Planetolodzy odkryli w próbkach skał z asteroidy Ryugu pierwszy dowód na to, że około 32-33% ziemskich zasobów cynku i miedzi zostało dostarczonych na powierzchnię Ziemi przez węglowe chondryty, planetoidy z odległych podejść Układu Słonecznego. Odkrycia naukowców zostały opublikowane w artykule w czasopiśmie Nature Astronomy.

 

Proporcje izotopów cynku i miedzi w próbkach skał z asteroidy Ryugu pokazują, że prawie wszystkie rezerwy tych metali pojawiły się na powierzchni Ziemi w wyniku zderzeń małych ciał niebieskich. Podobnie jak sam Ryugu, jedna trzecia z nich była węglowa chondryty z odległych krańców Układu Słonecznego, a pozostałe 67% rezerw miedzi i cynku zostało dostarczone na Ziemię przez inne typy asteroid chondrytowych.

 

Pierwsze próbki skał i gleby z asteroidy Ryugu zostały dostarczone na Ziemię pod koniec 2020 roku przez japońską sondę Hayabusa-2. Został wystrzelony w kosmos na początku grudnia 2014 roku w celu zbadania, zebrania i dostarczenia próbek pierwotnej materii Układu Słonecznego. Z powodzeniem zrealizował to zadanie w lutym 2019 roku. Zgodnie z zamierzeniami organizatorów misji, badanie skał Ryugu przybliży ludzkość do zrozumienia, jak powstało nasze luminarz, Ziemia i wszystkie inne światy.

 

Zespół planetologów kierowany przez Seiichiro Watanabe, dyrektora naukowego misji Hayabusa-2, wykorzystał te próbki skał do rozwikłania historii powstawania ziemskich rezerw miedzi i cynku. Jak zauważają naukowcy, oba te metale są przedmiotem zainteresowania astronomów, ponieważ ich związki łatwo uciekają w przestrzeń kosmiczną podczas formowania się planet, dzięki czemu można je wykorzystać do badania historii powstania Ziemi i innych światów Układu Słonecznego.

 

Kierując się podobnymi pomysłami, naukowcy zmierzyli frakcje izotopów cynku i miedzi w czterech próbkach skał Hayabusa-2, po czym porównali te pomiary z podobnymi danymi dla różnych skał ziemskich, a także dla sześciu meteorytów, które spadły na Ziemię. dziesięciolecia. Niektóre z nich, jak asteroida Ryugu, powstały na dalekich podejściach do Układu Słonecznego, podczas gdy inne powstały w jego bliskich regionach.

 

Naukowcy odkryli, że wszystkie próbki skał Ryugu zawierały stosunkowo duże ilości ciężkich atomów cynku-66, podczas gdy stężenia ciężkich izotopów miedzi były w nich zbliżone do ziemskich skał krzemianowych. Ogólnie próbki z asteroidy okazały się pod tym względem bardzo zbliżone do meteorytu Ales, który należy do rzadkiego typu akordytów węglowych, niezwykle bogatych w wodę, związki organiczne i różne substancje lotne.

 

Korzystając z wyników tych pomiarów, planetolodzy obliczyli udział Ryugu i podobnych asteroid z obrzeży Układu Słonecznego w ogólnych rezerwach skał ziemskich, a w szczególności miedzi i cynku. Według japońskich ekspertów te ciała niebieskie stanowią około 5-6% całkowitej masy Ziemi, a także około 32-33% ziemskich rezerw miedzi i cynku.

 

Sugeruje to, że małe ciała niebieskie z zimnych peryferyjnych regionów Układu Słonecznego odegrały ważną rolę w uzupełnianiu jego rezerw substancji lotnych, w tym cząsteczek organicznych i wody, niezbędnych do powstania życia. Trzeba to brać pod uwagę zarówno przy analizie starożytnej historii Ziemi, jak i przy poszukiwaniu ewentualnych kandydatów do roli jej "bliźniaków" poza Układem Słonecznym.

Według istniejących teorii materia i antymateria we Wszechświecie powinny być równo podzielona, ale wciąż nie możemy wykryć antymaterii. Co się z nią stało? Odpowiedź na to pytanie da nam klucz do zrozumienia istnienia wszechświata.

 

Naukowcy poznali zadziwiającą liczbę dziwnych rzeczy. Wiemy na przykład, że Wszechświat pojawił się około 14 miliardów lat temu w wyniku kataklizmu, tzw. Wielkiego Wybuchu. Zdarzenie to zostało po raz pierwszy udowodnione eksperymentalnie w 1929 roku, a przez lata pojawiało się coraz więcej dowodów na poparcie tej hipotezy. W tym, że wszystko było tak, nie ma wydarzeń.

 

Wiemy też, że oprócz zwykłej materii, z której jesteśmy zbudowani, istnieje jeszcze niezwykła, tak zwana antymateria. Kiedy oba rodzaje materii wchodzą w kontakt, unicestwiają się nawzajem i uwalniana jest oszałamiająca ilość energii. Kiedy jeden gram antymaterii wchodzi w kontakt z jednym gramem materii, uwalniana jest taka sama ilość energii, jak podczas wybuchu bomby atomowej w Hiroszimie w 1945 roku.

 

Jeśli połączenie materii i antymaterii prowadzi do powstania energii, to możliwy jest również proces odwrotny. Energia może tworzyć materię i antymaterię w równych ilościach. Antymaterię odkryto w 1931 roku i od tego czasu pojawia się coraz więcej dowodów potwierdzających tę teorię. Istnienie antymaterii jest powszechnie uznawane, a nawet odgrywa znaczącą (i nieco realistyczną) rolę w przebojowej powieści Dana Browna Anioły i demony. Co jest nie tak z antymaterią? Istnieje wiele dowodów na teorię Wielkiego Wybuchu i istnienie antymaterii, ale w tym tkwi problem. Jeśli połączymy te dwa fakty, powstaje trudne pytanie: oba nie mogą być jednocześnie prawdziwe, a przynajmniej w tej teorii brakuje jakiegoś elementu.

 

I tu pojawia się problem. Kiedy powstał wszechświat, przestrzeń była pełna energii. Energię można przekształcić w materię i antymaterię. Gdy wszechświat rozszerzał się i ochładzał, cała ta energia powinna była zostać przekształcona w równą ilość materii i antymaterii. Ale jeśli się rozejrzysz, możesz wyciągnąć ciekawy wniosek: Wszechświat, który widzimy, składa się tylko z materii.

 

Może antymateria znajduje się gdzieś daleko? Pod każdym względem antymateria może znajdować się gdzieś „tam” we wszechświecie. W końcu, jeśli materia i antymateria się nie stykają, to nie ma problemu. W zasadzie Księżyc mógłby być antymaterią. Ale wiemy, że tak nie jest. Gdyby Neil Armstrong i cały jego moduł księżycowy byli materią, a Księżyc antymaterią, to w momencie zetknięcia się statku kosmicznego z powierzchnią satelity nastąpiłby bardzo duży wybuch. Tak się nie stało, więc teraz wiemy, że Księżyc składa się z materii.

 

Badanie innych ciał niebieskich pozwala nam wyciągnąć ten sam wniosek o naszych kosmicznych sąsiadach: Układ Słoneczny składa się z materii. A inne gwiazdy? Możemy być pewni, że inne gwiazdy w galaktyce Drogi Mlecznej również są zbudowane z materii. Gwiazdy takie jak Słońce nieustannie emitują cząstki, które w naszym systemie nazywane są „wiatrem słonecznym”. W rzeczywistości jest to strumień atomów emitowanych przez Słońce w przestrzeń międzygwiazdową.

 

Gdyby istniały gwiazdy składające się z antymaterii, to uwalniałyby atomy antymaterii, a wtedy atomy materii i antymaterii latałyby w przestrzeni międzygwiezdnej. Czasami zderzali się i niszczyli się nawzajem. Gdyby tak się stało, w wyniku tego procesu mogłaby pojawić się specjalna forma promieniowania gamma (coś w rodzaju bardzo silnego promieniowania rentgenowskiego).

 

Ponieważ jednak nie wykryto takiego promieniowania gamma, możemy być pewni, że inne gwiazdy również składają się z materii. I na tej samej zasadzie można wykluczyć istnienie galaktyk z antymaterii. W przestrzeni międzygalaktycznej obłoki gazu otaczające galaktyki stykałyby się, a wtedy dowiedzielibyśmy się o oddziaływaniu obłoków materii i antymaterii. Więc gdzie jest cała antymateria?

 

Jeśli jednak nie można wykluczyć możliwości istnienia galaktyk z materii i antymaterii, to z czym mamy do czynienia? To, co pozostaje, to bardzo dziwna hipoteza, że ​​w czasie powstania wszechświata było w jakiś sposób więcej materii niż antymaterii. I wygląda na to, że tak było. Według dostępnych danych, na wczesnym etapie formowania się Wszechświata, mniej niż sekundę po jego powstaniu, na każde dwa miliardy cząstek antymaterii przypadały dwa miliardy i jedna cząstka materii. Dwa miliardy cząstek materii i antymaterii zniszczyły się nawzajem, pozostawiając jedną cząsteczkę materii, która następnie połączyła się z resztą tego rodzaju. Tak ukształtowała się sprawa, którą się teraz zajmujemy.

 

Energię powstałą w wyniku destrukcji materii i antymaterii można znaleźć wszędzie. Fale radiowe wypełniają cały wszechświat. Zjawisko to znane jest jako kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła. To mierząc CMB i licząc protony we Wszechświecie, ustaliliśmy stosunek materii do antymaterii. Jak to się stało, że stosunek materii i antymaterii na wczesnym etapie formowania się Wszechświata był nieco nieproporcjonalny? Nie znamy odpowiedzi na to pytanie, ale naukowcy mają pewne przemyślenia na ten temat.

 

Na przykład w latach sześćdziesiątych XX wieku naukowcy odkryli, że subatomowe cząsteczki materii we wszechświecie nieznacznie przewyższają liczebnie ich odpowiedniki z antymaterii. Cząstki te nazywane są kwarkami. Ale nieproporcjonalny stosunek kwarków do antykwarków nie wyjaśnia wystarczająco istnienia wszechświata, więc naukowcy zaproponowali inną hipotezę. Neutrina to cząstki o bardzo małej masie, które powstają w wyniku jakiejś formy rozpadu radioaktywnego. Największym i najbliższym źródłem neutrin jest Słońce. Naukowcy budują akceleratory cząstek i detektory, aby badać zachowanie neutrin i antyneutrin i sprawdzać, czy się różnią. Jeśli neutrina i antyneutrina zachowują się inaczej, byłaby to wskazówka. Można by wtedy wnioskować, że nasz Wszechświat powstał w wyniku leptogenezy, czyli z cząstek o małej masie.

 

Obecnie budowane są różne obiekty do badania tej teorii, ale największe znajduje się w USA i nosi nazwę DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). W ramach eksperymentu naukowcy z laboratorium Fermilab pod Chicago wystrzelą neutrina i antyneutrina do specjalnego detektora znajdującego się w Południowej Dakocie, oddalonej o 1300 kilometrów. Eksperyment DUNE zaplanowano na tę dekadę. 

 

Nikt nie wie, dlaczego Wszechświat jest łaskawy dla materii, a nie dla antymaterii. Ważne jest, aby to zrozumieć. Bez tej drobnej nierównowagi (lub asymetrii) po prostu byśmy nie istnieli. Musimy więc odpowiedzieć na to pytanie, aby zrozumieć, dlaczego galaktyki, gwiazdy i ludzie nadal istnieją.

We wszechświecie istnieje ogromny obszar nicości, którego egzystencja powoduje, że eksperci nie sa w stanie powiedzieć jak mogło do tego dojść biorąc pod uwagę znane nam procesy fizyczne zachodzące we Wszechświecie.

 

Nasz wszechświat to dziwne miejsce. Im bardziej zgłębiamy go przy pomocy naszej ograniczonej technologii, tym bardziej zdajemy sobie sprawę, jak wiele musimy się jeszcze nauczyć. Mimo to w ostatnich latach poczyniliśmy ogromne postępy w zrozumieniu naszego kosmosu. Po drodze napotkaliśmy kilka tajemnic, które mogą zmusić nas do ponownego przemyślenia wszystkiego, co uważaliśmy za możliwe.

 

Reliktowa zimna plama znana też jako Eridani Supervoid to obszar w konstelacji Eridanus o niezwykle niskim promieniowaniu mikrofalowym i dużym rozmiarze w porównaniu do oczekiwanych właściwości kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła.

 

Jednym z takich odkryć jest masywny obszar „nicości”, który rozciąga się na 1,8 miliarda lat i leży około 3 miliardów lat świetlnych od naszej galaktyki. Ale jest on nie tylko duży, ale także niesamowicie zimny, w przeciwieństwie do otaczających go obszarów. Zimny ​​punkt jest o około 70 µK (0,00007 K) zimniejszy niż średnia temperatura CMB (około 2,7 K).

 

Standardowa kosmologia nie może wyjaśnić tak gigantycznej kosmicznej dziury. Naukowcy są przekonani, że odkrycie tej masywnej sfery nicości może wyjaśnić istniejące od dawna tajemnice kosmologiczne. Niektórzy naukowcy uważają, że to „zimne miejsce” w kosmosie może być dowodem na istnienie wszechświatów równoległych. Co więcej, niektórzy ośmielają się twierdzić, że na świecie mogą istnieć miliardy wszechświatów takich jak nasz.

 

Jak dotąd najpopularniejszym wyjaśnieniem było to, że tajemniczy zimny punkt jest wynikiem superpustki. Pustki kosmiczne to rozległe przestrzenie między włóknami (największymi strukturami we wszechświecie), które zawierają bardzo niewiele galaktyk lub nie zawierają ich wcale. W ten sposób ten ogromny obszar nicości został nazwany Eridańską superpustką.

 

Super-pustka Eridani może być wynikiem zderzenia dwóch wszechświatów. Niektórzy naukowcy sugerują, że ta kosmiczna tajemnica może być pierwszym w historii dowodem na istnienie multiwersu, a nasz wszechświat jest tylko jednym z miliardów innych wszechświatów. Aby zrozumieć tajemniczą superpustkę, przyjrzymy się kosmicznemu mikrofalowemu tłu, które naukowcy powszechnie nazywają CMB.

 

Kosmiczne mikrofalowe tło jest rodzajem mapy promieniowania pozostałego po Wielkim Wybuchu. To dziwne promieniowanie kosmiczne zostało wyemitowane wkrótce po Wielkim Wybuchu, kilkaset tysięcy lat po nim. CMB zapewnia naukowcom najwcześniejszy wgląd w nasz rodzący się wszechświat i stał się jednym z najważniejszych elementów w badaniu wszechświata, w którym żyjemy.

 

Zimna plama MDB, znana również jako Eridani Super Void, została odkryta przez astronomów w 2004 roku przy użyciu danych zarejestrowanych przez Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Znajdujący się w konstelacji Eridani masywny region jest znacznie większy i zimniejszy niż sugerowałyby to standardowe modele kosmologiczne. Naukowcy od dawna próbują wyjaśnić pochodzenie tego tajemniczego zimnego miejsca.

 

Postęp w jej zrozumieniu nastąpił w 2015 roku, kiedy naukowcy zbliżyli się do rozwiązania, gdyż badania wykazały, że jest to prawdziwa „superoida”, w której gęstość galaktyk jest znacznie mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Ale, co dziwne, inne badania nie były w stanie powtórzyć tego wyniku. Następnie badanie ponad 7000 galaktyk wykazało, że tajemniczy zimny punkt w kosmicznym mikrofalowym tle (CMB) nie jest spowodowany przez gigantyczną pustkę w kosmosie, potencjalnie otwierając drzwi do bardziej egzotycznych teorii. To czym naprawdę jest zimny punkt i pustka, pozostaje wielką tajemnicą, która nie została jeszcze wyjaśniona.

Naukowcy z Uniwersytetu w Leeds dokonali przełomowego odkrycia , które sugeruje, że gwiazdy Be, o których wcześniej sądzono, że istnieją w układach podwójnych, mogą w rzeczywistości być częścią układów potrójnych. Odkrycie to, oparte na danych zebranych przez satelitę Gaia, może zasadniczo zmienić nasze rozumienie tych masywnych gwiazd i wpłynąć na naszą wiedzę o czarnych dziurach, gwiazdach neutronowych i falach grawitacyjnych.

 

Gwiazdy Be, podzbiór gwiazd B, są znane astronomom od około 150 lat. Gwiazdy te są otoczone dyskiem gazu podobnym do pierścieni Saturna w naszym Układzie Słonecznym. Jednak do tej pory powstawanie tych dysków pozostawało tajemnicą. Przeważająca teoria sugerowała, że ​​za powstawanie dysków odpowiedzialna jest szybka rotacja gwiazd Be, być może w wyniku interakcji z inną gwiazdą w układzie podwójnym.

 

Jednak badania przeprowadzone przez studenta Jonathana Dodda i profesora René Oudmaiera podważają to długo utrzymywane przekonanie. Po przeanalizowaniu danych z satelity Gaia naukowcy znaleźli dowody na to, że gwiazdy Be istnieją w układach potrójnych, w których oddziałują nie dwa, ale trzy ciała. Odkrycie to otwiera nowe możliwości zrozumienia powstawania i ewolucji tych masywnych gwiazd.

 

Aby określić obecność gwiazd towarzyszących, badacze obserwowali ruch gwiazd na nocnym niebie zarówno przez długie, jak i krótkie okresy czasu. Szukali oznak lekkiego wahania lub ruchu spiralnego, które wskazywałyby na obecność wielu gwiazd. Co zaskakujące, odkryto, że gwiazdy Be mają mniej satelitów niż gwiazdy B. Jednakże główny badacz, profesor Oudmaier, sugeruje, że ta rozbieżność może wynikać z faktu, że te gwiazdy towarzyszące są bardzo słabe i trudne do wykrycia.

 

Oprócz podważenia tradycyjnych teorii powstawania gwiazd, odkrycie ma wpływ na zrozumienie innych zjawisk astronomicznych. Profesor Oudmaier wyjaśnia: „Zrozumienie powstawania i ewolucji gwiazd Be ma kluczowe znaczenie dla ogólnego opracowania teorii ewolucji gwiazd”. Zdobywając głębsze zrozumienie tych masywnych gwiazd, naukowcy mogą również uzyskać wgląd w zachowanie czarnych dziur, gwiazd neutronowych i fal grawitacyjnych.

 

To przełomowe badanie rzuca nowe światło na naturę gwiazd Be i ich miejsce we Wszechświecie. Konieczne będą dalsze badania, aby potwierdzić odkrycia i zbadać ich wpływ na nasze zrozumienie powstawania i ewolucji gwiazd.