Единая модель объясняет экстремальные струйные течения на всех планетах-гигантах

Быстровращающаяся конвекция в атмосферах планет-гигантов может играть решающую роль в формировании как восточных, так и западных струйных течений. К такому выводу пришла группа астрофизиков под руководством постдокторанта Керен Дьюер-Милнер из Лейденской обсерватории и SRON. Используя модели глобальной циркуляции, было обнаружено, что различия в толщине атмосферы могут приводить к возникновению восточных струйных течений на Юпитере и Сатурне, а также западных струйных течений на Уране и Нептуне. Система демонстрирует так называемую бифуркацию: при одних и тех же условиях атмосфера может находиться в одном из двух устойчивых состояний — либо в экваториальном струйном течении, либо в экваториальном струйном течении, направленном на восток, — что устанавливает прямую связь между направлением струйных течений и толщиной атмосферы. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Неравномерное распределение воды в средних широтах Юпитера

Исследователи Калифорнийского технологического института разработали новую модель гидрологического цикла на Юпитере, моделирующую процесс конденсации водяного пара в облака и его выпадения в виде дождя в завихренной, турбулентной атмосфере гигантской планеты. Исследование показывает, что вода на Юпитере распределена неравномерно, что даёт таким миссиям, как орбитальный аппарат НАСА "Юнона", важные ориентиры для поиска воды на планете. Исследование описано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Подтверждено наличие стоячих ударных волн в аккреционных потоках чёрных дыр

Используя моделирование общей релятивистской магнитогидродинамики (GRMHD), учёные выявили явление стационарной ударной волны в аккреционных потоках вокруг чёрных дыр с низким угловым моментом. Статья опубликована в The Astrophysical Journal. Было обнаружено, что в режимах аккреции с низким угловым моментом ударная волна постоянно формируется вблизи центральной чёрной дыры и сохраняет стабильное положение на протяжении всего процесса аккреции, что дает прямые доказательства существования стоячих ударных волн.

Открыты ещё два двуликих белых карлика

Ранее считалось, что поверхность большинства белых карликов состоит в основном из водорода. Но два года назад учёные обнаружили белый карлик, у которого с одной стороны была водородная поверхность, а с другой — гелиевая. С тех пор было открыто еще пять звезд, включая две новые. Трио астрономов и астрофизиков из Университета Оклахомы в США, работая с коллегой из Университета Монреаля в Канаде и еще одним из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики, также в США, обнаружили еще два двусторонних белых карлика, доведя общее число обнаруженных объектов до семи. Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal, выявило доказательства того, что на их природу (конвекцию) влияют магнитные поля в звездах.

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.