Ограничения астрофизического уравнения состояния в цветовой сверхпроводящей щели

Образование пар (спаривание) кварков при чрезвычайно высокой плотности, так же как и электроны в сверхпроводнике, называется цветовой сверхпроводимостью. Силу спаривания внутри цветного сверхпроводника трудно рассчитать, и учёные давно знают связь силы с давлением плотной материи. Измерение размера нейтронных звезд и того, как они деформируются во время слияний, сообщает нам их давление и подтверждает, что нейтронные звезды действительно являются самой плотной видимой материей во Вселенной. В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, чтобы вывести свойства кварковой материи при еще более высоких плотностях (где материя наверняка является цветным сверхпроводником), были использованы наблюдения нейтронных звезд. Представление о давлении и плотности в ядрах различных нейтронных звезд дали наземные радиотелескопы NICER и LIGO/Virgo.

Обнаружена теплая экзопланета размером с Сатурн

С помощью спутника НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS) международная группа астрономов обнаружила новую экзопланету, вращающуюся вокруг далекой звезды. Новообретенный инопланетный мир, получивший обозначение TOI-4994 b, теплый и немного меньше Сатурна. Об этом сообщается в исследовательской статье, опубликованной 3 декабря на сервере препринтов arXiv. Обнаруженная планета имеет радиус около 0,76 радиуса Юпитера, а ее масса оценивается в 0,28 массы Юпитера, что дает плотность, подобную Сатурну, на уровне 0,78 г/см³. TOI-4994 b вращается вокруг своего хозяина каждые 21,5 дня на расстоянии 0,15 а.е. от него, а его равновесная температура составляет около 717,6 К.

Улучшенное моделирование корреляции вращения и плотности дает более четкое представление о нейтронных звездах

Когда звезда умирает в результате взрыва сверхновой, одним из возможных результатов является превращение ее остатков в нейтронную звезду. Внутри нейтронной звезды протоны и электроны объединяются в незаряженные нейтроны (нейтронная материя). Группа учёных из США, Китая, Турции и Германии выполнила ab initio (т.е. исходя из фундаментальных принципов) моделирование для расчета корреляций спина и плотности в нейтронной материи. Были использованы реалистичные ядерные взаимодействия при более высоких плотностях нейтронов, чем изучалось ранее. Спин и плотность — это вероятность найти нейтрон в определенном положении с определенным направлением вращения. Эти корреляции определяют как нейтрино рассеиваются и нагреваются в сверхновой с коллапсом ядра. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Влияние вращения черной дыры или первые доказательства прецессии в сверхсветящихся аккреционных дисках

Исследователи из Университета Цукубы провели крупномасштабное моделирование радиационной электромагнитной гидродинамики на основе общей теории относительности и впервые продемонстрировали, что прецессионное движение наклоненного сверхсветящегося аккреционного диска вызвано вращением черной дыры. Кроме того, это прецессионное движение периодически меняет направление струй и излучения, испускаемого черной дырой, что указывает на то, что периодические колебания светимости сверхсветящихся аккреционных дисков могут быть вызваны вращением самой черной дыры. Причина таких периодических колебаний ранее была неизвестна. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal. Используя сравнительный анализ долгосрочного моделирования и данных наблюдений, исследователи в будущем намерены проверить, вращаются ли черные дыры. Это достижение призвано углубить наше понимание того, как вращение черной дыры влияет на космические явления, и внести существенный вклад в установление пространственно-временной структуры черных дыр и общей теории относительности.

Открытие и характеристика плотного субсатурнового TOI-6651 b

Используя Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), астрономы из Физической исследовательской лаборатории (PRL) в Ахмадабаде, Индия, обнаружили новую экзопланету субсатурнового типа с относительно высокой плотностью. Об этом открытии было сообщено в исследовательской статье, опубликованной 2 сентября в журнале Astronomy & Astrophysics. Согласно исследованию, TOI-6651 b имеет радиус около 5,09 радиусов Земли, а его масса в 61 раз больше массы нашей планеты. Это дает объемную плотность на уровне 2,52 г/см³, что делает его самым плотным субсатурном, обнаруженным с помощью TESS. TOI-6651 b вращается вокруг своего хозяина каждые 5,05 дней по орбите с эксцентриситетом 0,09 на расстоянии приблизительно 0,06 а.е. от него. Равновесная температура планеты оценивается в 1493 К. Что касается родительской звезды, TOI-6651, ее радиус составляет около 1,32 солнечных радиусов, а масса — 1,72 солнечных масс. Эффективная температура звезды составляет 5940 К, а ее металличность, по измерениям, составляет 0,225 декс.

Впервые обнаружены ключевые доказательства предела ускорения космических лучей в W51

Обсерватория больших высотных атмосферных ливней (LHAASO) официально опубликовала точные измерения высокоэнергетического гамма-излучения от комплекса W51, подтвердив, что он является ускорителем космических лучей, разгоняющим частицы до так называемых сверхвысоких энергий (СВЭ, выше 10¹⁴ электронвольт). Результаты также предоставляют ключевые доказательства предела ускорения космических лучей в этом комплексе. Исследование было проведено Международным сотрудничеством LHAASO под руководством Института физики высоких энергий Китайской академии наук. Результаты опубликованы в Интернете в Science Bulletin.

Моделирование радиационной плазмы корон аккреционного потока черной дыры в жестком и мягком состояниях

Исследователи из Хельсинкского университета добились успеха в том, к чему стремились с 1970-х годов: объяснили рентгеновское излучение из окрестностей черной дыры. Излучение возникает из-за комбинированного эффекта хаотических движений магнитных полей и турбулентного плазменного газа. Используя детальное суперкомпьютерное моделирование, исследователи из Хельсинкского университета смоделировали взаимодействие между излучением , плазмой и магнитными полями вокруг черных дыр. Было обнаружено, что хаотические движения, или турбулентность, вызванные магнитными полями, нагревают локальную плазму и заставляют ее излучать. Исследование было опубликовано в Nature Communications. Моделирование, использованное в исследовании, является первой моделью физики плазмы, которая включает все важные квантовые взаимодействия между излучением и плазмой. Моделирование показало, что турбулентность вокруг черных дыр настолько сильна, что даже квантовые эффекты становятся важными для динамики плазмы. В моделируемой смеси электронно-позитронной плазмы и фотонов локальное рентгеновское излучение может превращаться в электроны и позитроны, которые затем могут аннигилировать обратно в излучение при соприкосновении.

Радиусы ядерного заряда изотопов кремния

В недавнем исследовании ученые провели лазерные измерения ядерных радиусов стабильных изотопов кремния кремний-28, кремний-29 и кремний-30. Они также измерили радиус нестабильного ядра кремний-32, которое имеет 14 протонов и 18 нейтронов. Исследователи использовали разницу между радиусом ядра кремний-32 и его зеркального ядра аргон-32, которое имеет 18 протонов и 14 нейтронов, чтобы установить ограничения на переменные, которые помогают описывать физику астрофизических объектов, таких как нейтронные звезды. Результаты являются важным шагом в развитии ядерной теории, изучении ядер и их компонентов. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследователи использовали измерения сдвигов атомных изотопов методом лазерной спектроскопии для измерения ядерного радиуса различных изотопов кремния на установке спектроскопии BEam Cooler and LAser (BECOLA) в Центре пучков редких изотопов (FRIB) в Университете штата Мичиган. Результаты дают важный ориентир для развития ядерной теории. Разница радиусов заряда между ядром кремния-32 и его зеркальным ядром аргоном-32 использовалась для ограничения параметров, необходимых для описания свойств плотной нейтронной материи в нейтронных звездах. Полученные результаты согласуются с ограничениями из наблюдений гравитационных волн и других дополнительных наблюдаемых.

Ракета НАСА обнаружила новый процесс энергизации в верхних слоях атмосферы

Используя данные, полученные при запуске ракеты -носителя TRICE-2 (Twin Rockets to Investigate Cusp Electrodynamics), ученые НАСА изучили волны, распространяющиеся по линиям магнитного поля Земли в полярную атмосферу.Было известно, что эти волны ускоряют электроны, которые набирают скорость, «скользя» вдоль электрического поля волны. Но их воздействие на ионы — более гетерогенную группу положительно заряженных частиц, которые существуют наряду с электронами — было неизвестно. Оценив ионную смесь, через которую они пролетали — в основном протоны и однозарядные ионы кислорода — ученые обнаружили, что эти волны ускоряли протоны, вращающиеся вокруг линий магнитного поля Земли, а также электроны, скользящие по волнам. Результаты, опубликованные в Physical Review Letters, раскрывают новый способ энергетизации нашей верхней атмосферы.

Уточнение расчётов на сколько быстрее идет время на Луне

Группа физиков из Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнийском технологическом институте точнее подсчитала, насколько быстрее время течет на Луне, чем на Земле. Статья, описывающая математику, которую они использовали для расчетов, и их результаты, была размещена на сервере препринтов arXiv. Обнаружено, что время на Луне идет на 0,0000575 секунд быстрее в день (57,50 мкс/д), чем на Земле. На основе этого числа можно сделать и другие расчеты — например, если бы человек прожил на Луне 274 года, он был бы на 5,76 секунд старше, чем если бы он жил на Земле все это время.