На этой странице публикуются новости по проблемам малоракурсной томографии: новые методы реконструкции, интересные алгоритмы, примеры и описания аппаратурной реализации в различных областях науке и технике.

 

Методы и средства оптической томографии.

 

  • В СГАУ разработан малогабаритный оптический томограф позволяющий получать до 24 проекция при эмиссионном способе диагностики, сканер томографа сопрягается с широко распространенными спектральными приборами типа ИСП-28, ИСП-51, либо монохроматорами. Спектрограф предназначен для исследования таких плазменных объектов как дуговые разряды, плазменные потоки малогабаритных плазмотронов и т. д. Исходная информация спектров проекций фиксируется с помощью скоростных ПЗС камер.

 

Малоракурсная томографическая диагностика материалов и изделий, исследование структуры материалов.

 

  • В СГАУ разрабатывается пакет ПО для прямой  3D – реконструкции локальных объектов (для задач интроскопии), с объемным – стереоскопическим представлением информации. Такой подход значительно сокращает время на реконструкцию и визуализацию, может быть реализован даже на однопроцессорных компьютерах. Разработчики же ориентировались на реализацию ПО на сетевых UNIX системах – кластерах.

 

 Медико – биологические приложения малоракурсной томографической диагностики.

 

  • В самарском государственном

аэрокосмическом университете проводятся научно – исследовательские работы по разработке томографической 3D реконструкции электромагнитных полей излучаемых биологическими объектами.

·       Разработана методика исследования пространственной конфигурации позвоночника использующая алгоритмы и подход малоракурсной 3D томографии.

·        Разработано программное  обеспечение и аппаратурная реализация для малоракурсной томографической диагностики глазного дна, стекловидного тела. Системы такого рода предполагают использование стандартных глазных микроскопов, и лазерного зондирования слаботочными полупроводниковыми лазерами.

 

Новости из лабораторий мира.

Доказано существование сверхплотной черной дыры в центре Млечного пути.

17 октября 2002 года, 16:44

 

Немецкие исследователи из Института внеземной физики имени Макса Планка доказали существование сверхплотной черной дыры в центре нашей галактики. Эта гипотеза и раньше считалась наиболее вероятным объяснением природы объекта А* Стрельца, находящегося в самом центре Млечного пути.

Данный объект является источником радиоволн и рентгеновского излучения. Появление излучения в радиоволновом диапазоне характерно для процесса втягивания материи в черную дыру, а рентгеновское излучение возникает при разогреве материи, поглощаемой коллапсаром. Тем не менее, до последнего времени не исключались теории, согласно которым А* Стрельца считался кластером из множества черных дыр или нейтронных звезд.

Получены новые доказательства существования во Вселенной загадочной темной материи.

 

Космический телескоп "Чандра" получил новые доказательства существования во Вселенной темной материи. На полученных с помощью "Чандры" рентгеновских снимках далекой галактики NGC 720 отчетливо видно окружающее ее облако горячего газа. Однако ориентация этого облака в пространстве не совпадает с ориентацией самой галактики, которая видна на снимке, сделанном в диапазоне видимого света. NGC 720 находится в 80 млн. световых лет от Земли. По мнению ученых, объяснение странной конфигурации облака есть только одно - оно окружено оболочкой из темной материи. В противном случае, газовое облако должно было бы расширяться. Это доказывает, что темная материя - не гипотетическое понятие, позволяющее ликвидировать некоторые недостатки теории гравитации, а реально существующее состояние вещества. В соответствии с физической теорией гравитации, без темной материи, которую никто никогда не видел, галактики должны были бы развалиться на части, а звезды вращались бы по совершенно другим орбитам.

 

Фотографии галактики NGC 720 в рентгеновском (слева) и видимом диапазоне

 

Работавшие с телескопом "Чандра" ученые во главе с Дэвидом Бьюотом опубликовали результаты исследований в журнале The Astrophysical Journal. Их данные подтверждают одну из теорий, согласно которой темная материя состоит из медленно движущихся частиц, которые взаимодействуют как друг с другом, так и с "нормальной" материей исключительно посредством гравитационных воздействий. Подобные выводы, однако, справедливы лишь в том случае, если структура газового облака не нарушалась в результате столкновения или слияния NGC 720 с другими галактиками на протяжении последних 100 млн. лет.

Непознанное, неизведанное, таинственное, необъяснимое…

 

Найдена, вероятно, самая маленькая экзопланета

 

24 октября 2002 года, 16:24

 

В настоящее время астрономы всего мира занимаются поиском планет за пределами Солнечной системы. К настоящему времени число найденных экзопланет перевалило за сотню, однако все они представляют собой газовые гиганты, по размерам и массе не уступающие, а часто превосходящие Юпитер с Сатурном. Для обнаружения планет астрономы внимательно следят за поведением звезд. Если у звезды есть крупная планета, то ее гравитационное поле будет вызывать колебания звезды, видимые как изменения ее яркости. Небольшие планеты обнаружить таким образом практически невозможно.

 

Доцент физики и астрономии Рочестерского университета (США) Элис Куиллен пошла по другому пути. Она задалась целью найти планету, вращающуюся вокруг своей звезды по сильно эллиптической орбите, напоминающей орбиту Плутона. С помощью компьютерной модели Куиллен рассчитала, какую форму должно иметь пылевое облако около звезды при наличии у нее планеты, вращающейся по далекой эллиптической орбите. Полученные результаты затем сравнивались с пылевыми облаками около нескольких известных молодых звезд.

 

У одной из них - Эпсилона Эридана - форма сгустков пыли оказалась весьма похожей на рассчетную. Из этого Куиллен сделала вывод о возможном наличии у данной звезды искомой планеты. Ее масса, ориентировочно, в десять раз меньше массы Юпитера и вдвое больше массы Нептуна. Период обращения планеты вокруг звезды составляет около 280 земных лет. Более точно определить массу планеты и сам факт ее наличия пока невозможно.

 

Эпсилон Эридана является третьей по яркости звездой в созвездии южного полушария Эридан. Кроме того, эта звезда находится на расстоянии всего 10 световых лет от Солнечной системы. Возраст звезды составляет около 1 млрд. лет, а температура ее поверхности втрое ниже, чем у Солнца. Ранее по колебаниям в движении Эпсилона Эридана было установлено наличие у нее крупного спутника - газового гиганта с массой, примерно равной массе Юпитера, обращающегося вокруг звезды с периодом примерно в 5 земных лет.

 

Через месяц ожидается один из самых интенсивных метеорных дождей года

14 октября 2002 года, 15:38

 

Специалисты американского космического агентства опубликовали прогноз интенсивности метеорного потока Леонид. По данным NASA, в этом году пик его активности придется в ночь с 18 на 19 ноября, а наибольшее количество метеоров смогут увидеть жители Европы и Северной Америки.

 

Леониды образуются в результате выброса вещества из ядра кометы Темпеля- Туттля, которая приближается к Солнцу каждые 33 года. При этом солнечный ветер - поток заряженных частиц - как бы "сдувает" с кометы пыль. Когда Земля сталкивается с такими пылевыми облаками, отдельные их частицы сгорают в атмосфере, превращаясь в "падающие звезды".

 

В этом году Земля соприкоснется с двумя облаками, состоящими из вещества кометы Темпеля-Туттля. В первое из облаков наша планета войдет примерно в 4:00 по Гринвичу (7:00 по московскому времени). При этом наблюдатели, находящиеся за пределами больших городов, смогут наблюдать от пятисот до тысячи метеоров в час.

 

Со вторым облаком Земля встретится 6,5 часов спустя - приблизительно в 10:30 по Гринвичу или в 5:30 по времени восточного побережья США. Этот метеорный дождь будет более интенсивным - наблюдатели смогут увидеть до 2000 метеоров в течение одного часа.

 

В Южном полушарии интенсивность Леонид будет заметно ниже: в лучшем случае, в течение часа можно будет заметить несколько десятков ярких метеоров. А экипаж Международной космической станции сможет наблюдать прохождение Земли через оба пылевых облака. Чтобы наблюдать за метеорными дождями, космонавтам придется смотреть вниз, поскольку леониды сгорают в атмосфере на высоте около 80 км над Землей, тогда как орбита МКС находится на 300 км выше.

 

Отметим, что в минувшем году интенсивность Леонид была значительно выше. Во время пика дождя, пришедшегося на 18 ноября, индивидуальный наблюдатель мог заметить от 1500 до 15000 метеоров, в зависимости от региона мира. Наибольшее число Леонид тогда можно было наблюдать в Австралии, Японии и на Филиппинах.

 

Жизнь могла зародиться в любом уголке Млечного Пути

26 августа 2002 года, 14:37

 

Американский химик предложил новое доказательство в пользу гипотезы о космическом происхождении жизни. Изучив образцы двух метеоритов, Ричард Зэйр (Richard Zare) из Стэндфордского университета установил, что в них содержатся полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) - сложные органические соединения, состоящие из нескольких конденсированных, то есть соединенных друг с другом, бензольных колец. Однако главным показателем является не само наличие таких веществ в метеоритах, а факт их присутствия там изначально - то что они не образовались позднее.

 

Согласно этой гипотезе, сложные ароматические соединения были частью исходного вещества Галактики, из которого около 5 млрд. лет назад формировались планеты и другие небесные тела. При этом, хотя сами полициклические ароматические углеводороды не присутствуют в составе живых организмов, из них в определенных условиях могут образовываться аминокислоты, являющиеся строительными материалами для белков.

 

Кроме того, при облучении полициклических ароматических углеводородов ультрафиолетом при низкой температуре (фактически, в условиях открытого космоса) из них получаются спирты и хиноны. Благодаря их способности поглощать ультрафиолет и донировать свободные электроны полициклические ароматические соединения могли использоваться примитивными организмами для реализации процесса, напоминающего фотосинтез у современных растений.

 

Чтобы доказать свою гипотезу, Зэйр измерил соотношение концентраций простейшего из полициклических ароматических соединений нафталина и его более тяжелых аналогов в различных участках метеорита. Это соотношение оказалось практически постоянным как для центра, так и для поверхности метеоритов, что, по мнению Зейра, является свидетельством в пользу его гипотезы. Ведь если бы сложные ароматические соединения образовывались постепенно, то их концентрация не была бы равномерно распределена по всему метеориту. Таким образом, по мнению Зейра, попавшие в благоприятные условия органические молекулы могли дать начало жизни в любой точке Млечного Пути.

Океаны на Европе очень похожи на земные, считают американские исследователи

30 сентября 2002 года, 16:17

 

Ученые считают, что вероятность существования жизни на спутнике Юпитера Европе может оказаться значительно выше, чем предполагалось ранее. К такому выводу Ричард Гринберг и его коллеги по Аризонскому университету пришли после анализа фотографий Европы, полученных автоматической межпланетной станцией Galileo. Эти данные позволили установить, что между океанами Европы и полярными земными водоемами имеется существенное сходство.

 

Исследователи сравнивали свойства океанов Европы с Северным Ледовитым океаном и покрытым толстым слоем льда озером Восток в Антарктиде. Долгое время именно озеро Восток рассматривалось как объект, наиболее похожий на водоемы на других планетах. Возраст озера составляет около 30 млн. лет, и оно остается одним из наименее изученных объектов на Земле. В частности, считалось, что водоемы Европы покрыты очень толстым слоем льда, в результате чего его воды практически не обмениваются веществом с внешним миром.

 

 

Система галилеевых спутников Юпитера

Однако Гринберг и его коллеги склоняются к выводу, что водоемы Европы значительно больше похожи на Северный Ледовитый океан, ледовый покров которого имеет трещины, через которые поддерживается обмен веществ с атмосферой. Похожая ситуация сложилась и на Европе. Хотя толщина льда на этом спутнике Юпитера достигает нескольких километров, в нем также наличествуют трещины и провалы. Кроме того, в некоторых местах лед истончился под воздействием глубоководных термальных источников.

В свою очередь, жизнь на Европе могла зародиться после столкновения планеты с метеоритом, с которым в океан попали органические вещества, необходимые для появления жизненных форм. Астероиды, в составе которых есть органические соединения, уже не раз обнаруживались астрономами. Кроме того, на Европу могут попадать сернистые вещества с Ио - еще одного спутника Юпитера, характеризующегося сильной вулканической активностью. Попадание в океан серы еще больше увеличивает шансы на появление жизни, считают исследователи.

Ближайшие к Юпитеру галилеевы спутники: Европа и Ио

Интерес астробиологов к Европе чрезвычайно высок - ведь это единственный объект в Солнечной системе, располагающий, как и Земля, крупными массами воды. Поэтому NASA в настоящее время рассматривает вопрос об отправке на этот спутник Юпитера исследовательского аппарата, который попытался бы пробурить лед и взять пробы из инопланетного океана.

 

Иллюстрации получены с помощью программы RedShift, предоставлены Bellabs.

 

 

На Венере может существовать жизнь

26 сентября 2002 года, 18:15

Американские ученые считают, что на ближайшей к Земле планете - Венере - может существовать жизнь. До последнего времени считалось, что вторая планета Солнечной системы совершенно непригодна для жизни. Температура ее поверхности слишком высока, а атмосферное давление слишком высоко для возникновения жизни. Ситуация усугубляется еще и тем фактом, что атмосфера Венеры чрезвычайно агрессивна и содержит большое количество кислотных паров.

Однако по мнению двух исследователей из Техасского университета в Эль-Пасо жизнь может существовать не на поверхности, а в атмосфере Венеры. На высоте около 50 км температура составляет около 50°C, в этой же зоне содержится наибольшее количество водяных паров. Поэтому, считают Дирк Шульце-Макуч и Луис Ирвин, темные пятна в атмосфере Венеры могут оказаться ничем иным, как крупными скоплениями микроорганизмов.

В пользу своей гипотезы ученые предложили и другие аргументы. Анализируя данные, полученные советскими межпланетными станциями "Венера" и аналогичными американскими аппаратами, они обратили внимание на наличие в венерианской атмосфере относительно небольшого количества моноксида углерода (CO). По идее, интенсивное солнечное излучение и грозы как раз должны приводить к образованию больших объемов CO.

Кроме того, в атмосфере Венеры содержится заметное количество сероксида углерода (COS) - вещества, образующегося на Земле только в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Весьма странным является также одновременное наличие в атмосфере сероводорода и двуокиси серы, которые должны реагировать между собой с образованием других веществ. И хотя ученые не исключают наличия неизвестных им процессов естественного образования сероксида углерода и сероводорода, вариант их биологического происхождения также нельзя полностью отрицать.

Интересно другое предположение ученых о том, что жизнь не обязательно зародилась в атмосфере Венеры. Возможно, в прошлом на этой планете существовали океаны, а температура у поверхности не столь высока. Зародившаяся на планете жизнь могла переместиться в атмосферу позднее, когда парниковый эффект сделал условия на поверхности Венеры непригодными для жизни. Вполне возможно, что гипотеза американских ученых будет проверена в течение ближайших лет: в 2005 г. к Венере стартует европейская межпланетная станция Venus Express, в задачу которой будет входить изучение атмосферы планеты.

 

 

 

Установлено происхождение найденного на днях нового спутника Земли

16 сентября 2002 года, 19:32

 

Есть большая вероятность, что обнаруженный недавно новый спутник Земли имеет искусственное происхождение. К такому выводу пришли специалисты Лаборатории реактивного движения NASA Дональд Йоманс (Donald Yeomans) и Пол Чодас (Paul Chodas). Проведенное ими компьютерное моделирование орбиты объекта, названного J002E3, показало, что он может являться третьей ступенью одной из ракет, использовавшихся в американских лунных экспедициях.

 

Напомним, что объект J002E3 был обнаружен 3 сентября Биллом Йонгом (Bill Yeung) астрономом-любителем из штата Аризона. Вначале Йонг посчитал его астероидом, однако затем выяснилось, что J002E3 вращается по орбите вокруг Земли с периодом 50 дней. Расстояние от нашей планеты до нового спутника примерно вдвое превосходит расстояние от Земли до Луны.

 

Третья ступень ракеты "Сатурн V", снятая с борта "Аполлона-8"

Первоначально многие исследователи склонялись к версии, что J002E3 представляет собой астероид, захваченный гравитационным полем Земли. Однако моделирование, проведенное в NASA, свидетельствует в пользу того, что J002E3 является третей ступенью ракеты "Сатурн V". Наиболее вероятно, что она принадлежит ракете-носителю корабля "Аполлон-12", стартовавшего к Луне 14 ноября 1969 г. Об этом свидетельствуют как размеры объекта (его длина составляет от 10 до 50 м), так и его яркость. Схему ракеты с указанием местоположения третьей ступени можно найти на следующей странице.

 

 

Новый спутник Земли в 1969 г.

Первоначально третья ступень "Сатурна V" вращалась по отдаленной орбите вокруг Земли, а затем этот кусок космического мусора был захвачен Солнцем. А теперь ступень вновь вернулась в сферу влияния Земли. В NASA подчеркивают, что это первый доказанный случай захвата Землей другого космического тела. Кроме того, моделирование показало, что в 2003 г. J002E3 может столкнуться с Луной. Вероятность этого события составляет 20%.

 

Новая cверхбыстрая астрономическая камера Ultracam

15 августа 2002 года, 12:20

 

Британские ученые решили проблему наблюдения за быстротечными космическими явлениями. Для этого специалисты из Шеффилдского и Саутгемтонского университетов совместно с астрономами Британской королевской обсерватории разработали уникальную фотокамеру Ultracam.

Эта камера будет установлена на крупнейший в Европе оптический телескоп имени Уильяма Гершеля (William Herschel), расположенный на Канарских островах. Ultracam представляет собой массив из большого числа высокочувствительных цифровых камер и позволяет делать фотографии астрономических объектов со скоростью до тысячи кадров в секунду.

Обсерватория Уильяма Гершеля на Канарских островах

Среди задач, которые будут решаться с помощью Ultracam стоит отметить наблюдение за такими явлениями как затмения и взаимные покрытия звезд, неразличимых невооруженным глазом. Ранее такие наблюдения были невозможны, поскольку существовавшие технические средства не позволяли фиксировать информацию с достаточной скоростью. Например, типичное время полного звездного затмения составляет всего около 30 секунд (всего этот процесс занимает порядка 10 минут), из-за чего сделать достаточно снимков, чтобы запечатлеть процесс во всех подробностях было физически невозможно.

Другой проблемой, которую можно будет решить с помощью Ultracam, является определение массы космических объектов. Обычно масса звезд рассчитывается на основе данных об их гравитационном взаимодействии с соседними звездами. Однако для таких сверхплотных и компактных объектов как белые карлики, черные дыры или нейтронные звезды, существовавшие до сих пор методы определения массы давали значительную погрешность.

По словам Тома Марша (Tom Marsh), одного из разработчиков Ultracam, до сих пор наблюдение за сверхплотными небесными телами было затруднено из-за того, что материя вокруг них движется слишком быстро. "Это все равно, что наблюдать за движением автомобиля, делая фотографии с 10-секундной выдержкой," - сказал Марш в интервью сайту Space.com.

 

Найдена сотая по счету планета за пределами Солнечной системы

Команда ученых, проводивших работы на англо-австралийском телескопе в Новом Южном Уэльсе (Австралия), заявила об обнаружении новой планетной системы. Семейство холодных спутников звезды Тау-1 в созвездии Журавля находится от нас на расстоянии ста световых лет.

Лучше всего удалось исследовать самую крупную планету системы, кстати, сотую по счету из всех, открытых астрономами за пределами Солнечной системы. Период обращения юпитероподобного газового гиганта вокруг Тау-1 Журавля составляет около четырех земных лет, а расстояние от планеты до звезды примерно равняется трем астрономическим единицам (1 а. е. - среднее расстояние от Земли до Солнца).

Чтобы "рассмотреть" крупный спутник звезды, а также догадаться о присутствии в той же системе более мелких планет, ученые регистрировали допплеровский смещение в спектре излучения звезды и степень воздействия на ее орбиту гравитационного поля планет.

 

Полученные сведения позволяют предположить, что крупная планета находится от звезды дальше, чем другие ее холодные спутники.