Край Будущего

Ферромагнитные полупроводники (FMSS) представляют собой уникальное сочетание свойств полупроводников и магнитных характеристик, что делает их выдающимися кандидатами для разработки спинтронных устройств, объединяющих функции как полупроводников, так и магнитных материалов. Однако одной из ключевых задач, стоящих перед FMS, является достижение высоких температур Кюри (TC), необходимых для их стабильной работы при комнатной температуре.

Несмотря на то, что в предыдущих исследованиях удалось достичь температуры 420 К, что превышает комнатную, этого показателя недостаточно для эффективной эксплуатации материалов, предназначенных для спинтроники. Это подчеркивает необходимость повышения температуры среди FMS, что было включено в число 125 нерешенных вопросов, отобранных журналом Science в 2005 году.

Материалы, такие как (Ga, Mn)As, обладают низкой TC, что ограничивает их практическое применение в устройствах спинтроники. Хотя добавление железа в полупроводники с узкой запрещенной зоной, такие как GaSb, казалось многообещающим, использование высоких концентраций железа при сохранении кристалличности оказалось сложной задачей, что сдерживало достижение желаемой TC.

Чтобы преодолеть эти ограничения, группа исследователей под руководством профессора Фама Нам Хая из Института науки Токио (Япония) разработала высококачественный (Ga, Fe)Sb FMS, применив метод ступенчатого проточного выращивания на вицинальных подложках из GaAs (100) с углом отклонения 10°.

Их результаты были опубликованы в журнале Applied Physics Letters 24 апреля 2025 года. Использование метода ступенчатого поточного выращивания позволило достичь высокой концентрации железа при сохранении превосходной кристалличности, что привело к повышению температуры до 530 К — самого высокого показателя, зарегистрированного на сегодняшний день для FMS.

Команда использовала спектроскопию магнитного кругового дихроизма для подтверждения ферромагнетизма слоя Sb в (Ga0.76,Fe0.24), основанного на спин-поляризованной зонной структуре FMS. Кроме того, исследователи применили графики Арротта, стандартный метод экстраполяции TC на основе данных о намагниченности, что позволило более точно определить точки магнитного перехода и углубить понимание ферромагнитного поведения материала при различных температурах.

"В обычных образцах (Ga, Fe)Sb сохранение кристалличности при высоких уровнях легирования железом было постоянной проблемой. Применив технологию ступенчатого проточного выращивания на вицинальных субстратах, мы успешно справились с этой задачей и достигли самого высокого в мире показателя TC в FMSS", - утверждает профессор Хай.

Кроме того, исследователи исследовали долгосрочную стабильность своего образца, измерив магнитные свойства более тонкого слоя (Ga,Fe)Sb (9,8 нм), хранившегося на открытом воздухе в течение 1,5 лет. Несмотря на незначительное снижение TC с 530 К до 470 К, материал сохранил значительные ферромагнитные свойства, что свидетельствует о его потенциале для практического применения.

Материал также продемонстрировал высокий магнитный момент на атом железа (4,5 Мкб/атом), что близко к идеальному значению для ионов Fe³⁺ в кристаллической структуре цинковой обманки (5 Мкб/атом). Это в два раза больше, чем у металла α-Fe, что подчеркивает выдающиеся магнитные свойства данного материала.

"Наши результаты демонстрируют возможность создания высокоэффективных FMSS, совместимых с работой при комнатной температуре, что является важным шагом на пути к разработке спинтронных устройств", - добавляет профессор Хай.

В целом, исследование подчеркивает эффективность пленкообразования с использованием ступенчатого роста на вицинальных подложках для получения высококачественных и высокоэффективных FMSS с увеличенными концентрациями железа. Благодаря преодолению узкого места, связанного с низкой температурой Кюри, это исследование представляет собой значительный шаг вперед на пути к созданию полупроводниковых устройств со спиновой функцией, способных функционировать при комнатной температуре.

Исследователи Рутгерского университета в Нью-Брансуике обнаружили новый класс материалов — интеркристаллы, обладающие уникальными электронными свойствами, которые могут стать основой для технологий будущего.

Интеркристаллы демонстрируют новооткрытые формы электронных свойств, способные проложить путь к созданию более эффективных электронных компонентов, квантовых вычислений и экологически чистых материалов, заявили ученые.

В отчете, опубликованном в научном журнале Nature Materials, ученые описывают, как они сложили два ультратонких слоя графена, каждый из которых представляет собой одноатомный слой углеродных атомов, расположенных в гексагональной решетке. Они обнаружили, что незначительное смещение между слоями, образующими муаровые узоры — узоры, подобные тем, которые наблюдаются при наложении двух мелкоячеистых экранов, — значительно изменило движение электронов через материал.

«Наше открытие открывает новый путь для проектирования материалов», — заявила Ева Андре, профессор Совета управляющих в кафедре физики и астрономии Рутгерского университета и ведущий автор исследования. «Интеркристаллы предоставляют нам новый инструмент для управления электронным поведением только с помощью геометрии, без необходимости изменения химического состава материала».

Понимая и контролируя уникальные свойства электронов в интеркристаллах, ученые могут использовать их для разработки технологий, таких как более эффективные транзисторы и сенсоры, которые ранее требовали более сложного сочетания материалов и процессов, отметили исследователи.

«Можно представить себе проектирование целой электронной схемы, где каждая функция — переключение и распространение сигнала — контролируется настройкой геометрии на атомном уровне», — добавил Джедидия Пиксли, доцент физики и соавтор исследования. «Интеркристаллы могут стать строительными блоками таких технологий будущего».

Открытие основано на развивающейся технике в современной физике, называемой «твистроника», где слои материалов искривляются под определенными углами для создания муаровых узоров. Эти конфигурации значительно изменяют поведение электронов в веществе, приводя к свойствам, не встречающимся в обычных кристаллах.

Основная идея была впервые продемонстрирована Андре и ее командой в 2009 году, когда они показали, что муаровые узоры в закрученном графене кардинально изменяют его электронную структуру. Это открытие стало основой для развития области твистроники.

Электроны — это крошечные частицы, которые перемещаются в материалах и отвечают за проводимость электричества. В обычных кристаллах, обладающих повторяющимся паттерном атомов, образующим идеально упорядоченную решетку, движение электронов хорошо изучено и предсказуемо. Если кристалл повернуть или сдвинуть под определенными углами или расстояниями, он будет выглядеть одинаково благодаря внутреннему свойству, известному как симметрия.

Тем не менее, исследователи обнаружили, что электронные свойства интеркристаллов могут значительно варьироваться при небольших изменениях их структуры. Эта изменчивость может привести к новым и необычным поведением, таким как сверхпроводимость и магнетизм, которые обычно не встречаются в обычных кристаллах. Сверхпроводящие материалы обещают непрерывный поток электрического тока, поскольку они проводят электричество с нулевым сопротивлением.

Интеркристаллы могут стать основой новых схем для электроники с низкими потерями и атомных сенсоров, которые сыграют важную роль в создании квантовых компьютеров и поддержке новых форм потребительских технологий, утверждают ученые.

Эти материалы также открывают перспективу функционирования в качестве основы для более экологически чистых электронных технологий.

«Поскольку эти структуры могут быть созданы из обильных, нетоксичных элементов, таких как углерод, бор и азот, а не из редкоземельных металлов, они предлагают более устойчивый и масштабируемый путь для будущих технологий», — отметил Андрей.

Интеркристаллы не только отличаются от традиционных кристаллов, но и кардинально отличаются от квази-кристаллов — особого типа кристаллов, открытого в 1982 году, имеющих упорядоченную структуру, но лишенных повторяющегося паттерна, характерного для обычных кристаллов.

Члены исследовательской группы назвали свою находку «интеркристаллами», поскольку они представляют собой сочетание кристаллов и квази-кристаллов: они обладают неповторяющимися узорами, как квази-кристаллы, но при этом разделяют симметрии, присущие обычным кристаллам.

«Открытие квази-кристаллов в 1980-х годах бросило вызов старым представлениям о атомном порядке», — сказал Андрей. «С интеркристаллами мы делаем шаг вперед, демонстрируя, что материалы могут быть спроектированы для доступа к новым фазам вещества, используя геометрическую фрустрацию на самом мелком уровне».

Исследователи Рутгерского университета с оптимизмом смотрят на будущие применения интеркристаллов, открывая новые возможности для изучения и манипулирования свойствами материалов на атомном уровне.

«Это только начало», — добавил Пиксли. «Мы с нетерпением ждем, куда приведет нас это открытие и как оно повлияет на технологии и науку в предстоящие годы».

В исследовании также приняли участие другие ученые Рутгерского университета, включая научных сотрудников Синьюаня Лая, Гохонга Ли и Анджелу Ко из кафедры физики и астрономии. Ученые из Национального института материаловедения Японии также внесли свой вклад в это исследование.

Ранее существовал амбициозный проект ядерного взрыволёта под названием «Дедал» — поистине колоссальный космический корабль, предназначенный для разгона до впечатляющих скоростей и межзвёздного путешествия к звезде Барнарда, которое должно было занять целых пятьдесят лет. На данный момент его строительство не планировалось; это был скорее умозрительный эксперимент, исследующий возможности межзвёздных перелётов.

Однако вернёмся к нашему «дроиду». Позвольте представить вам Warden — робота, который должен был обеспечивать функционирование корабля «Дедал» в течение всего полёта. Этот автоматизированный помощник предназначался для ремонта внешних элементов конструкции и выполнения манёвров вокруг корабля, обеспечивая его исправность и безопасность.

Количество таких дроидов и их предполагаемое время работы выглядят несколько комично: всего два дроида, каждый из которых должен был функционировать в течение 18 лет. Проект не был детально проработан, и, к сожалению, Warden не получил должного внимания со стороны исследователей и инженеров. Тем не менее, эти дроиды действительно существуют в рамках концепции, и о них известно крайне мало, в то время как о «Дедале» слышали многие.

Интересно, что несмотря на свою скромную численность и ограниченное время работы, Warden символизирует важный шаг в развитии автоматизации космических миссий. Эти дроиды могут стать основой для будущих технологий, которые позволят человечеству не только исследовать, но и обживать дальние уголки нашей галактики. Их существование подчеркивает, насколько необходимо продумывать каждую деталь в таких грандиозных проектах, как «Дедал», и как важно уделять внимание даже самым, казалось бы, незначительным элементам, которые могут сыграть ключевую роль в успешном осуществлении межзвёздных путешествий.

Кроме того, Warden представляет собой пример того, как автономные системы могут значительно улучшить эффективность и безопасность космических миссий. Эти дроиды были задуманы не только для выполнения рутинных задач, таких как диагностика и ремонт, но и для обеспечения постоянного мониторинга состояния корабля. Это позволило бы избежать потенциальных катастроф, связанных с внезапными поломками или повреждениями, которые могут произойти во время долгих путешествий по космосу.

Разработка Warden также открывает новые горизонты в области искусственного интеллекта и робототехники. Возможность дроидов самостоятельно принимать решения, адаптироваться к изменяющимся условиям и взаимодействовать с другими системами корабля могла бы стать основой для создания более сложных и многофункциональных роботов в будущем.

Хотя проект «Дедал» и его дроиды не получили широкого признания, идеи, заложенные в их концепцию, продолжают вдохновлять современных ученых и инженеров. Они подчеркивают необходимость интеграции передовых технологий в исследования космоса и служат важным напоминанием о том, что даже самые амбициозные проекты требуют внимания к деталям и смелости в применении новых идей. В конечном счете, Warden и его собратья могут стать ключевыми игроками в нашей стремлении к межзвёздным путешествиям, открывая новые возможности для человечества в бескрайних просторах галактики.

Учёные, работающие с перспективным квантовым материалом, недавно сделали неожиданное открытие, которое может произвести настоящий прорыв в области электротехники и квантовых технологий. В процессе исследования кристаллической структуры данного материала было выявлено, что он самопроизвольно формирует одну из самых тонких полупроводниковых границ в мире — всего 3,3 нанометра толщиной! Для сравнения, это примерно в 25 000 раз меньше листа бумаги!

«Это было большим сюрпризом», — поделился ассистент профессора Шуолонг Ян. «Мы не ставили целью создать эту границу, но материал сам по себе образовал её, и это одна из самых тонких, что мы когда-либо видели».

Это открытие открывает новые горизонты для создания миниатюрных электронных компонентов, а также предоставляет дополнительные знания о поведении электронов в материалах, специально разработанных для квантовых приложений. Статья под названием «Спектроскопические доказательства перераспределения заряда внутри единичной ячейки в нейтральном магнитном топологическом изоляторе» была опубликована в журнале Nanoscale.

Исследователи из Притцкерской школы молекулярной инженерии Чикагского университета и Университета штата Пенсильвания сосредоточились на изучении электронных свойств материала MnBi₆Te₁₀, который принадлежит к классу топологических веществ с необычными характеристиками. Эти материалы могут позволить электричеству свободно течь по их краям без сопротивления, что делает их крайне привлекательными для потенциального использования в квантовых компьютерах и других эффективных электронных устройствах.

Однако для правильной работы таких материалов, как MnBi₆Te₁₀, важно иметь сбалансированное распределение электронов. Команда исследователей предположила, что добавление сурьмы в MnBi₆Te₁₀ поможет достичь необходимого равновесия. Обычные электрические испытания подтвердили, что материал в целом нейтрален.

Затем, применив временно-угловую разрешающую фотоэмиссионную спектроскопию (trARPES), они наблюдали за распределением электронов и изменениями их энергетических уровней в реальном времени. Результаты оказались неожиданными: в каждой повторяющейся ячейке кристалла, состоящей всего из нескольких атомов, электроны распределялись неравномерно, образовывая миниатюрные электрические поля.

«В идеальном квантовом материале необходимо добиться действительно равномерного распределения зарядов, — отметил аспирант Хан Дуй Нгуен. — Наблюдение за этим неравномерным распределением может указывать на сложности в достижении квантовых приложений так, как планировалось изначально, но также открывает новые возможности».

Эти небольшие области функционировали как p-n переходы, которые представляют собой тип полупроводникового соединения с внутренними электрическими полями и используются в таком повседневном оборудовании, как телефоны и компьютеры. Однако в отличие от традиционных p-n переходов, эти формируются естественным образом внутри кристаллической структуры.

Более того, естественно образующийся p-n переход оказывается высокочувствительным к свету, что может открыть новые пути для электроники следующего поколения, включая спинтронику — технологию манипулирования данными с использованием магнитного спина электрона.

При моделировании процессов внутри кристалла MnBi₆Te₁₀, исследователи гипотетически объяснили, как формируются эти p-n переходы, предполагая, что добавление сурьмы приводит к обмену между атомами марганца и сурьмы, вызывая различия в заряде по всему материалу.

Хотя это открытие добавляет определенные сложности в усовершенствование материала для использования с квантовыми эффектами, оно также открывает новые возможности в сфере электроникна тонких пленок, вместо крупных трехмерных кристаллов, что обеспечит более точное управление поведением электронов и усовершенствование выхода этих крошечных p-n переходов.

«Это снова подчеркивает важность фундаментальных научных исследований и открытости к тем направлениям, куда они могут привести», — заключил Ян. «Мы начали с одной цели и нашли сюрприз, который перенаправил нас в совершенно увлекательное направление».

Понимание ранней эволюции Юпитера помогает прояснить более широкую историю формирования нашей солнечной системы и её уникальной структуры. Гравитация Юпитера, часто называемая "архитектором" нашей солнечной системы, сыграла ключевую роль в формировании орбитальных путей других планет и в формировании диска газа и пыли, из которого они возникли.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, Константин Батыгин, профессор планетарной науки в Калтехе, и Фред С. Адамс, профессор физики и астрономии в Университете Мичигана, предлагают детальный анализ первозданного состояния Юпитера.

Их расчёты показывают, что примерно через 3,8 миллиона лет после формирования первых твёрдых тел в солнечной системе — ключевого момента, когда диск материала вокруг Солнца, известный как протопланетная туманность, начал рассеиваться — Юпитер был значительно больше и обладал ещё более мощным магнитным полем.

"Наша конечная цель — понять, откуда мы пришли, и уточнение ранних этапов формирования планет является необходимым для решения этой головоломки," — говорит Батыгин. "Это приближает нас к пониманию того, как сформировался не только Юпитер, но и вся солнечная система."

Батыгин и Адамс подошли к этому вопросу, изучив крошечные спутники Юпитера — Амальтею и Фебу, которые вращаются ближе к Юпитеру, чем Ио, самый маленький и ближайший из четырёх крупных галилеевых спутников планеты.

Поскольку орбиты Амальтеи и Фебы слегка наклонены, Батыгин и Адамс проанализировали эти небольшие орбитальные отклонения, чтобы вычислить первоначальный размер Юпитера: примерно в два раза превышающий его нынешний радиус, с предсказанным объёмом, эквивалентным более чем 2000 Земель. Исследователи также установили, что магнитное поле Юпитера в то время было примерно в 50 раз сильнее, чем сегодня.

Адамс подчеркивает удивительный след, который прошлое оставило на сегодняшней солнечной системе: "Удивительно, что даже спустя 4,5 миллиарда лет достаточно улик осталось, чтобы мы могли восстановить физическое состояние Юпитера на заре его существования."

Важно отметить, что эти выводы были достигнуты благодаря независимым ограничениям, которые обходят традиционные неопределенности в моделях формирования планет, часто основанных на предположениях о газовой непрозрачности, скорости аккреции или массе ядра тяжёлых элементов. Вместо этого команда сосредоточилась на орбитальной динамике спутников Юпитера и сохранении углового момента планеты — величинах, которые можно непосредственно измерить.

Их анализ устанавливает чёткую картину Юпитера в момент, когда окружающая солнечная туманность испарилась, что стало ключевым переходным моментом, когда строительные материалы для формирования планет исчезли, и первозданная архитектура солнечной системы была зафиксирована.

Результаты добавляют важные детали к существующим теориям формирования планет, которые предполагают, что Юпитер и другие гигантские планеты вокруг других звёзд образовались через аккрецию ядра — процесс, при котором каменное и ледяное ядро быстро собирает газ.

Эти базовые модели разрабатывались на протяжении десятилетий многими исследователями, включая Дэйва Стивенсона из Калтеха, профессора планетарной науки, эмеритуса. Это новое исследование строится на этой основе, предоставляя более точные измерения размера, скорости вращения и магнитных условий Юпитера в ранний, ключевой момент времени.

Батыгин подчеркивает, что хотя первые моменты Юпитера остаются окутанными неопределённостью, текущее исследование значительно проясняет наше представление о критических стадиях развития планеты. "То, что мы здесь установили, является ценным ориентиром," — говорит он. "Точкой, от которой мы можем с большей уверенностью восстановить эволюцию нашей солнечной системы."

Поверхность динамичного солнца, проходящего свой активный цикл, характеризуется большими и сложными группами солнечных пятен. Новая камера, установленная на Вакуумной башенной телескопе (VTT) в Обсерватории Тейде на Тенерифе, использует методы восстановления изображений для захвата мелких структур в активных областях.

Это привело к созданию уникальных высокоразрешающих изображений, которые раскрывают мельчайшие детали на активных участках солнечной поверхности. Результаты исследования опубликованы в журнале Solar Physics.

Большие солнечные телескопы способны наблюдать мельчайшие детали на поверхности солнца, но лишь в ограниченном поле зрения. В результате они упускают крупномасштабное развитие активных регионов. В то же время, более мелкие телескопы, расположенные в космосе или в земных сетях, могут наблюдать весь солнечный диск круглосуточно, но не способны увеличить сложные и быстро меняющиеся структуры, формируемые магнитным полем.

Здесь на помощь приходит Vacuum Tower Telescope (VTT) на Тенерифе, работающая с 1988 года. Он отличается широким полем зрения и хорошим пространственным разрешением, что позволяет преодолеть разрыв между этими двумя типами телескопов.

С помощью новой современной камеры Института астрофизики им. Лейбница в Потсдаме (AIP) теперь впервые восстановлено полное поле зрения VTT. Для получения восстановленного изображения требуется 100 снимков с короткой выдержкой, каждый из которых имеет разрешение 8,000 × 6,000 пикселей и записывается со скоростью 25 кадров в секунду.

Это означает, что система камеры впервые предоставляет реконструированные изображения с разрешением 8K. Быстрая последовательность кадров позволяет устранить помехи, вызванные турбулентной атмосферой Земли, из солнечных изображений.

В результате теоретическая пространственная разрешающая способность телескопа, достигающая 100 км на поверхности Солнца, теперь становится реальностью. Записи в режиме таймлапс восстановленных изображений также позволяют исследовать динамические процессы на временных масштабах в 20 секунд.

Новая камера дополняет инструменты HELioseismic Large Region Interferometric Device (HELLRIDE), Laser Absolute Reference Spectrograph (LARS) и Fast Multi-line Universal Spectrograph (FaMuLUS), работающие на Вакуумной башенной телескопе (VTT). Эти инструменты управляются Тюрингенской государственной обсерваторией в Таутенбурге (TLS), Институтом солнечной физики (KIS) в Фрайбурге и Институтом астрофизики им. Лейбница в Потсдаме (AIP) соответственно.

«Для более глубокого понимания солнечной активности крайне важно не только анализировать основные процессы тонкой структуры и долгосрочное развитие глобальной активности с помощью различных инструментов», — говорит Рольф Шлихенмайер, ученый из KIS, — «но и исследовать временную эволюцию магнитного поля в активных регионах».

Новые изображения показывают области, соответствующие примерно 1/7 диаметра Солнца, то есть около 200,000 км. Это позволяет наблюдать крупномасштабные структуры активного Солнца, такие как движения плазмы и группы солнечных пятен. Для сравнения, крупные телескопы обычно предоставляют поля изображения диаметром около 75,000 км.

«Наши ожидания от системы камеры были более чем оправданы с самого начала», — говорит Роберт Камлах, который реализовал проект в рамках своей диссертационной работы в AIP и Университете Потсдама.

Наблюдения в G-диапазоне продемонстрировали, как солнечные пятна вписаны в грануляцию, то есть в крупномасштабный конвективный паттерн. Нерадиальная ориентация и скручивание полутеневых нитей выявили сложную структуру магнитного поля, которая была ответственна за три основные и множество второстепенных вспышек в активной области.

С помощью специальных фильтров самые мелкие магнитные сигналы становятся видимыми в виде ярких структур на солнечных изображениях. Тайм-серии в свете одинарно ионизированной линии кальция на длине волны 393.3 нм. и в Г-диапазоне Фраунгофера на 430.7 нм. позволили выявить области с повышенной активностью и отслеживать движения плазмы в активных регионах в двух слоях солнечной атмосферы (фотосфера и переход к хромосфере). Кроме того, исследователи изучили методы измерения качества изображений и наблюдений.

«Полученные результаты показывают, как, совместно с нашими партнерами, мы обучаем старый телескоп новым трюкам», — говорит Карстен Денкер, руководитель секции солнечной физики в AIP. Телескопы, подобные VTT, могут вносить важный вклад в изучение солнечной активности, особенно когда необходимо зафиксировать информацию о крупном активном регионе и его окрестностях, например, во время солнечных вспышек и других извержений в рамках прогнозирования космической погоды.

В будущем недорогие системы камер на основе CMOS с разрешением 8K также сыграют важную роль в следующем поколении инструментов для 4-метровых солнечных телескопов, так как они утроят поле зрения по сравнению с текущими 4K камерами.

Публикация взята с сайта: https://link.springer.com/article/10.1007/s11207-025-02472-6

Анализировать эту область крайне сложно, поскольку у нас нет четкого верхнего взгляда на Млечный Путь. Лаборатория Млечного Пути в Университете Коннектикута, возглавляемая доцентом физики Карой Баттерсби, представила свое исследование и трехмерную модель ЦМЗ в серии из четырех статей, опубликованных в журнале The Astrophysical Journal.

ЦМЗ — это регион крайностей и сложности, но это также единственная ЦМЗ, которую мы можем изучать в деталях. «Мы любим называть ЦМЗ промежуточной станцией галактики: газ, который поступает из диска галактики по пылевым полосам в ЦМЗ», — говорит Баттерсби. Этот газ либо остается в ЦМЗ и вращается вокруг центра галактики, где иногда образуются звезды, либо может продолжить путь к сверхмассивной черной дыре в центре галактики.

Одним из вопросов, который интересует Баттерсби, является то, когда сверхмассивная черная дыра Млечного Пути, известная как Стрелец A, активно аккрецирует материал. Прямые наблюдения затруднены, поскольку ЦМЗ изобилует газом, пылью и звездами, а также из-за значительного расстояния, с которого мы можем видеть его только сбоку. «Чтобы понять, как наша собственная ЦМЗ регулирует этот приток газа, нам нужна верхняя перспектива», — говорит Баттерсби.

В этой серии статей исследовательская группа Баттерсби использует все доступные данные, чтобы измерить и каталогизировать аспекты облаков в этом регионе, создавая трехмерный вид ЦМЗ. Первым шагом стало составление обширного каталога структур в ЦМЗ и измерение их физических и кинематических свойств, таких как масса, радиусы, температура и дисперсия скорости.

На основе этих каталогов следующие две статьи сосредоточены на маломасштабных структурах, представляющих собой отдельные молекулярные облака, возможно, являющиеся местами рождения звездных скоплений. Галактический центр очень яркий и излучает свет в различных диапазонах волн, поэтому свойства молекулярных облаков дают подсказки о их расположении. Исследователи использовали различные подходы для измерения и определения того, какие облака находятся перед или за галактическим центром.

«Молекулярное облако — это места, где звезды формируются только при очень высокой плотности и низкой температуре газа», — говорит Баттерсби. Эти коконы холодного, плотного газа поглощают яркий свет от галактического центра и выглядят как тени. Исследователи разработали новые методы для измерения того, сколько света блокируется молекулярными облаками.

Третья и четвертая статьи используют два разных метода для анализа облаков. Третья статья сосредоточена на радиоволнах света, а четвертая — на инфракрасном затенении пыли, описывающая методику измерения 'тени' на основе свойств облака. Затем исследователи смоделировали, что их данные предполагают о происходящем в ЦМЗ, и сравнили это с существующими моделями.

Существовало три основных модели, описывающих возможный вид нашего галактического центра, и Баттерсби отмечает, что местоположения молекулярных облаков, которые группа картировала, значительно различаются в рамках этих моделей. Исследователи обнаружили, что существующие модели не учитывают динамические движения облаков, и необходимо провести дополнительные исследования.

«Третья статья представила новую простую модель в виде эллипса, которая более точна по сравнению с предыдущими моделями. Дани Липман в настоящее время работает над пятой статьей, в которой будет представлен количественный оптимальный модельный вариант верхнего взгляда на ЦМЗ». Важной частью работы станет публикация открытого кода, чтобы будущие исследователи могли продолжить улучшать модель.

Эта серия статей представляет собой значительный шаг вперед в понимании трехмерной структуры ЦМЗ нашей галактики и позволяет исследователям, таким как Лаборатория Млечного Пути Баттерсби, начать отвечать на актуальные вопросы о нашей галактике. «ЦМЗ предоставляет 'близкий' доступ к экстремальным явлениям, наблюдаемым по всей вселенной», — отмечает Баттерсби. Понимание трехмерной структуры имеет решающее значение для отслеживания потоков к черной дыре и для проверки теорий звездообразования в экстремальных условиях.

Статья взята с сайта: https://centralmolecularzone.github.io/3D_CMZ/