материи и антиматерии постоянно взаимодействуют на квантовом уровне с парами виртуальных частиц и античастиц, которые непрерывно рождаются и исчезают в пустоте вакуума. Следы этого можно увидеть в так называемой "тонкой структуре" атома, наборе узких полосок в спектре, на которые расщепляются теоретически предсказанные энергетические уровни.

Участники проекта ALPHA впервые изучили структуру этого набора линий, пропустив 90 тысяч атомов антиводорода через мощное магнитное поле, а затем облучив их при помощи ультрафиолетового лазера и проследив за тем, как в результате поменялся их спектр. Эти данные ученые использовали для того, чтобы вычислить Лэмбовский сдвиг антиматерии и сравнить его с аналогичным параметром для водорода.

В целом полученные значения совпали с замерами для обычной материи и с результатами теоретических расчетов, которые учитывали квантовые эффекты. Как подчеркивает Хангст, эти данные пока предварительны, однако уже сейчас можно говорить, что замеры постоянной структуры не могут отклоняться от предсказаний теории более чем на 2%, а Лэмбовского сдвига – более чем на 11%.

В ближайшее время участники ALPHA планируют провести более точные замеры, охладив атомы антиводорода до температур, близких к абсолютному нулю. Эти наблюдения, как надеются ученые, окончательно подтвердят то, что значения Лэмбовского сдвига для материи и антиматерии одинаковы, а также что они помогут физикам точно измерить радиус антипротона.

Источник

Популярное в

))}
Loading...
наверх