Velika crvena pega (GRS) na Jupiteru, anticklon dovoljno velik da proguta Zemlju, otkrivena je pre više od 150 godina, ali i dalje pruža nova iznenađenja, posebno kada je NASA-in Hubble svemirski teleskop posmatra iz blizine. Nedavna Hubble-ova opažanja, sprovedena tokom 90-dnevnog perioda od decembra 2023. do marta 2024. godine, otkrila su da GRS nije tako stabilna kao što se ranije mislilo. Podaci pokazuju da se GRS osciluje poput posude želatina.
Teleskop Hubble omogućio je astronomima da sastave vremenski lapse film koji prikazuje nepredvidljivo ponašanje GRS-a. Dok je bilo poznato da se njegova longitudinalna kretnja blago menja, niko nije očekivao da će se i veličina oscilovati. Ovo je prvi put da Hubble, zahvaljujući svojoj visokoj rezoluciji, omogućava da se precizno utvrdi kako se GRS steže i širi dok se menja brzina njegovog kretanja. Trenutno ne postoje hidrodinamička objašnjenja za ove promene.
Shvatanje mehanizama najvećih oluja u Sunčevom sistemu može proširiti teorije o uraganima na Zemlji, što bi moglo doprineti boljem razumevanju meteorologije na planetama oko drugih zvezda. Istraživački tim koristi Hubble kako bi detaljno proučio veličinu, oblik i suptilne promene boje GRS-a. Primetili su da se centralni deo oluje najviše osvetljava kada je GRS na najvećoj veličini u ciklusu oscilacije, što ukazuje na manje apsorpcije čestica magle u gornjoj atmosferi.
Istraživači se nadaju da će u budućnosti, putem drugih visokorezolutivnih slika sa Hubble-a, moći da identifikuju druge faktore na Jupiteru koji utvrđuju temeljni uzrok oscilacija Velike crvene pege.
Švedska kraljevska akademija nauka odlučila je da dodeli Nobelovu nagradu za fiziku 2024. godine Johnu J. Hopfieldu i Geoffreyu E. Hintonu “za temeljna otkrića i pronalaske koji omogućavaju mašinsko učenje sa veštačkim neuronskim mrežama”.
Ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade za fiziku koristili su alate iz fizike za razvoj metoda koje su temelj savremenog moćnog mašinskog učenja. John Hopfield je kreirao asocijativnu memoriju koja može da skladišti i rekonstruiše slike i druge tipove obrazaca u podacima. Geoffrey Hinton je izumeo metodu koja autonomno pronalazi svojstva u podacima, omogućavajući prepoznavanje specifičnih elemenata na slikama.
Veštačka inteligencija često podrazumeva mašinsko učenje sa veštačkim neuronskim mrežama, tehnologijom inspirisanom strukturom mozga gde neuroni predstavljaju čvorove različitih vrednosti koji utiču jedni na druge putem veza nalik sinapsama. Čvorovi se treniraju između ostalog tako što razvijaju jače veze, a značajan rad na ovim mrežama započeo je još 1980-ih godina zahvaljujući ovogodišnjim lauretima.
John Hopfield je izmislio mrežu koja koristi metodu za čuvanje i rekreiranje obrazaca, koristeći fiziku koja opisuje karakteristike materijala zbog atomskog spina. Mreža je trenirana pronalaženjem vrednosti za veze među čvorovima tako da sačuvane slike imaju nisku energiju, omogućavajući mreži da korak po korak pronađe sačuvanu sliku koja najviše podseća na izobličenu ili nepotpunu sliku koja joj je data.
Geoffrey Hinton je koristio Hopfildovu mrežu kao osnovu za svoju novu mrežu, Bolcmanovu mašinu, koja može da prepozna karakteristične elemente u podacima. Bolcmanova mašina koristi alate iz statističke fizike, trenirajući se primerima koji su vrlo verovatni da nastanu kada se mašina pokrene. Ova mašina može služiti za klasifikaciju slika ili kreiranje novih primera obrazaca na kojima je trenirana.
Rad laurenata već sada donosi velike koristi, posebno u fizici gde se veštačke neuronske mreže koriste u mnogim oblastima, uključujući razvoj novih materijala sa specifičnim svojstvima.
Naučni tim uz pomoć James-Webb teleskopa prvi put je otkrio prisustvo kristalnog ugljen-dioksidnog leda i vodonik-peroksida na površini Harona, meseca Plutona. Ova nova saznanja pružaju uvid u hemijski sastav Harona i ukazuju na to kako zračenje utiče na hemijske procese na njegovoj površini. Ranija istraživanja su pokazala da je površina Harona pretežno pokrivena kristalnim vodom ledom i amonijačnim jedinjenjima. Međutim, prisustvo ključnih molekula poput ugljen-dioksida do sada nije bilo potvrđeno. James-Webb teleskop je otkrio da se CO2 na Haronu nalazi u obliku tankog sloja čistog, kristalnog leda koji je verovatno izložen usled udara. Osim toga, spektralni podaci su otkrili prisustvo vodonik-peroksida, koji nastaje fotohemijskim reakcijama pod uticajem UV zračenja i kosmičkog zračenja koje dolaze do površine Harona. Ova otkrića obogaćuju naše razumevanje hemijskih svojstava objekata u udaljenom Kuiperovom pojasu, oblasti Sunčevog sistema koja je još uvek malo istražena.
NASA-ini inženjeri su isključili instrument za proučavanje plazme na svemirskoj letelici Voyager 2 zbog kako bi uštedeli i sačuvali smanjujuće količine energije na letelici. I pored toga, letelica, koja se nalazi preko 12,8 milijardi milja od Zemlje, nastavlja sa istraživanjima sa preostala četiri instrumenta. Cilj očuvanja energije je produženje operativne sposobnosti letelice do 2030-ih godina. Ovaj podvig naglašava jedinstvenu ulogu letelice u istraživanju međuzvezdanog prostora izvan našeg solarnog sistema.
Voyager 2 nastavlja da funkcioniše sa svojim preostalim naučnim instrumentima uprkos udaljenosti od preko 12,8 milijardi milja (20,5 milijardi kilometara) od Zemlje. Ispitivanje regiona van heliosfere, zaštićenog mehura čestica i magnetnih polja koje stvara Sunce, omogućeno je zahvaljujući naporima inženjerskog tima.
Misija je suočena sa izazovima u očuvanju energije jer letelice gube oko 4 vata snage svake godine radioizotopskih termoelektričnih generatora na bazi plutonijuma. Tim je morao da isključi sve sisteme i instrumente koji nisu neophodni za osnovne operacije, uključujući neke grejače. Poslednji pokušaj štednje energije podrazumeva isključivanje instrumenta za proučavanje plazme, dok se drugi instrumenti i dalje koriste za istraživanje međuzvezdanog prostora.
Inženjeri pažljivo prate sve promene na letelici staroj 47 godina da bi izbegli bilo kakve nepredviđene posledice, a potvrđeno je da je isključivanje instrumenta prošlo bez incidenata. Tim će nastaviti da nadgleda stanje letelice i da donosi odluke koje će maksimizirati naučne rezultate misije.
Dana 1. oktobra, Sunce je emitovalo izuzetno moćnu X7.1 baklju, jednu od najjačih u trenutnom Solarnom ciklusu 25. Ova baklja je druga po snazi u ovom ciklusu, odmah iza X8.7 baklje koja se desila 14. maja. Baklja je izazvala delimični ili potpuni gubitak visokofrekventnih radio signala u osvetljenim delovima Zemlje, uključujući zapadnu hemisferu, Pacifik, Australiju i Azijsko-pacifički region.
NASA-in “Solar Dynamics Observatory” snimio je ovu baklju. Pored baklje, došlo je i do koronalne masovne izbacivanja (CME) – ogromne eksplozije solarne plazme, koja je usmerena ka Zemlji i očekuje se da će izazvati snažnu geomagnetnu oluju 4. oktobra. Ovi događaji mogu pojačati aurore, ali i uticati na navigacione sisteme, elektroenergetske mreže i satelitske komunikacije. Baklja je eruptirala iz sunčeve pege AR3842, koja je dan ranije emitovala M7.6 baklju, takodje moćnu, ali manje snage u odnosu na X-klasu.
Tokom 1990-ih, NASA sateliti dizajnirani da otkrivaju visokoenergetske čestice iz supernova i drugih nebeskih objekata otkrili su iznenađenje — izbijanja gama zračenja visokih energija sa Zemlje. Iako je brzo utvrđeno da ovi radioaktivni izvori potiču iz oluja sa grmljavinom, učestalost ovog fenomena ostala je misterija.
S obzirom na to da sateliti nisu bili dizajnirani za otkrivanje gama zračenja sa Zemlje, naučnici su se godinama oslanjali na neprikladne platforme. Međutim, prilika da se NASA-in preuređeni U2 špijunski avion preleti oluje pružila je novi uvid. Prema dvema novim studijama objavljenim u časopisu Nature, tim je otkrio da su gama zračenja iz oluja mnogo češća nego što se mislilo, te da dinamika stvaranja tih zračenja sadrži mnoge još neistražene misterije.
Profesor Stiv Kumer sa Univerziteta Djuk, koautor obe studije, navodi da svi veliki oblaci sa grmljavinom proizvode gama zrake tokom čitavog dana u različitim oblicima. Generalna fizika iza stvaranja ovih zračenja nije misteriozna: oblaci sa grmljavinom stvaraju električna polja koja mogu biti jednako jaka kao 100 miliona AA baterija složenih na kraj. Kada nabijene čestice, poput elektrona, naiđu na tako jako polje, ubrzavaju se i prouzrokuju nuklearne reakcije koje proizvode snažne bljeske gama zraka i drugih oblika zračenja.
Nakon mesec dana letenja iznad velikih oluja u tropima južno od Floride, istraživači su zabeležili više ovih gama zračenja nego što su očekivali. Otkrili su da su oblaci sa grmljavinom poput “ključale posude gama zračenja”, što sugeriše da više od polovine svih oluja u tropima proizvodi ovo zračenje. Takođe su primećene kratke i intenzivne eksplozije gama zračenja, često u vezi sa aktivnim munjama, kao i dva nova tipa izbijanja koja nisu prethodno viđena.
Ovi rezultati otežavaju jednostavno shvatanje dinamike gama zračenja iz oluja i ukazuju na potrebu za daljim istraživanjima. Naučnici su takođe potvrdili da ova gama zračenja ne predstavljaju opasnost za ljude u normalnim uslovima letenja.
Impulse Space je prikupio novu tranšu sredstava jer poznati investitori veruju da će premeštanje satelita u orbiti uskoro biti usluga velike potražnje.
Startup, koji je pre tri godine osnovao Tom Mueller, najavio je Seriju B rundu od 150 miliona dolara u utorak. Impulse razvija liniju orbitalnih transfer vozila (OTV) koja mogu podešavati položaje satelita u svemiru nakon što ih raketa lansira. Dok još nekoliko firmi radi na OTVs, Impulse tvrdi da su njihovi proizvodi diferencirani po svojim hemijskim pogonskim sistemima koji nude vrlo visoku delta-v, odnosno sposobnost promene brzine.
Kompanija je do sada najavila dva OTV: Mira, koji obavlja dostave satelita na poslednju milju za svemirske letelice koje su spuštene na lansiranja putem zajedničkih vožnji, i veći visokoenergetski impulsni stepen nazvan Helios, koji pomera letelice iz niske Zemljine orbite (LEO) u geosinhronu orbitu (GEO) za manje od 24 sata. Ovo je mnogo brže od postojećih opcija, koje su ili skuplje, poput plaćanja SpaceX Falcon Heavy da direktno leti do GEO ili Rocket Lab-a da sa Electron raketom precizno odredi orbitu, ili dugotrajnije, sa nižim delta-V impulsima prema GEO tokom nekoliko meseci.
“Satelitsko tržište zahteva poboljšane manevarbilnosti i brzu responzivnost u orbiti, što zahteva moćna vozila sa visokim delta-v koju nudi Impulse Space,” rekao je partner u Founders Fund, Scott Nolan, u izjavi. “Tom je izgradio tim s dubokim stručnim znanjem o inovacijama u tehnologijama od kritične važnosti za misije, postavljajući kompaniju da pouzdano isporučuje dok vozi budućnost svemirskog transporta.”
Mueller je dobro poznat u svemirskoj industriji: bio je osnivački zaposlenik SpaceX-a i na kraju postao CTO za pogone, gde je predvodio razvoj Merlin raketnog motora koji pokreće Falcon 9 raketu i Draco potisnika koji pokreću Dragon letelicu. SpaceX je napustio u novembru 2020. i osnovao Impulse manje od godinu dana kasnije.
Od tada je kompanija ostvarila nekoliko glavnih prekretnica, uključujući uspešnu prvu misiju koja je letela u novembru 2023. LEO Express-1 je video da Mira izlazi u orbitu po prvi put; misija je zaključena nakon devet meseci tokom kojih je Mira uspešno rasporedila teret korisnika i završila najveće podizanje orbite (150 kilometara za 75 sekundi) ikada izvedeno od strane OTV-a na svom prvom letu, saopštila je kompanija.
Postoje jaki signali da je Ministarstvo odbrane takođe zainteresovano za ovu sposobnost: Impulse je ranije ove godine dobio nekoliko nagrada od američkih Svemirskih snaga, uključujući dva granta za inovacije u malim preduzećima u okviru inicijative Tactically Responsive Space. Taj program je dizajniran da privuče sposobnosti iz privatne industrije koje bi mogle omogućiti Svemirskim snagama da se brže kreću u orbiti.
Startup je narastao na preko 140 zaposlenih, sa operacijama koje se primarno baziraju u objektu od 60,000 kvadratnih stopa u Redondo Beachu, Kalifornija.
Impulse je sada fokusiran na svoju drugu misiju, LEO Express-2, koja će videti da Mira rasporedi i nosi terete za više neimenovanih korisnika krajem ove godine. Unapređena verzija Mire će imati svoj prvi lansiranje 2025. godine, sa Heliosom koji će imati svoj prvi let 2026. godine.
Astronomi su objavili gigantsku infracrvenu mapu Mlečne staze koja sadrži više od 1,5 milijardi objekata, što je čini najdetaljnijom do sada napravljenom. Koristeći VISTA teleskop Evropske južne opservatorije (ESO), tim je nadgledao centralne regione naše Galaksije tokom više od 13 godina. Sa 500 terabajta podataka, ovo je najveći posmatrački projekat ikada izveden sa ESO teleskopom.
„Napravili smo toliko otkrića da smo zauvek promenili pogled na našu Galaksiju,” kaže Dante Minniti, astrofizičar na Universidad Andrés Bello u Čileu, koji je predvodio ceo projekat.
Ova rekordna mapa obuhvata 200.000 slika snimljenih pomoću ESO-ovog VISTA teleskopa, čija je glavna namena mapiranje velikih oblasti neba. Tim je koristio VISTA-inu infracrvenu kameru VIRCAM, koja može da prodre kroz prašinu i gas koji prožimaju našu galaksiju, otkrivajući tako i najskrivenije delove Mlečne staze.
Ogromna baza podataka pokriva oblast neba ekvivalentnu 8600 punih meseca, i sadrži oko 10 puta više objekata nego prethodna mapa iste ekipe objavljena 2012. godine. Ona uključuje novorođene zvezde, koje su često uronjene u prašnjave omotače, i globularne skupove – guste grupe miliona najstarijih zvezda u Mlečnoj stazi. Posmatranje infracrvene svetlosti omogućava VISTA-i da uoči vrlo hladne objekte, koji sjaje na ovim talasnim dužinama, kao što su smeđi patuljci ili slobodno plutajuće planete koje ne orbitiraju oko zvezde.
Posmatranja su počela 2010. i završila se u prvoj polovini 2023. godine, obuhvatajući ukupno 420 noći. Promatranjem svakog dela neba više puta, tim je mogao ne samo da utvrdi lokacije ovih objekata, već i da prati njihovo kretanje i promene u svetlini. Mapa takođe uključuje podatke o zvezdama čija se osvetljenost periodično menja, što omogućava precizno merenje udaljenosti do njih. Ovo je omogućilo trodimenzionalni pogled na unutrašnje regione Mlečne staze, koji su prethodno bili skriveni prašinom. Istraživači su takođe pratili hiperbrze zvezde, koje se kreću velikom brzinom nakon bliskog susreta sa supermasivnom crnom rupom u centru Mlečne staze.
Nova mapa sadrži podatke prikupljene kao deo istraživanja “VISTA Variables in the Vía Láctea” (VVV) i njegovog pratećeg projekta VVV eXtended (VVVX). Ovi projekti su već rezultirali sa više od 300 naučnih članaka. Dok su istraživanja sada završena, naučna obrada prikupljenih podataka će se nastaviti decenijama.
Evropa, jedan od meseca Jupitera, dugo je privlačila pažnju naučnika zbog svoje zaleđene površine ispod koje se krije slani okean. Kako NASA-ina misija Europa Clipper priprema svoju sondu za lansiranje, najavljena je ambiciozna potraga za mogućim znakovima života u tom okeanu.
U proleće 2031. godine, Clipper će započeti svoju avanturu ka Jupiterovom sistemu, opremljen sa devet naučnih instrumenata. Sonda će vršiti oko 50 bliskih preleta iznad Evrope, istražujući okean ispod leda i tražeći hemikalije koje bi mogle podržati život. Takođe, ukoliko voda iz okeana izbija kroz led u vidu gejzira, Clipper bi mogao detektovati mikrobe direktno, iako je to manje verovatno.
Misija Clipper je skupa – koštaće NASA-u 5 milijardi dolara, što je najskuplji planetarni naučni poduhvat od misije Cassini-Huygens na Saturnu. Međutim, potencijalni naučni prinosi su ogromni, jer uspešna misija može proširiti naše razumevanje života u Sunčevom sistemu i postaviti nove granice za traganje za vanzemaljskim životom.
Pored složenosti lansiranja i tehničkih izazova, Clipper mora preživeti ekstremne uslove radijacije oko Jupitera. Inženjeri su dizajnirali zaštitne tehnike kako bi osigurali elektroniku.
Misija će takođe koristiti magnetometar za otkrivanje dubine i saliniteta okeana, kao i panoramsku kameru koja će mapirati površinu Evrope u visokoj rezoluciji. Naučnici očekuju da otkriju detalje o erupcijama leda umesto lave – i hemijske sastave koji bi podržavali življenje.
Ako Clipper uspe da detektuje uslove pogodne za život – ili čak direktne znakove života – to bi moglo imati revolucionarne posledice, uključujući eventualne misije za uzimanje uzoraka na Evropu ili čak sondu koja bi istraživala okean ispod leda. Uspeh misije mogao bi redefinisati pojam zone nastanjive za život u svemiru, proširujući je daleko izvan tradicionalnih zona.
Galileovo otkriće Evrope i njenih susednih meseca pre 400 godina promenilo je naše poimanje svemira. Moglo bi se dogoditi da Clipper, četiri veka kasnije, unese još jednu takvu revoluciju u shvatanje našeg mesta u univerzumu.
Matematičari su opisali novu klasu oblika koji se obično javljaju u prirodi — od komora u poznatoj spiralnoj školjki nautilusa do načina na koji se seme pakuje u biljkama. Ovaj rad se bavi matematičkim konceptom ‘popločavanja’: kako se oblici uklapaju na površini. Problem popunjavanja ravni identičnim pločicama je temeljito istraživan od antike, ali istraživači su odredili principe popločavanja novim setom geometrijskih gradivnih blokova sa zaobljenim uglovima, koje su nazvali ‘meke ćelije’.
Matematičar Gábor Domokos sa Budimpeštanskog univerziteta za tehnologiju i ekonomiju i njegovi saradnici su se fokusirali na periodične poligonalne popločane površine, ali su razmatrali šta se dešava kada se neki od uglova zaokrugle. U dvodimenzionalnom prostoru, ne mogu se svi uglovi zaobliti bez ostavljanja praznina, ali punjenje prostora postaje moguće kada se neki uglovi deformišu u ‘prelazne oblike’. Ovi uglovi imaju unutrašnje uglove nula i ivice koje se tangencijalno susreću, kao kod suze, i pravilno se uklapaju uz zaobljene uglove.
Domokos i saradnici su razvili algoritam za glatko konvertovanje geometrijskih pločica — bilo dvodimenzionalnih poligona ili trodimenzionalnih poliedara — u meke ćelije, i istražili raspon mogućih oblika koje ova pravila dozvoljavaju. U 2D prostoru, mogućnosti su prilično ograničene: sve pločice moraju imati najmanje dva ugla nalik cuspu. Ali u 3D prostoru, uvodeći mekoću otkriva se nekoliko iznenađenja. Posebno, ove meke ćelije mogu popuniti volumetrički prostor bez ikakvih uglova.
Istraživači su primetili meka popločavanja prirodno prisutna u obliku ostrva u razgranatim rekama, preseke koncentričnih slojeva u luku i biološke ćelije u tkivu, kao i u 3D komorama spiralnih školjki, kao što je nautilus (vidi ‘Prirodne meke ćelije’). Veruju da priroda generalno izbegava uglove jer su takvi nabori visoko energetski troškovi u deformaciji i mogu biti izvori strukturne slabosti. Istraživanje nautilusa je bilo ključna tačka rada, gde su otkrili da 3D komore školjke zapravo nemaju uglove, kao što je sumnjala ko-autorka Krisztina Regős.
Iako analiza koristi matematiku poznatu vekovima, iznenađuje što koncept mekih ćelija nije bio formalizovan pre sada. Istraživači veruju da će njihov rad ponuditi novi deskriptivni jezik strukture, iako možda još ne otkriva nove fizičke principe iza formiranja takvih struktura u prirodi. Takođe, arhitekte poput Zahe Hadid intuitivno koriste meke ćelije kako bi izbegli ili minimalizovali uglove, bilo iz estetskih ili strukturnih razloga.
