Радиоастрономы позвали добровольцев на поиск черных дыр
Ученые призвали всех желающих принять участие в анализе данных с крупнейшего радиотелескопа в мире — LOFAR. Эта низкочастотная установка проводит обзор неба, в данных которого оказывается множество радиогалактик со сложным строением, из-за чего расположение центральных сверхмассивных черных дыр в них трудно определить автоматическими методами. Астрономы приглашают энтузиастов помочь справиться с этой задачей в рамках проекта LOFAR Radio Galaxy Zoo.
Существует несколько механизмов излучения электромагнитных волн космическими объектами, которые приводят к генерации колебаний с разными спектральными характеристиками, то есть зависимостями интенсивности от длины волны. В связи с этим на разных частотах один и тот же объект может выглядеть совершенно иначе. Более того, в одних диапазонах некоторые типы источников могут быть самыми яркими, а в других — не наблюдаться вовсе, так как их потоки оказываются ниже чувствительности приборов.
В оптическом диапазоне хорошо видны отдельные объекты, такие как звезды и галактики. В то же время в радиодиапазоне, как правило, ярче выглядят другие структуры, такие как расширяющиеся оболочки остатков сверхновых или гигантские облака горячего газа, выброшенные сверхмассивными черными дырами в центрах галактик на этапах их активности.
Одним из наиболее амбициозных проектов в области радиоастрономии на данный момент является обзор неба системой LOFAR, которая состоит из множества радиотелескопов, расположенных по всей Европе. Опубликованный ранее первый набор данных с установки содержит примерно 350 тысяч разнообразных источников, а в готовящемся втором их будет уже свыше четырех миллионов.
Для ускорения работы по классификации объектов ученые из Радиоастрономического института Нидерландов ASTRON, головной организации проекта LOFAR, запустили инициативу LOFAR Radio Galaxy Zoo. В рамках нее каждый желающий может пройти обучение для понимания основ типологии радиогалактик, а затем помочь ученым проанализировать собранную информацию.
Основная часть данных с радиотелескопов обрабатывается в автоматическом режиме с помощью специальных алгоритмов. Однако для объектов с наиболее сложной структурой (и, следовательно, наиболее интересных) точность программ оказывается невелика. В частности, иногда трудно отождествить радиоизображения с положениями известных по оптическим обзорам источников, то есть непонятно в какой галактике расположена сверхмассивная черная дыра, джеты которой породили данное радиоизлучение.
Добровольцам предлагается определить, какие области с повышенным радиоизлучением, по их мнению, относятся к единому объекту, привести в соответствие источники в радио и оптическом диапазоне, а также указать на наличие обстоятельств, затрудняющих выполнение заданий, таких как артефакты в данных или отсутствие сопутствующего оптического изображения.
Завершение проекта позволит ученым лучше понять процессы формирования радиоисточников, эволюцию черных дыр в центрах галактик, а также разобраться в деталях гигантских как по размеру, так и по энерговыделению выбросов из них. Дополнительно это поспособствует созданию новых компьютерных алгоритмов, которые по задумке ученых рано или поздно должны начать классифицировать радиоисточники точнее даже тренированных людей.
Ранее данные LOFAR позволили обнаружить самую далекую радиогалактику, найти ускоренные неизвестным механизмом межгалактические электроны и впервые зафиксировать у звезды вызванные экзопланетой полярные сияния.
Тимур Кешелава
Для скалярной константы связи удалось уточнить предел почти на порядок
Физики из Великобритании получили наиболее жесткие на сегодняшний день ограничения на параметры ультралегкой темной материи. Для этого они использовали данные атомных часов и новый модельно-независимый подход к изучению вариаций во времени этих параметров и других фундаментальных констант. Работа опубликована в журнале New Journal of Physics. По современным представлениям темной материи во Вселенной примерно в пять раз больше обычного вещества. Она не участвует в электромагнитных взаимодействиях и поэтому недоступна прямому наблюдению. Наиболее вероятные кандидаты на роль темной материи — вимпы — до сих пор экспериментально не обнаружены. Поэтому ученые рассматривают и другие теории о составе темной материи: от сверхлегких частиц, например, аксионов, до первичных черных дыр. Ранее ученые уже использовали данные атомных часов для ограничения параметров ультралегкой темной материи с массой менее 10-16 электронвольт. На этот раз физики Натаниель Шерилл (Nathaniel Sherrill) и Адам О Парсонс (Adam O Parsons) с коллегами из университета Сассекса и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне предложили новый модельно-независимый подход к изучению временных вариаций фундаментальных констант при анализе данных атомных часов. При этом количество свободных параметров увеличилось, что по мнению ученых позволит тестировать различные модели и их константы связи. Чтобы проверить новый подход в действии, физики использовали три типа атомных часов: на основе атомов стронция Sr в решетчатой ловушке, на основе ионов иттербия Yb+ в ловушке Пауля и атомные часы на цезиевом фонтане Cs. Частоты всех часов измерялись относительно водородного мазера, после чего рассчитывались отношения частот Yb+/Sr, Yb+/Cs и Sr/Cs. Это позволило исключить возможные ошибки, связанные с нестабильностью работы мазера из-за изменения параметров окружающей среды. Генерируемые частоты во всех часах зависят от соотношений постоянной тонкой структуры и массы электрона. Поэтому из взаимных измерений частот трех часов можно получить колебания со временем этих констант. Особенностью эксперимента стала независимость измерений от предполагаемой функциональной зависимости констант от времени. Поэтому полученные ограничения могут быть использованы при рассмотрении любых гипотетических моделей. В частности, ученые получили ограничения на константы связи гипотетических частиц темной материи в области масс от 10-20 до 10-17 электронвольт. Для скалярной константы связи dγ(1) физикам удалось исключить новую область параметров, усилив предыдущий предел примерно на порядок. Ученые до сих пор не могут определить параметры темной материи, хотя и видят ее проявления в различных процессах. Чтобы лучше разобраться, какие на сегодняшний день существуют модели, описывающие темную материю, пройдите наш тест.