Ученые в два раза уменьшили массу Млечного Пути

Астрономы из Китая и Германии провели самое точное на сегодняшний момент измерение массы Млечного Пути. Оказалось, что наша галактика в два раза легче, чем предполагалось раньше. Работа ученых будет опубликована осенью в журнале The Astrophysical Journal. Препринт статьи доступен здесь.

Идея измерения массы заключалась в следующем: исследователи наблюдали за так называемыми звездами голубой горизонтальной ветви. Это звезды, которые лежат на расстоянии порядка 200 тысяч световых лет от центра Млечного Пути. Для каждой конкретной звезды брался спектр излучения и определялся тип звезды (Красный карлик, Белый гигант и так далее). По типу определялись средние значения массы и яркости. Измеряя видимую яркость, ученые вычисляли расстояние до звезды. Далее оценивалась сила притяжения галактики, необходимая для того, чтобы удерживать звезду такой массы на данном расстоянии.

Самым точным на настоящий момент это исследование делает то, что ученые использовали данные о 2400 звездах. Предыдущие измерения довольствовались не более чем 500. Согласно результатам исследования, масса нашей галактики оказалась приблизительно равна массе триллиона Солнц. В предыдущих работах были получены существенно большие значения: вплоть до двух триллионов Солнц.

Новое значение включает в себя массу диска темной материи, в котором находится наша галактика. Темная материя – загадочная субстанция, которая не поддается обнаружению прямыми методами. Однако именно она формирует большую часть материи Вселенной.

Все данные, использованные исследователями, были получены в рамках второй Слоановской программы цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey). Цель программы - как можно более подробно изучить определенную четверть неба. Для это используется 2,5-метровый оснащенный цифровой камерой телескоп, расположенный в Обсерватории Апач Пойнт (Apache Point Observatory), США, штат Нью-Мексико. За восемь лет существования программы были получены данные о более чем 100 миллионах объектов в наблюдаемом сегменте.

Углеродные нанотрубки заменят платину в солнечных батареях

Американским исследователям из института Санта Фе удалось усовершенствовать конструкцию солнечных батарей на основе сенсибилизированных красителей. Заменив диоксид титана и платину, использующиеся при производстве этих батарей, на углеродные нанотрубки с дефектами, ученые добились прироста производительности и удешевления конструкции. Работа опубликована в журнале Nano Letters. В настоящее время они патентуют свое изобретение.

Солнечные батареи на основе сенсибилизированных красителей (Dye-sensitized solar cells или DSC) были изобретены в 1991 году. В настоящее время схема элементов батареи следующая: на стеклянной основе располагается слой прозрачного проводящего ток диоксида титана с вкраплениями сенсибилизированных красителей (красители с химически повышенной чувствительностью к ультрафиолету). Между слоем диоксида и стеклом находится слой платины. Электрический ток возникает в результате химических реакций, которые происходят во вкраплениях красителей под воздействием солнечного света. Эти реакции катализируются платиной.

Группа американских исследователей из института Санта Фе заменила оксид и платину на слой из углеродных нанотрубок. Как оказалось "обычные" нанотрубки для этой цели не подходят: полученный слой не обладает прозрачностью и проводимостью оксида и катализирующими свойствами платины. Для получения первых двух свойств ученые добавили слой более длинных нанотрубок.

Чтобы получить каталитический эффект, исследователи решили внести в нанотрубки дефекты. Предположительный механизм катализа с помощью дефективных нанотрубок заключается в том, что дефекты являются "посадочными площадками" для атомов реагирующих веществ. Исследователи поместили нанотрубки в озон - крайне активное химическое соединение. Воздействие озона вызвало разрушения в структурах трубок, то есть, образованию необходимых дефектов. Катализирующие свойства батарей при этом выросли в десятки раз.

Применение углеродных нанотрубок призвано решить ряд принципиальных проблем солнечных батарей на основе сенсибилизированных красителей. Во-первых, новая конструкция обладает большой выходной мощностью. Батареи традиционной конструкции по этому параметру уступали широко распространенным кремниевым. Во-вторых, уменьшается тепловыделение, что позволяет использовать в качестве основы для батареи не только термостойкие материалы. В третьих, производство батарей на основе нанотрубок существенно дешевле, так как при этом не используется дорогая платиновая пленка.