а) Рентгеновская кристаллическая структура 7 с тепловыми эллипсоидами с вероятностью 50%. (б) Режим упаковки 7.
Учёные работали над созданием особых органических молекул — то есть молекул, состоящих из углерода и других элементов, которые могут проводить электричество. Обычно такие молекулы имеют плоскую форму, словно лист бумаги. Из-за этого электрический ток в материалах из них может легко двигаться только в нескольких направлениях — вдоль этой плоской поверхности. Чтобы электроника из таких материалов работала хорошо, нужно очень точно выстраивать молекулы в правильном положении, что сложно и дорого.
В новом исследовании учёные решили изменить форму молекул. Они добавили в них маленькие группы атомов — метильные группы — которые «заставили» молекулы закрутиться и стать объёмными, как маленькие спирали или винтики. Благодаря этому молекулы в твёрдом состоянии не лежат плоско, а складываются друг на друга в трёхмерную структуру, похожую на сложную трёхмерную сеть.
Почему это важно? Потому что теперь электрические заряды — например, «дырки» (положительно заряженные частицы, которые переносят ток) — могут перемещаться не только в одном или двух направлениях, а сразу в трёх. Это даёт больше свободы для движения тока и улучшает работу материала.
Чтобы проверить, действительно ли такая молекула может работать как полупроводник (материал, который управляет током и используется в электронике), учёные собрали из неё устройство под названием органический полевой транзистор. Это небольшой прибор, который переключает и усиливает электрический сигнал. Эксперименты показали, что новая молекула отлично справляется с этой задачей — она проводит ток с хорошей подвижностью зарядов.
Это открытие важно, потому что теперь можно создавать органические электронные материалы, которые не требуют сложного и точного выравнивания молекул. Такие материалы легче производить, и они могут стать основой для гибкой, лёгкой и экологичной электроники — например, гибких экранов, носимой электроники и других устройств будущего.
В итоге, новая «закрученная» трёхмерная форма молекул открывает новые возможности для создания более надёжной и эффективной органической электроники, которая может работать лучше и быть удобнее в использовании.
Сейсмотомографическое изображение Исландского шлейфа - горячего восходящего потока из глубин мантии, который питает извержения вулканов в Исландии.
Исландия, будучи одной из самых активных вулканических областей мира, представляет собой лишь часть гораздо более масштабной геологической истории.
В ходе прорывного исследования, осуществлённого при поддержке проекта Европейского космического агентства (ESA), учёные раскрыли фундаментальные силы, сформировавшие пылающее вулканическое прошлое Северной Атлантики. Эти открытия проливают свет на обширный геологический регион, охватывающий территорию от Гренландии до Западной Европы, где расположены такие знаковые природные достопримечательности, как Дорога талантов на севере Ирландии.
Большие магматические провинции, подобные Североатлантической каолиновой провинции, известны своими кардинальными изменениями климата Земли и катастрофическими массовыми вымираниями.
Их возникновение часто связывают с быстрым выбросом огромных объёмов вулканических газов в атмосферу, включая углекислый газ и диоксид серы.
Такие эмиссии способны вызывать либо атмосферное потепление, либо, напротив, кратковременное охлаждение за счёт публикации аэрозолей. К тому же вулканический пепел и потоки лавы существенно изменяют химический состав океанов, оказывая влияние на морские экосистемы.
Понимание механизмов, управляющих формированием крупных магматических провинций, критически важно для оценки возможных последствий для нашего будущего климата.
Вулканы Исландии и всей Северной Атлантики считаются проявлениями Исландского плюма — гигантского горячего конвективного восходящего потока, поднимающегося от границы ядра и мантии Земли к её поверхности.
Вулканы разбросаны по территории длиной в тысячи километров, что, как полагают, может объясняться латеральным потоком материала плюма. Однако до настоящего времени прямых доказательств такого потока было мало.
Новейшее исследование, выполненное в рамках проекта ESA «Наука для общества: 4D Динамичная Земля» и представленное на симпозиуме Living Planet в Австрии, раскрывает факторы, направлявшие движение раскалённого мантии и определявшие распределение древних вулканов.
Учёные внедрили передовые методы термодинамической инверсии разнообразных спутниковых данных — включая данные о гравитации, полученные с миссии ESA Earth Explorer GOCE — наряду с сейсмическими и другими наземными данными. Применение этих методов к регионам Британии и Ирландии выявило ранее неизвестные вариации в толщине литосферы — твердой тектонической плиты — под данной областью Североатлантической магматической провинции.
Особенно примечательно, что зоны подъёма и магматической активности возрастом около 60 миллионов лет совпадают с областями, где литосфера сегодня аномально тонка.
Как отметил Сергей Лебедев из Кембриджского университета: «Это поразительное совпадение свидетельствует о том, что горячий материал Исландского плюма проникал в регион, размывая литосферу. В результате сочетания тонкой литосферы, горячей астеносферы и декомпрессионного плавления, вероятно, был вызван подъём и вулканическая активность.»
Результаты также показывают, что неравномерное распределение сейсмической активности внутри плит Британии и Ирландии сосредоточено в областях с тонкой литосферой и вдоль зон резких контрастов в её толщине.
Это говорит о том, что плюм глубинного мантии не только сформировал образец тонкой литосферы и рассеянных вулканических очагов, но и оставил долговечную механическую неоднородность в литосфере. Эта неоднородность продолжает влиять на долгосрочное распределение деформаций, землетрясений и сейсмических рисков.
Рафэле Бонадио, также из Кембриджского университета, пояснил: «Наше исследование впервые предоставляет прямые доказательства того, что именно тонкая литосфера под восточной частью Североатлантической магматической провинции сконцентрировала поток материала плюма и локализовала подъём и магматизм, включая обширную группу лавовых потоков Энтрим с её знаменитой Дорогой талантов и многочисленными другими магматическими центрами.
»Неравномерное распределение землетрясений в Британии и Ирландии не связано с тектоническими границами или крупными разломами, а, как мы показали, зависит от толщины литосферы.
»Землетрясения сосредоточены в зонах с относительно тонкой, тёплой и механически слабой литосферой и вблизи областей резких изменений её толщины.»
Исследование подчёркивает исключительную ценность космических данных о гравитации, в частности полученных в миссии ESA GOCE. Продолжая наследие GOCE, а также миссий GRACE и GRACE Follow-On совместного американо-германского проекта, ESA разрабатывает новаторскую Миссию по Гравитации нового поколения (Next Generation Gravity Mission, NGGM).
Как отметил Иlias Daras, специалист ESA по геодезии и твердо Земле: «Созданная для расширения границ геонаук, NGGM предоставит беспрецедентное видение внутренних процессов нашей планеты.
«Точная фиксация изменений массы на поверхности и глубоко внутри Земли позволит углубить наше понимание тектонической динамики, а также детально изучить сложную структуру земной коры и мантии, открывая новые горизонты в оценке их плотности и вязкости.»
Рассмотрение периода формирования планетных систем, похожих на нашу Солнечную, является важным шагом в изучении происхождения жизни. В этом контексте особое значение имеют уникальные субструктуры протопланетных дисков — мест, где рождаются планеты.
Протопланетный диск — это окружение из холодного молекулярного газа и пыли, окружающее протозвезду. Наличие планеты в таком диске вызывает гравитационное скопление или отток материала, что приводит к формированию характерных структур — колец или спиралей. Таким образом, субструктуры дисков можно рассматривать как «послания» формирующихся планет. Для их детального изучения необходимы сверхточные радиотелескопы, например, ALMA.
Наблюдения с помощью ALMA, включая крупные проекты DSHARP и eDisk, позволили получить сверх четкие изображения распределения пыли в протопланетных дисках.
Проект DSHARP показал, что характерные структуры часто встречаются в дисках около 20 молодых звёзд, которым более миллиона лет с момента их образования.
В то же время проект eDisk выявил меньше выраженных субструктур в дисках 19 протозвезд, находящихся в активной фазе аккреции — спустя 10–100 тысяч лет после рождения звезды. Это указывает на различия в свойствах дисков в зависимости от возраста звёзд.
Возникает вопрос: когда именно появляются субструктуры, свидетельствующие о рождении планет? Для ответа нужны наблюдения дисков среднего возраста, которые до сих пор изучены недостаточно. Однако ограничения по расстоянию и времени наблюдений усложняют проведение статистически значимых исследований больших выборок.
Для решения этой задачи команда исследователей применила метод сверхвысокой визуализации на основе разреженного моделирования. В радиоастрономии традиционные методы реконструкции компенсируют недостающие данные с определёнными допущениями. Новая методика позволяет восстанавливать изображения с большей точностью, обеспечивая более высокое разрешение без необходимости дополнительных данных.
В исследовании использовался открытый программный модуль PRIISM (Python module for Radio Interferometry Imaging with Sparse Modeling), разработанный японской командой. На основе архивных данных ALMA было проанализировано 78 протопланетных дисков в области звездообразования в созвездии Змееносца, расположенном на расстоянии 460 световых лет.
Более половины полученных изображений достигли разрешения, превышающего традиционные методы более чем в три раза, сопоставимого с проектами DSHARP и eDisk.
Кроме того, общий объём данных в данном исследовании почти в четыре раза превышает количество образцов из предыдущих двух проектов, что значительно повышает надёжность статистического анализа. Среди изученных 78 дисков у 27 были обнаружены кольцевые или спиральные структуры, причём 15 из них выявлены впервые именно в этой работе.
Исследователи объединили выборку из созвездия Змееносца с данными проекта eDisk для комплексного статистического анализа. Результаты показали, что характерные субструктуры дисков начинают формироваться на радиусах более 30 астрономических единиц уже на ранней стадии звездообразования — спустя всего несколько сотен тысяч лет после появления звезды.
Это свидетельствует о том, что процессы формирования планет начинаются значительно раньше, чем считалось ранее, когда диск ещё богат газом и пылью. Иными словами, планеты растут и развиваются вместе со своими очень молодыми звёздными хозяевами.
Айюму Сёси отметил: «Эти открытия, заполняющие разрыв между проектами eDisk и DSHARP, стали возможны благодаря инновационным методам визуализации, обеспечивающим высокое разрешение и одновременно увеличивающим размер выборки. Хотя результаты относятся только к дискам в созвездии Змееносца, дальнейшие исследования в других регионах звездообразования помогут определить, насколько данный тренд универсален.»
Примечание: стадия эволюции протозвезды определяется по болометрической температуре — условной температуре, рассчитанной на основе суммарной светимости объекта во всех длинах волн. Более высокая болометрическая температура указывает на более продвинутую эволюционную стадию. Температура около 650 К соответствует примерно одному миллиону лет с момента рождения звезды.
Жизнь на Земле в 2057 году. Информационные технологии, "умные дома": сенсорные датчики, камеры и компьютерные чипы в мебели, стенах, возможность заказывать еду из дома, самонаполняющиеся холодильники, постоянная связь со всеми городскими службами, полная связь Интернета и телевидения и т.д. Камеры наблюдения будущего: наземные, подземные, возможность полиции поймать преступника, находящегося в любой части города. Полиция будущего: наблюдение за информационным пространством, борьба с компьютерными хакерами, контроль над всеми объектами городской инфраструктуры через постоянный обмен информацией с городскими службами (больницами, транспортом, архивами и т.д.), использование всех методов идентификации личности (камеры, дактилоскопирование, сканирование сетчатки, распознавание по голосу и т.д.). Хранение информации в архивах будущего (голографические кристаллы, вмещающие информацию сотен тысяч компьютерных дисков, жестких дисков и баз данных). Уязвимость города будущего перед сбоями компьютерных программ и хакерскими атаками.
Планета Земля через 50 лет. 2 серия. Города (2007) (@Тайны космического пространства и иных миров)
Уменьшенные изображения COSMOS2020-635829 в четырёх фильтрах JWST. RGB-комбинация: F444W (красный), F277W (зеленый), F115W+F150W (синий). Пунктиром выделены четыре внепланарных источника хвоста.
Астрономы из Канады и Швейцарии, используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), открыли новую галактику, получившую обозначение COSMOS2020-635829. Этот объект подвергается воздействию сдува газа, что позволяет отнести его к типу «медузообразных» галактик. Результаты исследования представлены в статье, опубликованной 17 июня на сервере arXiv.
Так называемые «медузообразные» галактики характеризуются длинными хвостами из газа и молодых звёзд, исходящими с одной стороны, что визуально напоминает медузу. Они часто обнаруживаются в скоплениях галактик, и при движении сквозь внутреннюю среду постепенно теряют газ — процесс, известный как сдув газа (ram pressure stripping, RPS). Он может запускать активное звездообразование в потерянном газовом материале.
Группа под руководством Иэна Д. Робертса из Университета Ватерлоо (Канада) сообщила об открытии галактики, обладающей признаками медузообразной. На снимках высокой детализации JWST выявлен симметричный звёздный диск и односторонний хвост с узлами активного звездообразования.
«Мы представляем COSMOS2020-635829 как вероятную медузообразную галактику, подвергающуюся сдуву в протоскоплении при красном смещении z > 1», — отмечают авторы.
Обсервации подтвердили связь галактики с массивным кластером, обнаруженным в рентгеновском диапазоне. Хвост представляет собой скопление синих узлов вне плоскости галактики, совпадающих с ионизированным газом.
Масса звёздных узлов в хвосте составляет около 100 миллионов солнечных масс, а скорость звездообразования — 0,1–1 солнечной массы в год. Эти молодые скопления отвечают примерно за 1% звёздной массы COSMOS2020-635829.
Галактика имеет красное смещение около 1,156, звёздную массу примерно 10 миллиардов солнечных масс и скорость звездообразования порядка 100 солнечных масс в год. Рентгеновская светимость достигает примерно 8×10^42 эрг/с.
Исследователи подчёркивают, что COSMOS2020-635829 — один из наиболее убедительных кандидатов в медузообразные галактики с красным смещением выше 1.0, а также самая удалённая подтверждённая галактика с ионизированным газовым хвостом и внегалактическим звездообразованием, вызванными сдувом газа.
По мнению авторов, работа способствует глубокому пониманию механизмов подавления звездообразования в древней Вселенной.
«Данные подтверждают, что сдув газа способен влиять на галактики групп и скоплений при z > 1 и, вероятно, способствует экологическому подавлению даже в эпоху Cosmic Noon», — заключают учёные.
Хотя в настоящее время у нас нет технологий, способных сделать космический лифт жизнеспособным на Земле, это вовсе не означает, что он не может успешно функционировать на других объектах Солнечной системы. Одним из самых перспективных мест для установки такого сооружения является Церера — Крупнейший астероид в поясе астероида и потенциально один из крупнейших источников ресурсов для расширения присутствия человечества в космосе.
В свежей научной работе исследователей из Университета Колорадо в Колорадо-Спрингс и компании Industrial CNT, производителя углеродных нанотрубок (одного из потенциальных материалов для космического лифта), подробно рассматривается, насколько полезным мог бы оказаться такой лифт.
Одним из самых примечательных фактов о Церере, полученных благодаря миссии Dawn, является то, что приблизительно 25% её состава — это вода. Вода ценна не только тем, что необходима для поддержания жизни в привычном нам виде, но и как источник топлива для двигательных установок. Некоторые испытательные спутники используют воду в качестве единственного топлива, а другие — кислород и водород, получаемые при электролизе воды.
Однако, чтобы получить доступ к этим ценнейшим ресурсам, инженерам необходимо преодолеть даже небольшой, но всё же существующий гравитационный потенциал Цереры. Здесь на помощь приходит космический лифт. Он способен решить две задачи: поднять материалы с поверхности и благодаря использованию рычага обеспечивать разгон грузов до скоростей, значительно превосходящих традиционный запуск с поверхности. Проект, изложенный в статье, учитывает обе эти функции.
В работе описан космический лифт длиной около 30 000 километров — более чем в тридцать раз превышающий диаметр самой Цереры. Если его реализовать из современных углеродных нанотрубок, он сможет транспортировать полезные грузы массой около 6534 килограммов к станции на вершине лифта. Оттуда грузы смогут быть выброшены в космос с помощью центробежной силы, создаваемой вращением станции в ритм суточного вращения Цереры, равного девяти часам. Такая конструкция позволит сократить энерговложения при доставке грузов на Землю примерно на 60%, что обеспечит экономию топлива порядка 15%.
Часть этого топлива может быть получена непосредственно с Цереры. В статье представлена матрица выбора различных двигательных установок на водной основе, из которой следует, что микроволновые электротермические двигатели (MET) обладают наибольшей эффективностью — их удельный импульс достигает почти 800 секунд. Также исследовались системы водородно-кислородного ракетного двигателя, основанные на электролизе воды и последующем сжигании ее компонентов.
Однако для разделения воды потребуется значительная энергетическая мощность, что является одной из основных проблем при создании такой инфраструктуры. Церера находится в поясе астероидов, где солнечная радиация значительно слабее, и для обеспечения энергией проекта потребуется собирать и накапливать большое количество солнечного света. В качестве альтернативных источников энергии рассматриваются двигатели Стирлинга или радиоизотопные термоэлектрические генераторы, но для масштабов проекта потребуется множество таких установок.
Еще одной сложностью станет задержка в передаче сигналов, так как, находясь за орбитой Марса, Церера требует около 25 минут на двунаправленную связь. Таким образом, ручное управление строительством космического лифта с Земли будет крайне затруднено, что делает необходимой значительную автоматизацию процессов, прежде чем проект сможет стать операционным.
Развитие таких систем автоматизации будет полезно и для других направлений космической деятельности, и их появление не за горами. Эксперты в области освоения космоса с большим энтузиазмом оценивают потенциал ресурсов Цереры. Следовательно, её дальнейшая разработка — вопрос времени, и будущие планировщики миссий будут внимательно изучать подобные исследования, чтобы определить, стоит ли человечеству взяться за одну из самых грандиозных инженерных задач в истории — создание космического лифта на Церере и оправданы ли затраты на такую инициативу.
Алгоритм сходства: (а) взвешивание рёбер эго-графа по расстоянию от центра адсорбата; (б) вычисление ключевых собственных значений матрицы смежности; (в) оценка сходства через сопряжение и нормализованное евклидово расстояние между двумя конфигурациями.
Новейший алгоритм прокладывает дорогу для широкого внедрения искусственного интеллекта и передовых методов машинного обучения в исследование процессов, протекающих на атомарном уровне на поверхностях материалов.
Учёные и инженеры сосредоточены на изучении взаимодействий между атомами на поверхности материалов с целью создания высокоэффективных устройств хранения и преобразования энергии — аккумуляторов, конденсаторов и пр. Тем не менее, точное моделирование этих фундаментальных явлений требует чрезвычайно мощных вычислительных ресурсов, способных адекватно воспроизвести сложнейшие геометрические и химические особенности. Действующие на сегодняшний день технологии лишь фрагментарно охватывают эту многогранную проблему.
«На данный момент реализация подобных вычислений недостижима: не существует ни одного суперкомпьютера в мире, который мог бы осуществить полный анализ», — констатирует Сиддхарт Дешпандэ, младший профессор кафедры химического инжиниринга Университета Рочестера. — «Для решения этой задачи необходимы изощрённые методы управления большим объёмом данных, способные интуитивно выделять решающие взаимодействия на поверхности и использовать подходы, основанные на анализе данных, что позволит радикально сузить пространство исследуемых вариантов».
Исследуя структурное сходство различных конфигураций атомов, Дешпандэ и его команда установили, что для достоверного и комплексного понимания химических процессов достаточно проработать лишь около двух процентов — а зачастую и меньшую долю — уникальных вариантов взаимодействий на поверхности. Исходя из этого принципа, ими был разработан специальный алгоритм, подробно описанный в научной статье, опубликованной в журнале Chemical Science.
Парные оценки сходства выявляют близкие пары конфигураций. (а) Уникальные сайты связывания на Pt(553). Профиль сходства (score < 0.01) для (b) 2CO* и (c) 2CO*–1OH* на поверхности Pt(553). Примеры пар из верхних (синих) и вторых (коричневых) кластеров.
В ходе исследования данный алгоритм впервые был использован для всестороннего анализа сложной дефектной структуры металлической поверхности и её влияния на процесс окисления монооксида углерода. Полученные результаты открывают глубокое понимание механизмов энергетических потерь в спиртовых топливных элементах и способны существенно повлиять на разработку более эффективных энергосистем.
По мнению Дешпандэ, созданный алгоритм существенно расширяет потенциал теории функционала плотности (DFT) — вычислительного квантово-механического инструмента, который на протяжении последних десятилетий служит основой для исследований в области структурной химии материалов.
«Данный инновационный метод выступает в роли платформы для интеграции подходов машинного обучения и искусственного интеллекта в традиционные квантово-механические расчёты», — подчёркивает он.
«Впереди стоит задача применения этой технологии для решения более сложных и значимых научных проблем — таких, как детальное изучение взаимодействий электрод-электролит в аккумуляторных системах, анализ влияния растворителей на поверхность в катализе, а также исследования многокомпонентных материалов, в частности сплавов, открывая новые горизонты в создании материалов с усовершенствованными характеристиками».
На этом снимке, предоставленном НАСА, показана аннотация, указывающая на место падения лунного посадочного модуля ispace Resilience, замеченного камерой Lunar Reconnaissance Orbiter 11 июня 2025 года.
Космический аппарат NASA, совершавший облет Луны, сфотографировал место крушения лунного модуля японской компании.
В пятницу NASA опубликовало снимки, сделанные спустя две недели после того, как посадочный модуль ispace столкнулся с поверхностью Луны.
На фотографиях отчетливо видно темное пятно в районе удара — месте падения посадочного модуля «Resilience» и его мини-ровера в Море Холода, вулканической области на самом севере лунного диска. Легкий ореол вокруг этой зоны образовался из поднятой при столкновении лунной пыли.
Данные съемки были сделаны космическим аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter на прошлой неделе.
Эта авария стала второй неудачей за два года для токийской компании ispace. Представители фирмы планируют провести пресс-конференцию на следующей неделе, чтобы подробно рассказать о причинах неудачи последней миссии, которая была запущена с мыса Канаверал в январе, и наметить планы по дальнейшему развитию своих лунных программ.
Доброе утро дорогие подписчики, мы вновь начинаем путешествие по космосу!
