Край Будущего

Учёные давно спорят о том, какую роль играли чёрные дыры в формировании ранней Вселенной. Раньше у нас было мало информации о чёрных дырах, которые существовали очень давно, когда Вселенная была молодой, поэтому было сложно понять, насколько они важны.

Недавнее исследование под руководством Софии Джерис из Кембриджского университета помогло пролить свет на эту загадку. Учёные использовали данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), который уже несколько лет собирает информацию о далёких объектах во Вселенной. В частности, они изучили спектры — особые «подписи» света — от множества далёких галактик, чтобы понять, есть ли в них чёрные дыры.

В исследовании использовались данные из программы JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), которая собрала тысячи спектров от объектов, расположенных очень далеко, то есть мы видим их такими, какими они были в далёком прошлом. Из примерно 4000 спектров были выбраны 600 галактик, очень удалённых от нас. При этом из анализа исключили яркие галактики с уже известными активными чёрными дырами, чтобы не пропустить слабые и менее заметные.

Учёные объединили спектры этих галактик, чтобы усилить слабые сигналы, которые могли указывать на присутствие менее активных чёрных дыр. Они искали особый свет, называемый широким Hα — он появляется, когда чёрная дыра активно поглощает вещество. Хотя такой свет может появляться и по другим причинам, учёные исключили эти варианты и подтвердили, что в центре многих галактик действительно есть слабые активные чёрные дыры.

Что важно, эти чёрные дыры оказались гораздо меньше, чем те, которые обычно находят в ранней Вселенной — их масса примерно в миллион раз больше массы нашего Солнца, что для чёрных дыр относительно мало. Они также были гораздо менее активными.

Это открытие помогло решить загадку: раньше казалось, что чёрные дыры в ранних галактиках слишком большие для своих хозяев. Теперь понятно, что существует много маленьких чёрных дыр, которые лучше соответствуют размерам своих галактик. Возможно, во многих случаях галактики сформировались раньше, чем их чёрные дыры.

В целом, эти исследования показывают, что чёрные дыры разного размера сыграли важную роль в развитии Вселенной. Телескоп Джеймса Уэбба помогает учёным лучше понять, как формировались первые галактики и чёрные дыры. Это только начало — впереди ещё много открытий, которые помогут нам глубже узнать историю нашей Вселенной.

Публикация взята с сайта: https://arxiv.org/abs/2506.22147

Квантовая телепортация — это удивительный процесс, который позволяет передавать квантовое состояние частицы на большое расстояние, не перемещая саму частицу. Проще говоря, информация о частице переносится мгновенно, что может стать основой для создания квантового Интернета — сети, которая обеспечит сверхбезопасную и быструю передачу данных между устройствами.

Идея квантовой телепортации не новая — её уже несколько раз показывали в лабораториях. Однако раньше в экспериментах использовали свет с длиной волны, отличной от тех, что применяются в обычных телекоммуникациях.

Недавно учёные из Нанкинского университета успешно телепортировали квантовую информацию, закодированную в свете с длиной волны, используемой в современных сетях связи, в специальную квантовую память. Их исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters и открывает новые возможности для создания больших квантовых сетей и, возможно, квантового Интернета.

Как объясняет старший автор работы Сяо-Сон Ма, квантовая телепортация очень важна для квантовой связи, так как позволяет передавать квантовые состояния, не раскрывая их содержимое. Чтобы передавать информацию на большие расстояния, нужно уметь хранить квантовые данные — для этого и нужна квантовая память.

В своей работе исследователи объединили телекоммуникационный свет с твердотельной квантовой памятью, которая способна сохранять квантовую информацию. Такая память поможет распределять и хранить запутанные частицы в квантовой сети, что важно для передачи данных на большие расстояния через специальные устройства — квантовые ретрансляторы. Они делят длинный путь на короткие участки, где информация передаётся и хранится, а затем соединяются в единую сеть.

Для эксперимента команда использовала пять основных систем: подготовку квантового состояния, источник запутанных фотонов (частиц света), измерение особого типа — состояние Белла, квантовую память на основе ионов эрбия и устройство для точной настройки частот. Все эти компоненты работают вместе и совместимы с современными оптоволоконными сетями.

Результаты показывают, что квантовая информация может передаваться с помощью технологий, которые уже применяются в телекоммуникациях. Это важный шаг к созданию масштабируемых квантовых сетей и, в конечном итоге, квантового Интернета.

В будущем учёные планируют улучшить квантовую память, чтобы она могла хранить информацию дольше и делать это эффективнее. Это поможет сделать квантовые сети ещё более надёжными и быстрыми.

Международная команда астрономов с помощью космического телескопа TESS обнаружила новую планету под названием TOI-2431 b, которая вращается вокруг ближайшей к нам звезды. Эта планета примерно в полтора раза больше Земли и делает полный оборот вокруг своей звезды всего за 5,4 часа — это очень короткий орбитальный период.

Телескоп TESS следит за около 200 тысячами ярких звезд рядом с Землей, чтобы заметить небольшие изменения в их яркости, которые происходят, когда планеты проходят перед ними. С 2018 года TESS обнаружил тысячи кандидатов в экзопланеты, из которых более 600 уже подтверждены.

TOI-2431 b вращается вокруг звезды типа K7, которая находится примерно в 117 световых годах от нас. Ученые подтвердили существование планеты, используя данные с TESS, а также наземные наблюдения с помощью специальных приборов, которые измеряют движение звезды из-за гравитационного влияния планеты.

Планета TOI-2431 b примерно в 6 раз тяжелее Земли и очень плотная — почти в два раза плотнее железа. Из-за близости к своей звезде — всего 0,0063 астрономических единиц (примерно 1% расстояния от Земли до Солнца) — температура на планете достигает около 2000 градусов Кельвина (примерно 1700 градусов Цельсия). Такая высокая температура, скорее всего, делает поверхность планеты расплавленной.

Кроме того, из-за сильного гравитационного притяжения звезды планета испытывает приливные деформации — её форма немного вытянута, и одна ось короче другой примерно на 9%. Приливные эффекты затухают примерно за 31 миллион лет — это очень быстро по космическим меркам.

Звезда TOI-2431 чуть меньше и легче нашего Солнца, ей около 2 миллиардов лет, а температура поверхности — около 4100 градусов Кельвина.

Ученые считают, что TOI-2431 b — отличная цель для дальнейших исследований с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Наблюдения помогут узнать больше о составе планеты и выяснить, есть ли у неё атмосфера.

Публикация взята с сайта: https://arxiv.org/abs/2507.08464

Бетельгейзе — одна из самых ярких звезд на ночном небе и ближайший к нам красный сверхгигант. Она огромна — её радиус примерно в 700 раз больше радиуса Солнца. Хотя Бетельгейзе сравнительно молода по астрономическим меркам — около десяти миллионов лет, — она уже находится на поздней стадии своей жизни.

Эта звезда расположена в созвездии Ориона, в его плече, и люди наблюдают за ней невооружённым глазом уже тысячи лет. Известно, что яркость Бетельгейзе меняется со временем. Основной цикл изменений длится около 400 дней, а есть и более длинный — примерно шесть лет.

В 2019–2020 годах Бетельгейзе сильно потускнела — это событие назвали «Великое затемнение». Многие подумали, что звезда скоро взорвётся как сверхновая, но учёные выяснили, что причина была в большом облаке пыли, которое выбросила сама Бетельгейзе.

Это затемнение привлекло внимание к звезде и побудило учёных пересмотреть старые данные. Один из анализов показал, что шестилетние колебания яркости могут быть связаны с тем, что у Бетельгейзе есть спутник — другая звезда рядом с ней.

Группа учёных под руководством Стива Хауэлла из НАСА впервые обнаружила этого спутника с помощью специального прибора — спекл-томографа «Алопеке», установленного на телескопе «Северные Близнецы» на Гавайях. Метод, который они использовали, называется спекл-визуализация — он позволяет получать очень чёткие изображения, устраняя искажения, вызванные атмосферой Земли.

Спутник оказался намного слабее Бетельгейзе — примерно в шесть раз по звёздной величине. Его масса примерно в полтора раза больше массы Солнца, и это горячая, молодая бело-голубая звезда типа А или В, которая ещё не начала сжигать водород в своём ядре.

Этот спутник находится довольно близко — примерно в четыре раза дальше от Бетельгейзе, чем расстояние от Земли до Солнца. Это первое в истории прямое наблюдение близкой звезды-компаньона у красного сверхгиганта. Более того, спутник движется внутри внешней атмосферы Бетельгейзе, что показывает высокую точность и возможности инструмента «Алопеке».

Стив Хауэлл отметил, что это открытие стало возможным благодаря уникальному разрешению телескопа «Северные Близнецы» и что раньше никто не мог сфотографировать такой спутник.

Это открытие помогает лучше понять жизнь и будущее Бетельгейзе. Похоже, что обе звезды — и сверхгигант, и спутник — родились одновременно. Но из-за сильного влияния Бетельгейзе спутник со временем сожмётся и погибнет, поглощённый сверхгигантом, что, по оценкам учёных, может произойти в течение ближайших 10 тысяч лет.

Также это объясняет, почему яркость красных сверхгигантов может меняться на протяжении многих лет. Хауэлл выразил надежду, что дальнейшие наблюдения помогут узнать ещё больше.

Мартин Стилл из Международной обсерватории Близнецов добавил, что возможности спекл-визуализации остаются важным инструментом для астрономов и что решение загадки Бетельгейзе — большое достижение.

Следующий шанс лучше изучить спутник появится в ноябре 2027 года, когда он окажется на самом большом расстоянии от Бетельгейзе и будет легче виден. Команда Хауэлла с нетерпением ждёт этих наблюдений, чтобы глубже понять природу звезды-компаньона.