Сохраняй посты, комментируй и ставь оценки
Это удивительное вещество способно впитывать в тысячу раз больше воды, чем весит само!
Бородатые агамы помогают объяснить механизмы определения пола у рептилий
18 августа 2025
Опубликованы результаты двух независимых исследований, представляющих практически полные референсные геномы центральной бородатой агамы (Pogona vitticeps) — широко распространенного вида агамидовых из центрально-восточной Австралии, популярного как домашний питомец в Европе, Азии и Северной Америке. Пол взрослых особей зависит не только от генетических факторов, но и от температуры в гнезде — необычная особенность среди животных. Долгое время агамы служили удобной моделью для изучения биологических основ определения пола. Благодаря значительному прогрессу в геномике удалось обнаружить область генома и потенциальный главный ген, отвечающий за развитие по мужскому типу.
Независимая проверка результатов двумя группами исследователей с использованием разных подходов значительно повышает достоверность находки.
У бородатых агам действует необычная система определения пола под влиянием генетических и средовых факторов, в частности температуры. В отличие от большинства животных, где пол определяется исключительно хромосомами, у агам высокие температуры инкубации могут изменить пол с мужского на женский. Ящерица с мужскими хромосомами способна развиться в репродуктивно активную самку при достаточно высокой температуре инкубации яйца.
Как у птиц и многих рептилий, агамы обладают системой половых хромосом ZZ/ZW: самки несут пару различающихся хромосом ZW, самцы — две одинаковые хромосомы ZZ. Определение пола дополнительно усложняется способностью генотипических самцов ZZ превращаться в фенотипических самок при высоких температурах инкубации без участия W-хромосомы или связанных с ней генов.
Новая технология ультрадлинного нанопорового секвенирования позволяет создавать сборки половых хромосом от теломеры до теломеры (T2T) и выявлять нерекомбинирующие участки. Таким образом сужается круг генов-кандидатов, определяющих пол у видов с хромосомным механизмом. Технология лучше разделяет материнские и отцовские части генома, что упрощает сравнение последовательностей Z и W хромосом для оценки возможных функциональных различий ключевых генов пола.
Первую работу выполнили исследователи из BGI, Китайской академии наук и Чжэцзянского университета, применив короткие риды DNBSEQ в сочетании с длинными ридами нового нанопорового секвенатора CycloneSEQ. Геном стал первым животным геномом, опубликованным с использованием данной технологии.
Создание второго генома возглавили исследователи Университета Канберры при финансировании Bioplatforms Australia, Австралийского исследовательского совета и PacBio Singapore. В анализах участвовали специалисты Австралийского национального университета, Института медицинских исследований Гарван, Университета Нового Южного Уэльса, CSIRO и Автономного университета Барселоны. Сборка основана на технологиях PacBio HiFi, ультрадлинных ридах ONT и Hi-C секвенировании.
Публикация референсных геномов на базе двух разных технологий впервые позволяет напрямую сравнить возможности ONT и CycloneSEQ. Технологии дополняют друг друга разными подходами к изучению определения пола. Первый геном получен от самца ZZ для полной характеристики Z-хромосомы, второй — от самки ZW.
Новый нанопоровый секвенатор позволил восстановить около 124 миллионов пар оснований ранее неописанных последовательностей (почти 7% генома), включая многочисленные гены и регуляторные элементы, важные для понимания сложной системы определения пола.
Оба проекта создали высококачественные сборки генома размером 1,75 Гбп, содержащие все теломеры кроме одной. Лишь несколько пробелов остались в микрохромосомах. Специфичные половые хромосомы Z и W собраны в отдельные скаффолды. На 16-й хромосоме обнаружен "псевдоаутосомный регион" (PAR), где половые хромосомы конъюгируют (спариваются) и рекомбинируют.
При секвенировании самца команда BGI искала гены, специфичные для Z-хромосомы, но отсутствующие на W-хромосоме. Сильными кандидатами на роль генов определения пола стали Amh и Amhr2 (ген антимюллерова гормона и его рецептор), а также Bmpr1a. Секвенирование самки австралийской командой указало на тот же кандидатный регион определения пола (SDR) и подтвердило роль Amh и Amhr2.
Анализ экспрессии на разных стадиях развития выявил значительное преобладание Amh у самцов, что делает его наиболее вероятным главным геном определения пола. Дифференциальная экспрессия связанного с полом гена Nr5a1 в псевдоаутосомном регионе указывает на более сложную картину. Nr5a1 кодирует фактор транскрипции с сайтами связывания в промоторной области Amh.
В отличие от многих рыб, использующих Amh-подобные гены для определения пола, у агам аутосомные копии Amh и его рецепторного гена Amhr2 сохраняют целостность и функциональность. Возможно, пол определяется взаимодействием генов половых хромосом при участии аутосомных копий.
Главное достижение — открытие генетических элементов, центральных для мужской половой дифференцировки позвоночных, на половых хромосомах. Гены Amh и кодирующий его рецептор AMHR2 скопированы в нерекомбинирующую область Z-хромосомы, что делает их очевидными кандидатами на роль главного гена определения пола через дозозависимый механизм. Открытие ускользало от исследователей долгие годы.
Ни у одного вида рептилий пока не обнаружен главный ген определения пола, подобный Sry у млекопитающих или Dmrt1 у птиц. Работа представляет четкого кандидата — Amh, присутствующий в двойной дозе у самцов ZZ и одинарной дозе у самок ZW.
Артур Жорж из Университета Канберры, старший автор второй статьи, отмечает значимость работы:
"Ожидаем ускорения исследований в других областях благодаря новым сборкам: развитие черепа, мозга, поведенческие исследования, взаимодействия ген-ген и ген-среда в сравнительных исследованиях определения пола позвоночных. Многие области получат хорошо изученную модель чешуйчатых для сравнения с традиционными модельными видами — мышью, человеком или птицей."
"Меня постоянно поражает скорость прогресса китайской науки. За немного лет BGI и партнерские компании разработали технологии секвенирования с результатами не хуже конкурентов, но превосходящие по производительности и экономической эффективности. Сборки генома служат свидетельством такого уровня достижений."
Цие Ли из BGI, старший автор первой статьи, объясняет выбор подхода: "Работу над геномом бородатой агамы начали в прошлом году как первый животный геном для нового секвенатора — в Год Дракона в Китае. Беспристрастные длинные риды секвенатора CycloneSEQ позволили легко получить высококонтигуальную сборку генома и разрешить высокоповторяющиеся участки с высоким содержанием гуанина-цитозина, традиционно сложные для сборки. Два референсных генома от особей разного пола, созданные разными технологиями, действительно дополняют друг друга. Радует, что оба генома указывают на ключевую роль сигналинга AMH в определении пола. Но как возникли половые хромосомы? Дополнительные высококачественные геномы родственных видов прояснят эволюционное происхождение системы ZW и завершат картину."
Обнаружение одних и тех же ключевых генов-кандидатов двумя независимыми проектами значительно повышает достоверность результатов. Открытое распространение всех данных позволяет другим исследователям развивать работу, особенно учитывая неполное понимание роли некоторых факторов транскрипции, связанных с определением пола. Создание двух высококачественных сборок генома представляет значительный прогресс в понимании механизмов определения пола у агам.
Ключевые термины:
Вебинар с авторами исследований состоится 26 августа в 10:00 UTC. Здесь можно зарегистрироваться и поучаствовать: https://cassyni.com/events/SWHReTL1j8YPEvxnLsyKYq
Новость взята с агрегатора EurekaAlert -https://www.eurekalert.org/news-releases/1094902
Научная статья в журнале GigaScience, на которую они ссылаются: https://academic.oup.com/gigascience/article/doi/10.1093/gigascience/giaf085/8237437
Новые технологии шагают… семимиллиметровыми шажками. Это про те технологии, изобретения и открытия, про которых идёт речь в этом дайджесте. В этих выпусках мы не рассказываем о прорывных достижениях, меняющих наш мир и ломающих парадигмы. Мы говорим о том, что не так заметно, но постепенно, в совокупности и со временем может привести к по настоящему значимым достижениям.
В этом выпуске вы узнаете про новые транзисторы, которые всё меньше, про электричество из тепла при помощи нанотрубок, про антисептические поверхности и датчик движения пальцев, про новый алюминиевый сплав и метаповерхностный интерферометр. Приятного чтения!
Инженеры-электронщики в последние годы пытаются разработать все более сложные транзисторы, которые можно продолжать уменьшать до невероятно маленьких размеров. Учитывая ограничения традиционных кремниевых полевых транзисторов, некоторые команды экспериментируют с альтернативными конструкциями на основе материалов с более высокой подвижностью электронов.
Дихалькогениды переходных металлов (TMD) являются одними из наиболее перспективных материалов для разработки масштабируемых полевых транзисторов благодаря их малым размерам и хорошей подвижности носителей. Одним из таких материалов является дисульфид молибдена (MoS2).
Исследователи из Института передовых технологий Samsung (SAIT) и Сеульского национального университета недавно продемонстрировали интеграцию транзисторов на основе MoS2 на пластине диаметром 200 мм. Их статья, опубликованная в журнале Nature Electronics, демонстрирует масштабируемость транзисторов на основе MoS2, подчеркивая их потенциал для будущей разработки более компактных и гибких устройств.
Команда сначала изготовила крупномасштабные массивы полевых транзисторов на основе MoS2 с использованием техники металлоорганического химического осаждения из паровой фазы (MOCVD). Им удалось устранить так называемый барьер Шоттки на границе раздела между материалом MoS2 и металлом, что повысило подвижность носителей в транзисторах.
Примечательно, что используемая ими стратегия изготовления совместима с текущими процессами, используемыми для производства электроники. Фактически, исследователи обрабатывали свои транзисторы на коммерческом предприятии, достигнув выхода годных транзисторов более 99,9%.
С ростом популярности и областей применения Интернета вещей растёт потребность в устойчивых решениях для питания беспроводных датчиков и устройств Термоэлектрические генераторы, которые могут преобразовывать избыточное тепло в электричество, могут стать удачным решением. Представьте себе одежду, которая может считывать информацию о вашем теле и передавать её на ваш смартфон для мониторинга состояния здоровья, например. Носить и заряжать отдельный аккумулятор для такого девайся было бы неудобным решением. А вот если можно было бы использовать энергию тепла вашего тела, то было бы уже интереснее.
Исследовательская группа под руководством Масакадзу Накамуры из Научно-технологического института Нары в Японии работает над созданием гибких носимых термоэлектрических генераторов, которые вырабатывают электричество из тепла тела, вшивая наноматериалы, называемые углеродными нанотрубками (УНТ), в ткань.
Эффективные термоэлектрические (ТЭ) материалы характеризуются высокой электропроводностью, обеспечивающей высокий электрический ток, и большим коэффициентом Зеебека, генерирующим напряжение за счет разницы температур. УНТ отвечают большинству этих требований, но их высокая теплопроводность ограничивает термоэлектрическую производительность.
Чтобы снизить теплопроводность, УНТ диспергируют в растворе, где их можно комбинировать с другими материалами. Эта дисперсия затем №вшивается” в УНТ-нити с помощью процесса мокрого прядения. Однако традиционные методы диспергирования часто переплетают нанометровые УНТ-волокна, что снижает их электропроводность и термоэлектрические характеристики.
Исследователи предложили новый метод диспергирования УНТ с использованием глицерина в качестве диспергента и полиоксиэтилена(50) стеариловый эфир в качестве ПАВ. Это позволило получить УНТ-нити с ровными пучками УНТ.
Ключом к высокой производительности является распутывание исходного хаотичного материала УНТ и увеличение степени ориентации УНТ при прядении из дисперсии. Предложенный новый подход обещает повысить термоэлектрические характеристики материалов на основе УНТ - от нитей до пленок и объемных структур.
Исследователи из Технологического института Джорджии разработали электрохимический процесс, который может предложить новый способ защиты поверхностей от бактерий без использования агрессивных веществ и антибиотиков, а значит не способствуя росту устойчивости бактерий к антибиотикам.
Этот подход использует природные антибактериальные свойства меди и создает невероятно маленькие игольчатые структуры на поверхности нержавеющей стали, чтобы убивать вредные бактерии, такие как кишечная палочка и стафилококк. Это удобно, недорого и может сократить потребность в химикатах и антибиотиках в больницах, на кухнях и в других местах, где загрязнение поверхностей может привести к серьезным заболеваниям.
Анужа Трипати, ведущий автор исследования, и ее коллеги использовали двойной удар, который позволяет уничтожать как грамположительные, так и грамотрицательные. Сначала они разработали электрохимический метод для травления поверхности нержавеющей стали, создавая наноразмерные игольчатые структуры, которые могут прокалывать клеточные мембраны бактерий. Затем с помощью второго электрохимического процесса исследователи нанесли ионы меди на поверхность стали. Медь взаимодействует с клеточными мембранами и в конечном итоге компрометирует их.
Испытания показали, что эти двойные атаки привели к 97% сокращению грамотрицательной кишечной палочки и 99% сокращению грамположительного Стафилококка.
Нержавеющая сталь может использоваться для распространенных инструментов в медицинских учреждениях, которые легко загрязняются, таких как ножницы или пинцеты. Её можно также использовать для дверных ручек, перил лестниц и, возможно, даже раковин - мест, где нержавеющая сталь часто применяется, и бактерии на поверхности распространены, особенно в больницах или других общественных местах.
Мелкая моторика играет ключевую роль в когнитивных способностях человека, влияя на повседневную деятельность и развитие высокотехнологичной цивилизации. Однако объективная оценка этих навыков была сложной задачей. Традиционные методы, такие как видеокодирование, трудоемки и подвержены предвзятости кодировщиков. Существующие технологии, включая бесконтактный захват движений или устройства, прикрепленные к руке, имеют ограничения, особенно при оценке движений пальцев младенцев.
Новое устройство, разработанное командой профессора Хироки Сато из Технологического института Сибаура, использует гибкий тактильный сенсор на основе электрической импедансной томографии. Это позволяет точно измерять движения сжимания пальцев. Эксперименты с участием 12 человек показали высокую точность классификации - 79,1% для реконструированных изображений и 91,4% для векторов напряжения.
Эти результаты имеют важные последствия. Они могут привести к созданию обучающих игрушек для развития мелкой моторики, а также помочь в медицинских исследованиях и реализации дистанционной медицинской помощи. В будущем команда планирует применить этот сенсор к объектам различной формы, чтобы расширить его применение, в том числе для оценки движений пальцев младенцев. Ну и про игровую индустрию никто не забыл - в играх контроллеры подобного типа могут привести к появлению принципиально новых игровых механик.
Исследовательская группа под руководством д-ра Хён-у Сона из Корейского института материаловедения разработала новый алюминиевый сплав для аккумуляторных батарей электромобилей, который значительно повышает термическую стабильность.
Ученые выявили новый механизм, за счет которого наноструктуры внутри алюминиевых сплавов обеспечивают улучшенную термическую стабильность. Разработанный ими сплав продемонстрировал повышение термической стабильности до 140% по сравнению с материалами ведущих зарубежных компаний.
Существующие алюминиевые материалы для корпусов аккумуляторов электромобилей непрерывно ухудшаются из-за выделяемого тепла, что повышает риск аварий по мере старения автомобилей. Новый алюминиевый сплав может замедлить тепловое ухудшение корпусных материалов за счет введения различных примесных элементов в стандартный алюминиевый сплав 6000-й серии.
Исследователи расширили базу данных по термической стабильности алюминиевых сплавов, изучив влияние десятков примесных элементов с помощью современных методов анализа наноструктур. Это открывает новые направления для разработки алюминиевых сплавов с улучшенными характеристиками.
Ожидается, что технология повышения термической стабильности алюминиевых сплавов найдет применение не только в корпусах аккумуляторов электромобилей, но и в конструкционных материалах для сверхзвуковых самолетов. Данная разработка позволит сократить импорт и способствовать экспорту алюминиевых материалов для аккумуляторных батарей электромобилей.
Растущее число перспективных квантовых приложений использует оптические технологии, где фотоны переносят информацию со скоростью света и на большие расстояния. Многие из этих приложений требуют идентичных (неразличимых) фотонов, поскольку различия между фотонами могут приводить к ошибкам в данных и снижать надежность квантовых технологий.
Исследователи из Центра передового опыта ARC по трансформационным метаоптическим системам разработали и продемонстрировали новое устройство, использующее ультратонкую метаповерхность для проведения всех необходимых измерений за один проход. Это позволяет проводить анализ неразличимости фотонов в режиме реального времени.
Ключевым преимуществом является то, что данный многопортовый интерферометр является одноэлементным, что не только уменьшает его размер, но и делает его ультрастабильным по сравнению с предыдущими многопортовыми интерферометрами в свободно-пространственной оптической схеме. Использование метаоптики также позволяет уменьшить размер, вес и энергопотребление устройства, а также снизить стоимость производства.
Успешные экспериментальные испытания показывают, что работа может быть далее развита для измерения неразличимости и других свойств фотонов, таких как орбитальный угловой момент. Это может стать основой для сверхкомпактных и энергоэффективных оптических элементов, особенно подходящих для портативных и спутниковых квантовых фотонных технологий.
Исследовательская группа впервые продемонстрировала концептуальный прототип тандемного солнечного элемента, использующего антимонид селена в качестве нижнего элемента и широкозонный органо-неорганический гибридный перовскитный материал в качестве верхнего элемента. Устройство достигло коэффициента преобразования энергии более 20%.
Исследование показывает, что антимонид селена имеет большой потенциал для применения в качестве материала нижнего элемента в тандемных солнечных элементах. Ученые смогли оптимизировать структуру тандемного элемента, добившись высокой эффективности за счет использования двухслойного транспортного слоя электронов в нижнем элементе на основе антимонида селена. Это позволило получить коэффициент преобразования энергии более 20% для всего тандемного элемента, что выше, чем для независимых субэлементов.
Данная работа демонстрирует перспективность антимонида селена как поглощающего материала для нижнего элемента в тандемных солнечных элементах. Исследователи планируют в дальнейшем работать над созданием более интегрированных двухтерминальных тандемных солнечных элементов с использованием антимонида селена и улучшением их характеристик.
Несмотря на усилия потребителей по сортировке и разделению вторсырья, большая часть пластиковых бутылок всё ещё оказывается на свалках. Стандартные методы переработки, включающие сортировку, измельчение и повторное производство, ограничены лишь первым и вторым типами пластика - в основном это бутылки из-под газировки, воды и молока.
Производство пластика в мире выросло с 2 миллионов тонн в 1950 году до 360 миллионов тонн в 2018 году, при этом около 50% этого пластика становится мусором после одноразового использования. К 2050 году, как прогнозируется, 12 миллиардов тонн пластиковых отходов будут загрязнять окружающую среду и свалки.
Чтобы повысить уровень переработки, Кевин Шуг, профессор аналитической химии Университета Техаса в Арлингтоне, работает над новыми способами сортировки и переработки смешанных пластиковых отходов. Он и его команда аспирантов и бакалавров провели исследование, опубликованное в журнале "Journal of Chromatography A".
"Одним из перспективных методов химической переработки является пиролиз, - говорит Шуг. - При пиролизе пластик нагревается в бескислородной среде до тех пор, пока он не разложится на пиролизные масла. Эти масла во многом похожи на сырую нефть и могут быть переработаны в топливо, а также использованы в качестве сырья для производства новых пластиков".
В отличие от традиционной переработки, требующей сортировки и измельчения, пиролиз не ограничен определёнными типами пластика - он может перерабатывать их все. Однако пиролиз смешанных пластиковых отходов создаёт сложные смеси, которые производители должны тщательно изучать, чтобы избавиться от загрязняющих веществ, таких как сера и азот.
"Пиролиз становится всё более популярным, многие компании наращивают крупномасштабные химические операции по переработке, - отмечает Шуг. - Тем не менее, для характеристики пиролизных масел требуется разработка новых аналитических методов, таких как описанный в нашем исследовании".
Используя новый метод сверхкритической флюидной хроматографии, учёные смогли чётко дифференцировать масла, полученные из полиэтилена и полипропилена. Это лишь начало, но команда Шуга очень воодушевлена перспективами этой техники для анализа масел, полученных из различных пластиков и их смесей.
___________________________________________________________
Спасибо Вам за чтение, надеюсь Вам понравилась! Ставьте Ваши реакции, пишите комментарии, расскажите, какая новость вас больше всего заинтересовала. Не забывайте подписываться, если вы ещё не подписались, а также поддержите нас на Бусти, там будут эксклюзивные материалы и ранний доступ ко всем регулярным материала и роликам. Заранее спасибо!
Завтра (09.05) в 15.00 по Москве проведу стрим с Дилярой Садриевой, автором замечательного проекта про космос Space Room! Задавайте ваши вопросы под постом. Постараюсь их зачитать.
И помните: "Не стоит забывать смотреть на звёзды. Вдруг кто-то посмотрит на нас в ответ?"
В пособии для учителей «Уроки по окружающему миру» 2007 года говорится: «Долгое время древние люди считали Землю плоской, лежащей на трёх китах или трёх слонах и прикрытой куполом неба… Над учёными, выдвинувшими гипотезу о шарообразной форме Земли, смеялись, их преследовала церковь. Первым в эту гипотезу поверил мореплаватель Христофор Колумб… Учитель может рассказать детям о том, что первым, кто своими глазами увидел, что Земля не плоская, был космонавт Юрий Гагарин».
Этот миф не выглядит для взрослого человека убедительным (пока не выросли дети обученные на учебниках 2007 года). Однако если поспрашивать образованных знакомых, то думаю вы немало раз услышите фамилии Коперника, Бруно или Галилео (кого и за что сожгли по ссылкам).
А как же в действительности обстоит дело?
На сегодняшний день считается, что впервые предположение о шарообразности Земли высказал древнегреческий философ Парменид в 5 веке до н.э.
Пифагор (ок. 570–490 до н.э.) так же отстаивал идею о шарообразности Земли, при этом опираясь лишь на наблюдения простого моряка Скилака Кариандского, который в 515 году до н.э. сделал описание своих плаваний по Средиземноморью.
Первые убедительные доказательства разработал уже Аристотель (384–322 до н.э.).
Вот они:
При лунных затмениях край тени, отбрасываемой Землёй на Луну, всегда является дугой окружности, а единственное тело, способно давать такую тень при любом положении и направлении источника света, есть шар.
Корабли, удаляясь в море от наблюдателя, не постепенно теряются из виду за счёт далёкого расстояния, а почти мгновенно как бы «тонут», исчезая за линией горизонта (правда тут не всё так просто, см. примечание про атмосферную рефракцию).
Некоторые звёзды можно увидеть только из определённых частей Земли, а для других наблюдателей они не видны никогда.
Вполне убедительно, не правда ли? Но ещё дальше пошёл Эратосфен (ок. 276–194 до н.э.).
В его ведении находилась великая Александрийская библиотека. Там он однажды обнаружил старый папирус, из которого узнал, что на юге, в Сиене, в полдень 21 июня вертикальный шест не отбрасывает тени. Эратосфен догадался поставить опыт в Александрии и проверить, отбрасывает ли вертикальный шест тень в полдень 21 июня. Оказалось, что отбрасывает.
Эратосфен задался вопросом, как получается, что в один и тот же момент в Сиене шест не отбрасывает тени, а в Александрии, которая находится значительно севернее, тень отчетливо видна. Эратосфен нашел этому лишь одно возможное объяснение: поверхность Земли искривлена. При этом чем больше кривизна, тем больше должна быть разница в длине теней. Солнце находится так далеко, что его лучи, приходящие на Землю, можно считать параллельными. Шесты, расположенные под разными углами по отношению к солнечным лучам, отбрасывают тени разной длины. Для того чтобы получить наблюдаемое различие между Александрией и Сиеной в длине тени, расстояние между ними по поверхности Земли должно составлять около семи градусов. Иначе говоря, если вы мысленно продолжите шесты до центра Земли, они пересекутся под углом семь градусов. Семь градусов — это примерно одна пятидесятая от трехсот шестидесяти градусов, составляющих полную окружность Земли. Эратосфен знал, что расстояние между Александрией и Сиеной составляло около 800 километров (он нанял человека, который шагами измерил дистанцию). Умножив 800 километров на 50, получим 40 000 километров — такой должна быть полная длина окружности Земли. Это правильный ответ.
Единственными инструментами Эратосфена были шесты, а еще — глаза, ноги и голова. Плюс любовь к эксперименту. И этого оказалось достаточно, чтобы определить длину окружности Земли с погрешностью в несколько процентов.
@bayesyatina
Наверное не станет новостью, что внутри атома таится огромная энергия. Вот только где там она таится?
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужно хотя бы примерно представлять себе строение атома. Тут стоит отметить, что как таковое реальное устройство атома не известно даже физикам, но есть вполне себе рабочая модель. Её изучают в школе и давайте её вспомним.
Атом состоит из ядра. Вокруг ядра располагаются электроны. По современным представлениям электроны располагаются в атоме не как планеты вокруг Солнца, а находятся в некотором облаке и имеют там вероятностное расположение. Но нас сейчас интересует ядро атома. Та энергия, которую мы получаем из атома, прячется именно в ядре.
Достаточно вспомнить, что ядро атома состоит из нуклонов. Это протоны и нейтроны. Протоны - это положительно заряженные субатомные частицы. Нейтроны - нейтральные.
Внутри ядра атома частицы, из которого оно состоит, удерживаются рядом друг с другом посредством сильного взаимодействия. Это одно из четырёх базовых физических взаимодействий.
Протоны - это частицы, имеющие заряды одного знака. Мы помним, что одноименные заряды отталкиваются. Причём, отталкивание не то, чтобы слабое. При этом сильное взаимодействие способно удерживать отталкивающиеся протоны рядом и ядро будет вполне стабильным. Эти частицы "слипаются" друг с другом в момент термоядерного синтеза и поэтому силы отталкивания легко компенсируются запредельными температурами и внешним давлением. Это отдаленно можно сравнить с процессом установки пружины амортизатора. Если пружина пожата, то можно схватить её гайкой, а если она выпрямлена на всю длину, то процесс затруднительный. Термоядерный синтез тут - та внешняя сила, которая позволяет преодолевать кулоновское отталкивание и соединять протоны сильным взаимодействием.
В момент, когда ядро атома разваливается, силы кулоновского отталкивания высвобождаются и происходит выброс огромного количества энергии, которую мы потом и можем использовать.
Это, опять-таки, можно вполне успешно сравнивать с механикой. Представьте себе, что у вас есть пружина, которую вы зафиксировали гайкой и сжали. Если гайка оторвётся, то пружина высвободит свою потенциальную энергию, распрямится и может больно стукнуть по лбу. Сжатие пружины тут - это кулоновское отталкивание, которое высвободится при распаде ядра. Фиксация системы гайкой - это сильное взаимодействие между протонами.
Да и зачем так усложнять сравнение - вспомните, как в детстве вы ломали ветку или доску. Тянешь деревяшку на себя, она упруго изгибается. В какой-то момент происходит излом и слышен хруст. Характерный звук излома тут и есть высвобождение энергии, чем-то напоминающее процесс высвобождения силы отталкивания в атоме.
Следующий стандартный вопрос - как так получается, что силы электромагнитного характера (к которым относятся Кулоновские) и которые не являются сильными, порождают такое феноменальное количество энергии? Тут ответ ещё проще. Обратите внимание, что в качестве ядерного топлива используются тяжелые элементы с большим количеством протонов. И не только потому, что они иногда самопроизвольно испускают излучение. Важно количество протонов, которое распадается. Большое количество кулоновского отталкивания, пропорциональное количество протонов, позволяет получить невероятное количество энергии.
Интересно, что энергия может выделяться не только при распаде ядра, но и при его "сборке". Мы сейчас затрагиваем тему термоядерного синтеза.
В отличие от расщепления ядра, синтез в лабораторных условиях сейчас выполнить сложно. В научпоп статьях частенько проскакивает, что те или иные ученые запустили токомак и удалось добиться условий синтеза, но на этом пока всё заканчивается.
Основную проблему синтеза мы обозначили чуть выше - нужна невероятная температура и не менее невероятное давление. По сути нужно сжать плазму. Это делается с помощью магнитных полей. Они же удерживают плазму на месте. В этом случае происходит образование сильного взаимодействия.
В природе это обычно случается в результате "работы" звёзд.
Энергия при синтезе (как, в общем-то, и при распаде) обусловлена работой эффекта дефекта масс. Но попробуем обойти это более сложное понятие. Да и объяснение с приведением знаменитой формулы Эйнштейна не то, чтобы сильно понятное.
Наверное самое простое, но не самое корректное объяснение тут - понимание механизма образования связи между частицами. Об этом много говорят в курсе химии.
Протоны, которые сливаются в сильное взаимодействие, состоят из кварков. Соединяет протоны обмен частицами между кварками.
Говорим образно. Для того, чтобы соединить два протона друг с другом нужно израсходовать четыре связи. А у исходных частиц, образующих связь, есть по пять связей. Четыре будут израсходованы на соединение, а одна останется. Количество связей образуется тем, какой элемент мы синтезируем. "Свободная связь" - это и есть источник энергии в термоядерном синтезе.
Куда денется эта связь? Никуда, ведь частички соединяются друг с другом, исходя из расчёта 4 связи на элемент. Эта связь останется свободной и как раз-таки станет источником энергии при термоядерном синтезе. Она уйдёт из системы в виде тепловой энергии.
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи!
Завтра (21.01) в 16.00 по московскому времени на моём лайв-канале проведу стрим с астрофизиком, популяризатором науки и автором замечательного канала "Улица Шкловского" (https://www.youtube.com/@shklovsky) Вячеславом Авдеевым. Вы можете поставить колокольчик на уведомление, чтобы не пропустить трансляцию.
Динозавры являются самыми популярными ископаемыми животными в масскультуре. Но мало кто может сказать, как ужасные ящеры пришли к господству на всей планете и что было до них. А мог бы выйти хороший сериал.
Всего за 20 млн лет до первых динозавров планету населяли амфибии, звероподобные ящеры (это наши предки, если что) и небольшие рептилии. Климат был засушливым с сезонными циклами, то жарко, то холодно. Небольшие рептилии со слегка удлинёнными задними конечностями сновали там и сям. Эти крохи даже и не подозревают, что спустя пару миллионов лет вся планета загорится ярким пламенем и именно они, крошечные "ящерки" станут следующими правителями Земли.
Синапсиды или звероящеры
Prolacerta — архозавроморф из раннего триаса
252 млн лет назад началось самое масштабное глобальное вымирание в истории планеты, Великое пермское вымирание. Планета разрывалась от колоссальной вулканической активности. Лава изливалась огромными реками по территории современной Сибири. Животные не только сгорали и умирали с голоду, но попросту задыхались из-за высокой концентрации углекислого газа в атмосфере. Катастрофа не была моментальной, она длилась десятки тысяч лет. Великое вымирание уничтожило 90% всех видов животных на планете, оставив после себя выжженную пустыню.
Планета после Великого вымирания представляла собой гигантскую пустыню
Условия для жизни на Земле стали весьма тяжкими: реки и озёра пересохли, растительность наблюдалась лишь у редких оазисов и в полярных регионах, дышать было нечем (в триасовом периоде содержание кислорода в атмосфере было в два раза меньше, чем сейчас). В экстремальных условиях требовались новые приспособления для выживания. Например, толстый панцирь, чтобы влага не испарялась или маленькие размеры и быстрые ноги, чтобы не быть сожранным медленными толстошкурыми хищниками.
Триасовая фауна Марокко
Пока многометровые крокодилоподобные хищники охотились на наших неповоротливых предков-синапсидов, у них под ногами повсюду сновали небольшие рептилии. Главное отличие этих небольших проказников крылось в задних конечностях: они были достаточны мощными, чтобы животное могло опираться только на них, и они были поставлены под тело, как у нас с вами. Это делало первых динозавров очень быстрыми и юркими. Вероятно, пищеварительная система ранних динозавров тоже претерпела изменения. В засушливом и жарком климате требуется максимальная экономия влаги в организме, но динозавры не были похожи на тех, кто сутками валялся в тени. Так что, вероятно, ЖКТ динозавров высасывал всю воду из потребляемой пищи, а ели динозавры много. Например, крупные целофизисы поедали крокодилоподобных архозавров, а более мелкие динозавры потребляли насекомых. А кто-то ел и самых первых млекопитающих.
Целофизис
Так как динозавры из столько крошечных хищников стали повелевать всем сухопутным миром мезозойской эры? На самом деле им и делать особо ничего не пришлось, они УЖЕ стали королями мира. Толстошкурые постозухи и неповоротливые терапсиды, потомки пермских синапсид, никак не угрожали динозаврам. Первые млекопитающие жили в норах, а нос на "улицу" высовывали только ночью. Первые крокодиломорфы жили на деревьях да в немногочисленных водоёмах. Птерозавры осваивали первый в истории полёт среди позвоночных, им было не до динозавров. Остальные шли ужасным ящерам на корм. Так кто мог остановить восхождение динозавров на трон мезозоя? Да никто.
Litargosuchus — триасовый предок крокодилов
И, вероятно, самый важный фактор — метаболизм динозавров. В триасовом периоде, есть такое предположение, динозавры были единственным теплокровными животными. В то время, как все маялись в жару в глуби континента Пангея, динозавры спокойно могли существовать в полярных регионах среднего триаса. Когда климат стал стабильнее и равномернее, динозавры уже были готовы составить конкуренцию тогдашним крупным хищникам.
Пангея среднего триаса
Дело оставалось за малым — ждать. Эволюция сделает своё дело. Она и сделала. Не имея конкурентов в своей нише, но имея множество преимуществ перед другими триасовыми животными (стройное, лёгкое тело, поставленное на две ноги и прочее), динозавры стали попросту вытеснять остальных, добираясь постепенно до самых крупноразмерных классов. К концу триасового периода, около 215 млн лет назад, уже появились четырёхтонные травоядные платеозавры и пятиметровые хищные годжиразавры. Но динозавры решили сорвать джекпот.
Gojirasaurus — позднетриасовый хищный теропод
В конце триасового периода планету постигло новое несчастье, триасово-юрское массовое вымирание. Именно оно добило остатки конкурентов динозавров и мезозойские цари стали править сушей единолично. Лишь спустя 135 млн лет огромный астероид даст шанс млекопитающим, истребив самую успешную группу животных в истории Земли. Но динозавры не вымерли, они смотрят на нас оттуда, сверху. С высоты птичьего полёта.
Автор: Мартин Авиански
___________
В посте использовались статьи:
Великое пермское вымирание https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X07000842?via=ihub
О климате триаса https://www.sciencemag.org/news/2015/06/raging-fires-high-te...
Prolacerta https://en.wikipedia.org/wiki/Prolacerta
Платеозавр https://en.wikipedia.org/wiki/Plateosaurus
Триасовый крокодиломорф https://en.wikipedia.org/wiki/Litargosuchus
Профессор молекулярной инженерии Притцкеровского колледжа Кэтрин Наглер изучает микробиом человека как ключевой фактор в лечении аллергии и других заболеваний.
«Микробиом — это удивительный мир внутри мира», — говорит Наглер, профессор кафедры молекулярной инженерии имени Баннинга в Чикагской школе молекулярной инженерии (PME) Чикагского университета. «Это новая область исследований, и мы только начинаем изучать её».
Ее успех, возможно, объясняется тем, что она почти совсем избежала карьеры в науке. На самом деле, Наглер чуть было не стала художницей. В подростковом возрасте ее приняли в престижную Высшую школу искусства и дизайна в Нью-Йорке. В последний момент она решила отказаться. Вместо этого она поступила в среднюю школу имени Джона Дьюи и записалась на курс биологии.
«И с тех пор я увлеклась биологией, — сказала она. — Я всегда считала себя творческой личностью, но обнаружила, что открытия в биологии так же творческие, как и живопись. И с тех пор мой подход к науке именно такой: быть креативным и не бояться открывать новые горизонты. Это всегда делает науку интересной для меня».
В 1990-х годах, будучи молодым исследователем в Гарвардской медицинской школе, она изучала механизмы, регулирующие толерантность к пищевым антигенам — почему определенные продукты могут вызывать определенные реакции в организме. Затем она перешла к изучению воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК), которые первоначально считались аутоиммунным расстройством. Но вскоре исследователи начали обнаруживать, что ВЗК — это иммунный ответ, направленный против резидентных бактерий.
Фактически, они обнаружили, что определенный вид бактерий, называемых комменсальными бактериями, взаимодействует с иммунной системой организма, защищая его и предотвращая колонизацию патогенами. «Мы начали понимать, что в нашем кишечнике существует огромный мир комменсальных бактерий», — сказала Наглер.
Она задалась вопросом, не являются ли пищевые аллергии также следствием реакции иммунной системы на комменсальные бактерии, и в 2004 году она и ее коллеги опубликовали одну из первых статей, показавших, что иммунная система регулируется микробиотой в кишечнике.
Она идентифицировала класс бактерий, называемых клостридиями , которые продуцируют бутират — короткоцепочечную жирную кислоту, важную для создания здорового микробного сообщества в кишечнике.
«Их называют миротворцами кишечника», — сказала Наглер. Она обнаружила, что один из видов этих бактерий, Anaerostipes caccae , по-видимому, защищает от аллергических реакций, когда присутствует в кишечнике.
Однако для того, чтобы эти бактерии попали в кишечник, недостаточно просто проглотить таблетку: пероральный прием не приводит к их колонизации там, где они необходимы — в тонком и толстом кишечнике.
Вооружившись этими знаниями, Наглер объединился с профессором Джефри Хабеллом для разработки полимерной системы, которая самоорганизуется в мицеллы, способные защищать и стабилизировать бутират и медленно высвобождать его в нижние отделы желудочно-кишечного тракта, где бактерии вырабатывают бутират у здоровых людей. Эта терапия, по сути, закрывает доступ аллергенов в кровообращение организма.
Компания ClostraBio, основанная ими для коммерциализации этой технологии, недавно завершила раунд финансирования серии А, что позволит им провести необходимую работу для перехода к клиническим испытаниям этой терапии.
В конечном итоге компания планирует использовать полимерную систему в качестве платформы, к которой можно будет присоединять другие метаболиты для стабилизации микробиома новыми способами.
«Образ жизни XXI века истощил запасы защитных бактерий в кишечнике», — сказала она. «Это приводит не только к пищевой аллергии, но и ко многим другим хроническим неинфекционным заболеваниям, включая воспалительные заболевания кишечника и даже такие состояния, как аутизм и рассеянный склероз. Я хочу увидеть этот препарат в лечении пациентов. Это может стать способом лечения аллергии и, наконец, принести облегчение миллионам людей».
Наглер поступила в Чикагский университет в 2009 году из-за его сильных сторон в области исследований микробиома, и считает подход Притцкеровской школы молекулярной инженерии особенно плодотворным для своей работы.
«Здесь все хотят представить результаты своей работы миру и решать проблемы, — сказала она. — Я готова продолжать учиться новому и заниматься научными открытиями. Я так же полна энтузиазма сейчас, как и во время учебы в аспирантуре».
Новая звезда — это не рождение светила, а мощная вспышка старого. За несколько часов блеск увеличивается в тысячи или даже миллионы раз. Что происходит на самом деле?
Внутри нашей планеты могут скрываться фрагменты другого мира. И хотя это звучит как фантастика, за этой идеей стоит вполне серьезная научная гипотеза.
Речь идет о Тейе — гипотетической протопланете размером примерно с Марс. Согласно общепринятой версии, около 4,5 миллиарда лет назад она столкнулась с протоземлей — Землей на очень ранней стадии развития. Удар был настолько мощным, что часть вещества оказалась выброшена на орбиту, а затем из этих обломков сформировалась Луна.
Но возникает важный вопрос: если Тейя действительно столкнулась с Землей, куда делась основная часть ее вещества? В конце концов, Луна почти вдвое меньше Марса.
Геофизики давно знают, что в нижней мантии Земли есть две огромные аномальные области. Одна находится под Африкой, другая — под Тихим океаном. Их называют крупными областями с низкой скоростью сдвиговых волн — LLSVP (от англ. Large Low-Shear-Velocity Provinces).
LLSVP представляют собой гигантские скопления вещества у границы внешнего ядра и мантии, залегающие на глубине около 2 900 километров под поверхностью. Через эти области сейсмические волны проходят заметно медленнее, чем через окружающую мантию, поэтому ученые видят их косвенно — по данным землетрясений.
Поскольку сейсмографы размещены в разных уголках планеты и работают непрерывно, накопленные данные позволяют визуализировать то, что скрыто от прямого наблюдения, — этакий "рентген" планетарного масштаба. По оценкам, общий объем LLSVP составляет около 6% от объема всей Земли.
В 2023 году международная команда исследователей предложила любопытное объяснение: эти глубинные аномалии могут быть остатками вещества Тейи — той самой протопланеты, столкновение с которой привело к формированию Луны.
Моделирование показало: если мантия Тейи была немного плотнее мантии протоземли и богаче железом, часть ее вещества после столкновения могла не перемешаться полностью с земной мантией. Вместо этого она погрузилась глубже и со временем оказалась у границы ядра и мантии — там, где сегодня находятся LLSVP. Авторы исследования прямо называют эти структуры возможными "погребенными реликтами" вещества Тейи, сохранившимися после гигантского удара.
Эта гипотеза прекрасна тем, что связывает сразу две загадки: происхождение Луны и существование гигантских структур в недрах Земли. Если она подтвердится, наш естественный спутник окажется не единственным следом древнего столкновения. Второй след может находиться глубоко под нашими ногами.
Уже предвижу диванно-экспертную реакцию в духе: "Есть только Кольская сверхглубокая скважина", "никто не знает, что глубже 12 километров", "все это просто догадки", "никто этого своими глазами не видел" и так далее.
Но для того, чтобы обнаружить заболевание внутренних органов, человека не вскрывают на операционном столе в рамках диагностики. Врачи используют УЗИ, МРТ, КТ, анализы и другие методы, позволяющие увидеть то, что скрыто внутри тела. Исследование недр Земли с помощью современной сейсмологии, геодинамического моделирования и сравнительного анализа работает похожим образом — только в планетарном масштабе.
Существование LLSVP — факт. А вот их происхождение — не доказанная истина, а сильная научная модель.
Если авторы исследования правы, наша планета окажется не просто телом, пережившим древнее столкновение, а миром, внутри которого до сих пор хранятся фрагменты погибшей протопланеты.
И если однажды у нас появятся технологии для получения образцов этих фрагментов, мы сможем лучше понять не только процесс формирования Луны, но и то, как гигантские столкновения влияли на внутреннее строение планет Солнечной системы, определяя их дальнейший эволюционный путь.
Возможно, именно такие события, которые сегодня мы бы сочли катастрофическими, играли важную роль в создании обитаемых миров, обеспечивая их колоссальным запасом энергии.
Глядя на ясное ночное небо вдали от городских огней, мы видим бесконечную черную бездну, усыпанную мириадами звезд. На самом деле невооруженным глазом можно различить всего около 6 000 звезд (около 3 000 в каждом полушарии), и все они предстают перед нами как крошечные мерцающие — из-за атмосферной турбулетности — точки света. А ведь речь идет о ближайших к нам звездах — космических соседях в пределах нескольких сотен световых лет от Солнечной системы.
Современные наземные и космические телескопы позволяют преодолеть это ограничение и рассматривать далекие звезды в деталях. Это не только завораживает, но и дает ученым возможность изучать процессы звездной эволюции.
Перед вами — самое детализированное на сегодняшний день изображение красного гиганта R Зайца (R Leporis), полученное 15 ноября 2023 года с помощью массива радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама. Эта умирающая звезда, расположенная в созвездии Зайца на расстоянии 1 490 ± 40 световых лет от Земли, находится на поздней стадии своего жизненного цикла.
R Зайца окружает сложная кольцевая структура из газа и космической пыли, которая постоянно пополняется веществом, истекающим с поверхности раздувшегося и пульсирующего гиганта. Наблюдения также зафиксировали необычное явление: звезда периодически "выбрасывает" облака углеродной сажи в окружающее пространство, словно гигантский космический вулкан.
Радиус R Зайца сегодня почти в 500 раз превышает солнечный. Если бы звезда находилась на месте нашего светила, то все планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — оказались бы внутри ее оболочки. При этом болометрическая светимость гиганта, то есть суммарное излучение во всех диапазонах спектра, превышает солнечную более чем в 13 000 раз.
Примечательно, что R Зайца относится к классу углеродных звезд — в ее атмосфере углерод преобладает над кислородом. Это придает ей характерный темно-красный оттенок и способствует образованию сложных углеродных соединений в окружающей газопылевой оболочке.
Изучая R Зайца, ученые получают редкую возможность заглянуть в отдаленное будущее нашей собственной звезды. Через 5–7 миллиардов лет Солнце пройдет через аналогичную стадию красного гиганта, увеличившись в размерах и сбросив значительную часть своего вещества в космическое пространство.
В конечном итоге, когда звезда израсходует все топливо и сбросит оставшиеся оболочки, от нее останется лишь "огарок" — белый карлик, представляющий собой сверхплотное ядро из электронно-ядерной плазмы размером примерно с Землю, но с массой, сопоставимой с массой Солнца.
Полное остывание белого карлика займет десятки миллиардов лет (а по некоторым моделям — триллионы лет), и все это время он будет напоминать о некогда существовавшей планетной системе R Зайца, которая, возможно, когда-то могла быть пригодной для жизни.
13 января 2026 года астрономы обнаружили новую комету Солнечной системы — C/2026 A1. Расчеты ее орбиты и моделирование предсказывают необычный финал: 4 апреля она пройдет в опасной близости от Солнца и, вероятнее всего, будет уничтожена.
C/2026 A1 сформировалась более четырех миллиардов лет назад, на заре Солнечной системы. Теперь ее путь подходит к концу: меньше чем через месяц комета, которая старше Земли, будет уничтожена.
Сейчас комета находится на расстоянии около 200 миллионов километров от Земли и примерно в 300 миллионах километров от Солнца, двигаясь по сильно вытянутой орбите и постепенно приближаясь к нашему светилу.
По мере сближения с Солнцем комета будет нагреваться все сильнее. Лед в ее составе начнет активно сублимировать (переходить из твердого состояния сразу в газообразное), выбрасывая в окружающее пространство газ и пыль. Это приведет не только к росту яркости хвоста, но и запустит механизм разрушения кометы.
Когда она подойдет слишком близко к звезде, ее ядро начнет стремительно распадаться, и в итоге C/2026 A1 испарится в солнечной короне.
Интересно, что C/2026 A1 может быть фрагментом Великой кометы 1106 года (X/1106 C1), которая была одной из самых ярких в истории наблюдений. В раннесредневековых хрониках ее описывали как "гигантскую белую звезду с хвостом", которая доминировала на ночном небе.
Возможно, Великая комета не пережила того "свидания" с Солнцем и распалась на несколько частей, некоторые из которых продолжили движение по похожим орбитам. Так что не исключено, что C/2026 A1 — один из таких древних осколков, который почти тысячу лет странствовал по Солнечной системе.
Падение комет на Солнце — не редкость.
В нашей планетной системе есть целые семейства так называемых околосолнечных, или задевающих Солнце комет, которые в перигелии настолько сближаются со звездой, что в большинстве случаев разрушаются и испаряются. В астрономии известны случаи, когда околосолнечные кометы пролетали всего в нескольких тысячах километров от Солнца!
Однако если околосолнечная комета достаточно крупная, то она способна частично пережить сближение со светилом, распавшись на фрагменты. Похоже, что Великая комета 1106 года как раз и была таким случаем: распавшись, она оставила после себя C/2026 A1, которую теперь ждет окончательное исчезновение.
Наземные и космические обсерватории, наблюдающие Солнце, регулярно фиксируют падения околосолнечных комет, однако большинство таких объектов слишком малы, чтобы их можно было заметить до факта разрушения.
Кометы — это интереснейшие с научной точки зрения объекты, которые часто называют "капсулами времени". Связано это с тем, что они хранят в себе первозданное вещество, из которого формировалась Солнечная система более 4,6 миллиарда лет назад.
C/2026 A1 в составе Великой кометы 1106 застала формирование всех планет и спутников, зарождение жизни и появление человечества. И вот теперь этой комете предстоит сблизиться с Солнцем в последний раз, унося с собой бесчисленное множество секретов.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
Эта статья — адаптация и компиляция идей астрофизика Джонти Хорнера, основанная на его публичных выступлениях, статьях и комментариях о шансах найти внеземную жизнь. Повествование будет вестись от первого лица — так проще сохранить авторскую логику и интонацию.
На вопрос "есть ли инопланетяне?" я однозначно отвечу: да. Но правильно сформулированный вопрос должен звучать иначе: достаточно ли близко они находятся, чтобы мы вообще могли их заметить?
Космос чудовищно велик. И за последние десятилетия мы узнали важную вещь: планеты есть почти у каждой звезды. В одном только Млечном Пути порядка 400 миллиардов звезд. Если представить, что в среднем у каждой по несколько планет, то даже в пределах нашей Галактики набираются триллионы миров. А галактик во Вселенной так много, что по некоторым оценкам их число только в наблюдаемой Вселенной сопоставимо с тем, как много планет у нас дома, в Млечном Пути.
С таким масштабом трудно поверить, что Земля уникальна. Жизнь, включая разумную и даже технологическую, почти наверняка возникала где-то еще. Но у этой вдохновляющей истории есть неприятная для нас (ученых) часть: существовать и быть обнаруженными — разные вещи.
Представьте крайне осторожный сценарий. Пусть технологически развитая жизнь появляется лишь у одной звезды из миллиарда. И даже тогда в Млечном Пути набралось бы около 400 "технологических" звездных систем. Звучит обнадеживающе много, пока не вспомнишь размеры Галактики: примерно 100 000 световых лет в диаметре. При таком раскладе в среднем эти цивилизации окажутся на расстоянии порядка 10 000 световых лет друг от друга (это грубая оценка, но здесь порядок величины важнее точности).
А это почти приговор для поиска. На таких дистанциях "обычные" радиосигналы — вроде тех, что человечество неосознанно рассеивает в пространство, — слишком слабы. Поймать их можно лишь в том случае, если инопланетные передатчики намного мощнее всего, что умеем создавать мы, а еще если мы знаем, куда и когда именно нужно "смотреть".
Поэтому я и считаю, что внеземная жизнь (включая разумную), скорее всего, существует, но доказательства ее существования могут не появиться еще очень долго. Не потому, что мы одни во Вселенной, а потому, что космос устроен так, что даже соседей по Галактике проблематично "услышать".
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
DEM L 190 — остаток сверхновой в Большом Магеллановом Облаке, карликовой галактике-спутнике нашего Млечного Пути. Этот "космический фейерверк" возник в результате взрыва массивной звезды, произошедшего около 5 000 лет назад относительно земных наблюдателей.
DEM L 190 находится на расстоянии около 160 000 световых лет от Земли в созвездии Золотой Рыбы. Остаток сверхновой достигает 75 световых лет в поперечнике, что почти в 18 раз больше расстояния от Солнца до ближайшей звезды Проксима Центавра.
Исходная масса погибшей звезды была не менее 15 солнечных масс (по некоторым оценкам — не менее 20). За доли секунды она высвободила столько энергии, сколько наше Солнце произведет за 10 миллиардов лет.
Все изображения, представленные в статье, были получены космическим телескопом NASA/ESA "Хаббл".
Яркие нити и волокна — это ударные волны, сжимающие и разогревающие окружающий межзвездный газ до температуры в 10-20 миллионов градусов Цельсия.
Каждый цвет несет в себе информацию о химическом составе остатка:
Газовая оболочка продолжает расширяться со скоростью от 300 до 500 километров в секунду, но этот процесс постепенно замедляется за счет взаимодействия с межзвездной средой.
В сердце DEM L 190 скрывается один из самых экзотических объектов Вселенной — магнитар SGR 0526−66. Это нейтронная звезда диаметром всего около 20 километров, но с массой, сопоставимой с массой Солнца! Кроме того, магнитар SGR 0526−66 обладает магнитным полем в триллион раз сильнее земного.
Этот экстремальный объект периодически испускает мощные вспышки гамма-излучения. 5 марта 1979 года одна такая вспышка достигла Солнечной системы и "ударила" по космическим аппаратам, оснащенным детекторами гамма-излучения, временно "ослепив" их.
Коллапсирующая массивная звезда, перед тем как вспыхнуть сверхновой, превращается в гигантскую фабрику тяжелых элементов. В последние секунды жизни в ее ядре синтезируются, а затем выбрасываются в космос:
Для большинства этих элементов экстремальные условия звездного взрыва — единственный путь к появлению на свет. Постепенно смешиваясь с межзвездными газопылевыми облаками, они становятся строительным материалом для новых поколений звезд и планетных систем.
Скорость расширения остатка сверхновой будет продолжать падать и максимум через 100 000 лет от всей этой красоты ничего не останется — все полностью "растворится" в межзвездной среде.
Однако эхо этого события будет разноситься по Вселенной миллиарды и миллиарды лет: обогащенный тяжелыми элементами межзвездный газ породит новые звезды, планеты и, вероятно, даже станет причиной появления жизни.
