В результате недавних исследований учёные получили новые данные о магнитном поле Марса, которые могут существенно изменить понимание эволюции и потенциальной обитаемости Красной планеты. Несмотря на то, что сегодня Марс не обладает собственным магнитным полем, сильная намагниченность марсианской коры и некоторых образцов свидетельствует о том, что когда-то на планете существовало глобальное магнитное поле.

Учёные полагают, что это поле генерировалось посредством процесса динамо, при котором механическая энергия движущейся проводящей жидкости в металлическом ядре планеты индуктивно создавала электрические токи, формирующие крупномасштабное магнитное поле. Интенсивность, геометрия и продолжительность существования этого поля до сих пор остаются малоизученными, однако эти характеристики имеют большое значение для понимания термической и климатической эволюции Марса, а также возможности существования на нём жизни.

До настоящего времени знания об истории марсианского магнетизма были ограничены двумя факторами. Во-первых, данные, полученные непосредственно на Марсе, в основном ограничивались орбитальными измерениями современного остаточного магнитного поля коры. Во-вторых, лабораторные исследования марсианских пород были возможны только с использованием метеоритов, большинство из которых, вероятно, образовалось уже после прекращения действия динамо-эффекта. Кроме того, все эти образцы не имели геологического контекста и не были ориентированы относительно марсианских географических координат.

Кампания по доставке образцов с Марса (Mars Sample Return) призвана кардинально изменить эту ситуацию. Планируется доставить на Землю до 30 абсолютно ориентированных образцов, в основном взятых из коренных пород, включая материалы, вероятно сформировавшиеся в период действия динамо-эффекта. Палеомагнитные и магнитные исследования этих образцов могут существенно расширить понимание геологии и астробиологии Марса, решив как минимум шесть ключевых научных задач.

Среди этих задач – определение истории интенсивности и направления марсианского динамо-поля, проверка гипотезы о существовании на Марсе тектоники плит или дрейфа полюсов, изучение термической истории и истории водных изменений образцов, идентификация источников намагниченности марсианской коры, а также характеристика осадочных и магматических процессов на Марсе.

Учёные обсуждают, как эти цели могут быть достигнуты с помощью будущих лабораторных анализов образцов, собранных марсоходом Perseverance. Эти исследования могут пролить свет на ключевые моменты эволюции Марса, включая период Ноя, когда поверхность планеты могла быть пригодной для жизни. Понимание эволюции динамо-эффекта может сыграть центральную роль в изучении эволюции ранней атмосферы Марса и его перехода к нынешнему холодному и сухому состоянию.

Илон Маск поддержал идею отправки миссии на Марс для исследования загадочной «квадратной структуры», обнаруженной камерой орбитального аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Изображение, ставшее вирусным после публикации на Reddit, демонстрирует «возможный археологический объект на Красной планете».

Джо Роган поделился фотографиями структуры в социальной сети X, назвав её «чертовски дикой». Маск, отвечая на твит, заявил: «Мы должны отправить астронавтов на Марс для исследования!»

Эксперты пока что не дали официального научного объяснения происхождения структуры, но это не помешало сторонникам теории заговора утверждать, что это доказательство существования инопланетной цивилизации на Марсе.

По оценкам искусственного интеллекта, квадратная структура имеет размеры 235 метров с каждой стороны. Некоторые теоретики сравнивают её с пирамидой Хеопса в Египте, которая имеет примерно 230 метров с каждой стороны. Расчёты также предполагают, что структура на Марсе может иметь тот же угол наклона в 51,5 градуса, что и пирамида Хеопса.

Хотя о структуре известно мало, это не единственная квадратная форма, встречающаяся в природе. К примеру, тысячи естественных квадратных и прямоугольных форм можно найти на полуострове Тасман в Тасмании (Австралия). Эти образования, известные как «Мозаичный тротуар в Иглхок-Нек», сформировались около 300 миллионов лет назад в результате естественных геологических процессов.

Несмотря на возможность естественного происхождения марсианской структуры, любители космических теорий заговора считают её доказательством существования древней марсианской цивилизации. Однако история знает немало случаев неверной интерпретации изображений, полученных с Марса. Например, в 1976 году орбитальный аппарат «Викинг-1» сделал снимок, прозванный «Лицом на Марсе», который оказался игрой света и тени.

Тем временем Илон Маск продолжает свою цель по достижению Марса, несмотря на недавнюю неудачу с седьмым испытательным полётом Starship. Маск подтвердил свою решимость колонизировать Красную планету, заявив: «Моя миссия в жизни – сделать человечество мультипланетарной цивилизацией». Он считает, что это необходимо для выживания человечества в долгосрочной перспективе.

Новая научная статья проливает свет на происхождение органического материала, обнаруженного на поверхности карликовой планеты Церера. Группа исследователей под руководством Института исследований Солнечной системы Макса Планка (MPS) в Германии провела наиболее полный на сегодняшний день анализ этого материала и его геологического контекста.

Для анализа данных наблюдений космического аппарата NASA Dawn был использован искусственный интеллект. Результаты исследования показывают, что органические отложения, обнаруженные на Церере, вероятно, имеют экзогенное происхождение. Это означает, что они были принесены на поверхность карликовой планеты в результате столкновений с астероидами из внешнего пояса астероидов.

Исследователи обнаружили, что уникальный криовулканизм Цереры, при котором солёный рассол поднимается из недр на поверхность, не ответственен за обнаруженные органические отложения. Эти новые данные помогают понять, где и как могли возникнуть условия для жизни в Солнечной системе.

Органические молекулы являются одним из необходимых компонентов миров, пригодных для жизни. На Земле соединения углерода, водорода и в меньших количествах других элементов образуют основные строительные блоки всей жизни. В последние годы исследователи обнаружили такие молекулы на больших расстояниях от Солнца: на транснептуновых объектах, кометах и далёких астероидах.

Для текущего исследования учёные искали ранее неизвестные отложения органического материала на Церере. Благодаря своему расположению в середине пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера, эта карликовая планета не является однозначно принадлежащей ни внутренней, ни внешней Солнечной системе. Согласно более ранним исследованиям, нынешнее местоположение могло даже быть местом её образования.

Используя искусственный интеллект, авторы исследования проанализировали всю поверхность карликовой планеты в поисках следов органических молекул. Подавляющее большинство отложений расположены у края или вблизи большого кратера Эрнутет в северном полушарии. Лишь три находятся на большем расстоянии от него, а два участка ранее не были известны.

Исследователи утверждают, что столкновение одного или нескольких астероидов из внешнего пояса астероидов привнесло органический материал. Компьютерное моделирование показывает, что эти тела входят в число тех, которые наиболее часто сталкивались с Церерой. Поскольку не слишком далёкие соседи не набирают большой скорости, при столкновении выделяется мало тепла и органические соединения могут выдержать эти температуры.

«К сожалению, Dawn не может обнаружить все типы органических соединений. Однако органические отложения, которые до сих пор были надёжно обнаружены Dawn, вероятно, не берут происхождение на самой Церере. Вполне вероятно, что строительные блоки жизни также образовались и в подземном океане Цереры и, возможно, даже достигли поверхности – или всё ещё достигают её. Для обнаружения органического материала из недр Цереры потребовалась бы посадочная миссия.», – отмечает Андреас Натуэс из MPS, руководитель команды.

В системе TOI-4504 астрономы обнаружили необычную экзопланетную систему, в которой два газовых гиганта оказывают значительное влияние на орбиты друг друга. Эта находка стала результатом наблюдений, проведённых с помощью спутника TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) и спектрографа FEROS на 2,2-метровом телескопе в обсерватории Ла-Силья в Чили.

Система TOI-4504 включает в себя три планеты, две из которых представляют особый интерес для учёных. Первая планета, TOI-4504 c, имеет массу в 3,8 раза больше массы Юпитера и совершает полный оборот вокруг своей звезды за 82 дня. Вторая планета, TOI-4504 d, обладает массой в 1,4 раза больше массы Юпитера. Эти два газовых гиганта находятся в орбитальном резонансе 2:1, что означает, что за время двух оборотов одной планеты другая совершает один полный оборот.

Самым интересным аспектом этой системы является то, что гравитационное взаимодействие между планетами приводит к значительным колебаниям в их орбитальных периодах. Для TOI-4504 c время прохождения перед звездой может варьироваться до 4 дней, а если бы TOI-4504 d также проходила перед звездой, то её орбитальный период мог бы изменяться на целых 6 дней.

Помимо двух газовых гигантов, в системе TOI-4504 также присутствует третья планета, похожая на мини-Нептун. Эта планета имеет массу около 10 земных и совершает полный оборот вокруг звезды всего за 2,4 дня.

Орбитальные резонансы, подобные тем, что наблюдаются в этой системе, играют важную роль в поддержании стабильности орбит на длительных временных масштабах, но также могут приводить к нестабильности в некоторых случаях. Дальнейшее изучение системы TOI-4504 может предоставить ценные данные о формировании и эволюции планетных систем, а также о возможности существования жизни во Вселенной.

Дефицит GeForce RTX 50 является настолько серьёзным, что многие тематические СМИ уже назвали запуск новинок бумажным. Согласно новым данным, проблема намного серьёзнее. 

Как сообщает британский ретейлер Overclockers UK, ожидание новых поставок GeForce RTX 5080 составит от двух до шести недель. То есть в худшем случае новая порция карт появится в магазинах только через полтора месяца. 

Но это цветочки на фоне RTX 5090, для которой минимальный срок заявлен трём неделям, а вот максимальный — 16 неделям! То есть может получиться так, что в магазинах этих карт не будет ещё три-четыре месяца!  

Напомним, продажи RTX 5090 стартовали 30 января, запасы были настолько мизерными, что магазины говорили о единицах либо десятках карт на всю страну, а теперь ещё и оказывается, что следующая партия может приехать лишь в мае или июне. Такого запуска рынок видеокарт, похоже, ещё не видел. 

В чём причина такой катастрофы с поставками, неясно. Зачем Nvidia спешила, решив сделать настолько странный запуск продаж, тоже неясно. Особенно, учитывая отсутствие конкурентов как минимум для RTX 5080 и RTX 5090.  

Конечно, это данные лишь одного ретейлера, но весьма крупного, а проблемы с дефицитом, как мы теперь знаем, были у всех продавцов.  

В Оксфордском университете учёные разработали новый метод моделирования турбулентных систем, основанный на вероятностях. Эта технология может произвести революцию в области вычислительной гидродинамики и открыть новые горизонты для изучения хаотических систем.

Прогнозирование динамики турбулентных потоков жидкости долгое время оставалось ключевой задачей для учёных и инженеров. Однако даже с использованием современных вычислительных технологий прямое и точное моделирование всех, кроме самых простых турбулентных потоков, оставалось невозможным. Это связано с тем, что турбулентность характеризуется вихрями и завихрениями различных форм и размеров, взаимодействующими хаотичным и непредсказуемым образом. Для применения в инженерии или прогнозировании погоды эти колебания не могут быть точно смоделированы даже самыми мощными суперкомпьютерами.

Работая совместно с коллегами из Гамбурга, Питтсбурга и Корнелла, исследователи из Оксфорда переформулировали проблему таким образом, чтобы полностью избежать необходимости прямого разрешения и моделирования этих турбулентных колебаний. Вместо того чтобы напрямую моделировать колебания, они представили их в виде случайных переменных, распределённых в соответствии с функцией распределения вероятностей. Моделирование таких распределений вероятностей позволило извлечь все значимые характеристики потока (например, подъёмную силу и сопротивление), не детализируя хаос турбулентных колебаний.

Обычно моделирование распределений вероятностей турбулентности требует решения многомерных уравнений Фоккера-Планка, что невозможно с использованием классических методов. Чтобы преодолеть это препятствие, команда применила вычислительную технологию, вдохновлённую квантовыми вычислениями, разработанную в Оксфордском университете. Этот метод использует тензорные сети для представления распределений вероятностей турбулентности в гиперсжатом формате, что делает возможным их моделирование.

В ходе исследования алгоритм квантово-вдохновлённых вычислений, работающий на одном ядре процессора, потребовал всего несколько часов для вычислений, которые заняли бы у эквивалентного классического алгоритма несколько дней работы на суперкомпьютере. В будущем ожидаются ещё большие достижения при запуске квантово-вдохновлённого алгоритма тензорных сетей на специализированном оборудовании, таком как тензорные процессоры и отказоустойчивые квантовые чипы.

По мнению исследователей, этот подход не только ставит под сомнение текущие ограничения моделирования турбулентности, но и открывает путь к моделированию других хаотических систем, которые можно описать вероятностно.

Ведущий исследователь, доктор Никита Гурьянов из физического факультета Оксфордского университета, отметил: «Продемонстрированное и будущее вычислительное преимущество не только открывает новые, ранее недоступные области физики турбулентности для научного исследования, но и предвещает появление вычислительных кодов гидродинамики следующего поколения. Это может улучшить наши прогнозы погоды, сделать наши автомобили более аэродинамичными, повысить эффективность химической промышленности и многое другое».

Исследователи из Университета Дьюка совершили значительный прогресс в понимании физики суперионных материалов, открыв путь к созданию более эффективных твердотельных батарей. Результаты исследования проливают свет на механизмы ионной подвижности в соединении Li6PS5Cl, которое относится к классу литиевых аргиродитов.

Группа учёных под руководством профессора Оливье Делера использовала комбинацию экспериментов по нейтронному рассеянию и методов компьютерного моделирования для изучения поведения ионов лития в кристаллической структуре материала.

«Наше исследование показало, что динамика ионов в соединении демонстрируют высокую подвижность, сравнимую с подвижностью ионов в жидкостях, несмотря на твёрдую структуру материала. Это открытие даёт новое понимание природы быстрого ионного движения в суперионных материалах», – пояснил профессор Делер.

Суперионные материалы уникальны тем, что сочетают свойства твёрдых тел и жидкостей. Их высокая ионная проводимость делает их перспективными для применения в твердотельных батареях, которые могут обладать большей ёмкостью, безопасностью и долговечностью по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами.

Исследователи применили методы машинного обучения для анализа данных и моделирования атомной динамики. Использование искусственного интеллекта позволило точнее интерпретировать экспериментальные данные и создать более точные модели поведения ионов в материале.

Результаты этой работы могут найти применение не только в разработке батарей, но и в создании топливных элементов и нейроморфных вычислительных систем. Учёные планируют расширить спектр исследуемых суперионных материалов и уже открыты для новых сотрудничеств с промышленными партнёрами.

В мире квантовой физики произошло важное открытие, которое помогло разрешить кажущееся противоречие между квантовой механикой и термодинамикой. Исследовательская группа из Венского технического университета (TU Wien) смогла показать, что второй закон термодинамики, который гласит, что энтропия в закрытой системе должна увеличиваться, применим и к квантовым системам.

Долгое время считалось, что квантовая физика не подчиняется этому фундаментальному закону природы. Математически энтропия в квантовых системах всегда оставалась неизменной. Однако учёные из TU Wien обнаружили, что всё зависит от того, какой вид энтропии рассматривать.

Исследователи обратили внимание на то, что в квантовой физике невозможно иметь полную информацию о системе. Можно выбрать лишь свойство системы для измерения – так называемую наблюдаемую величину. Квантовая теория даёт вероятности получения различных возможных результатов измерения.

Учёные предложили использовать понятие энтропии Шеннона, которая зависит от вероятностей, с которыми измеряются различные возможные значения. «Можно сказать, что энтропия Шеннона – это мера того, сколько информации вы получаете от измерения», – поясняет соавтор исследования Флориан Майер из TU Wien.

Исследовательская группа математически доказала и подтвердила компьютерными симуляциями, что если начать с состояния с низкой энтропией Шеннона, то этот вид энтропии увеличивается в закрытой квантовой системе, пока не достигнет максимального значения – точно так же, как это происходит в классических системах согласно термодинамике.

Это открытие имеет важное значение для описания квантовых систем, состоящих из многих частиц, что особенно актуально для современных технических приложений квантовой физики. «Для описания таких многочастичных систем крайне важно согласовать квантовую теорию с термодинамикой», – подчёркивает профессор Хубер.

Используя рентгеновский телескоп NASA Chandra и Очень большой телескоп (VLT), учёные обнаружили, что чёрные дыры выполняют космический эквивалент «остужения» горячей материи перед её поглощением.

Исследование показало, что когда джеты, запускаемые сверхмассивными чёрными дырами, сталкиваются с горячим газом между галактиками в скоплениях (межгалактической средой), они создают полости. Это позволяет формироваться сложным нитевидным структурам из горячего ионизированного газа и более холодного газа. Затем этот охлаждённый газ падает обратно к центру галактического скопления, питая сверхмассивную чёрную дыру и вызывая дальнейшие выбросы.

Результаты исследования проливают свет на механизмы питания сверхмассивных чёрных дыр, которые находятся в центрах всех крупных галактик. Некоторые из этих космических титанов, масса которых в миллионы или даже миллиарды раз превышает массу Солнца, могут быть спокойными, как Стрелец A* в центре нашей галактики. Другие же, подобно чёрной дыре в центре галактики Мессье 87 (M87), подвержены мощным выбросам, запуская струи материи, движущиеся почти со скоростью света.

Ключевое различие между «спокойными» и «активными» чёрными дырами заключается в количестве окружающей их материи. Когда чёрная дыра окружена богатым облаком газа и пыли, формируется вращающийся аккреционный диск. Часть этой материи поглощается чёрной дырой, а часть выбрасывается в виде мощных струй, формируя так называемую «обратную связь активного галактического ядра».

Исследователи обнаружили, что выбросы чёрных дыр могут вызывать охлаждение окружающего горячего газа и формирование относительно тонких нитей всё ещё тёплого газа. Этот тёплый газ падает к центрам скоплений, присоединяясь к аккреционным дискам и питая сверхмассивные чёрные дыры. Этот процесс также питает дальнейшие выбросы, привлекая ещё больше тёплого газа и пополняя «кладовую» чёрной дыры.

Открытие команды может иметь значение не только для исследования механизмов питания чёрных дыр, но и относительно роста галактик в целом. Холодные нити газа считаются источником строительных блоков для новых звёзд, что делает обнаруженную взаимосвязь важной для понимания процессов формирования и роста галактик.

2 февраля Япония успешно запустила навигационный спутник Michibiki 6, ознаменовав первый космический старт страны в новом году. Запуск состоялся с космического центра Tanegashima в 17:30 по местному времени (11:30 по московскому времени) при помощи ракеты-носителя H3.

Ракета H3 успешно вывела спутник массой 4900 килограммов на геопереходную орбиту. Отделение космического аппарата произошло через 29 минут после старта, точно по плану. После того как спутник достигнет своей целевой орбиты и пройдёт проверку всех систем, он станет пятым членом японской спутниковой системы QZSS, которая начала свою работу в ноябре 2018 года.

Представители Японского космического агентства (JAXA) отмечают, что система QZSS совместима со спутниками GPS и может использоваться совместно с ними, что значительно улучшает качество спутниковой навигации. «QZSS может использоваться даже в регионах Азии и Океании с долготами, близкими к Японии, поэтому её использование будет расширено и на другие страны в этих регионах», – добавили они.

Воскресный запуск стал пятым для двухступенчатой ракеты H3, разработанной JAXA и компанией Mitsubishi Heavy Industries в качестве замены «рабочей лошадки» японской космонавтики – ракеты H-2A. Дебютный полёт H3 в марте 2023 года закончился неудачей, приведя к потере спутника наблюдения за Землёй. Однако четыре последующих запуска прошли успешно.