Впервые в мире новая система искусственного интеллекта обнаружила сверхновую звезду без помощи человека

Художественное изображение сверхновой типа Ia

Впервые искусственный интеллект (ИИ) осуществил поиск, обнаружение, подтверждение, классификацию и объявление об открытии сверхновой без участия человека.

Международная группа учёных разработала новый инструмент искусственного интеллекта под названием Bright Transient Survey Bot (BTSbot), используя для обучения алгоритма машинного обучения более 1,4 млн изображений из почти 16 тыс. источников.

По сообщению Северо-Западного университета, новая система позволяет автоматизировать весь процесс обнаружения звёздных взрывов, что не только исключает человеческий фактор, но и значительно повышает скорость работы.

«В конечном счёте, исключение человека из процесса даёт исследовательской группе больше времени для анализа своих наблюдений и разработки новых гипотез, объясняющих происхождение наблюдаемых нами космических взрывов», — говорит астроном Северо-Западного университета Адам Миллер, один из ведущих исследователей, участвовавших в разработке BTSbot.

Снимок галактики, в которой зажглась сверхновая звезда

«Это значительно упрощает масштабные исследования сверхновых, — добавляет астроном Набил Рехемтулла (Nabeel Rehemtulla) из Северо-Западного университета, который совместно с Миллером руководил разработкой, — помогает нам лучше понять жизненные циклы звёзд и происхождение элементов, образующихся при взрывах сверхновых, таких как углерод, железо и золото».

BTSbot обнаружил недавно открытую сверхновую, получившую название SN2023tyk, в данных, полученных от Zwicky Transient Facility (ZTF) — роботизированной камеры в Калифорнии, которая сканирует северное небо каждые два дня.

Для сравнения: ZTF зафиксировала космический взрыв на ночном небе 3 октября, а BTSbot обнаружил сверхновую в данных ZTF 5 октября. Связавшись с другими роботизированными приборами, BTSbot смог подтвердить факт обнаружения и классифицировать событие как сверхновую типа Ia, а 7 октября опубликовать отчёт.

Вокруг Меркурия обнаружены «поющие» плазменные волны

Если прислушаться к планетам, обладающим магнитосферой, с помощью соответствующих приборов, можно услышать щебетание и свист, почти как пение птиц на рассвете и закате. Эти так называемые хоровые волны были зарегистрированы на Земле, Юпитере и Сатурне, наблюдались на Уране и Нептуне.

Теперь под руководством астронома Мицунори Одзаки из Университета Канадзавы учёные из Японии и Франции обнаружили, что они свистят также и вокруг Меркурия.

Это необычно, поскольку у других планет есть несколько особенностей, которых нет у Меркурия: толстые, пышные атмосферы и постоянные радиационные пояса, в которых солнечные частицы задерживаются магнитным полем планеты.

По словам учёных, это открытие может пролить свет на магнитную среду вокруг Меркурия и на то, как планетарные магнитные поля в целом формируются под действием солнечного ветра.

Магнитное поле Меркурия невелико. Это довольно голый кусок породы с практически отсутствующей атмосферой, расположенный слишком близко к Солнцу. Он постоянно подвергается воздействию радиации и солнечного ветра.

Но этот небольшой мир полон тайн. Только в этом году учёные наконец-то обнаружили, что на Меркурии, даже с его жалким магнитным полем и атмосферой, есть полярные сияния, причём весьма странного вида.

Однако задолго до этого открытия учёные предполагали, что на Меркурии могут существовать хоровые волны. Они возникают, когда энергичные электроны попадают в магнитосферу планеты, вращаются по спирали вдоль линий магнитного поля и генерируют волны в плазме.

Эти волны можно записать и преобразовать в звуки, которые меняются в зависимости от того, как и куда движутся электроны. Например, на видео ниже можно услышать волны, записанные на Земле.

Учёные нашли доказательство беспрецедентной вспышки на Солнце, затронувшей Землю

Наше солнце способно на мощные вспышки. К счастью для нас, атмосфера и магнитное поле Земли защищают наши тела от такого солнечного излучения, но наши технологии, а именно электрические сети и сети связи, могут быть серьёзно или катастрофически повреждены солнечными вспышками.

В качестве серьёзного предупреждения для технобудущего учёные обнаружили свидетельства «самой большой из когда-либо идентифицированных» солнечных бурь, которая произошла 14 300 лет назад, когда саблезубые кошки ещё бродили по тем местам, где сегодня стоит Лос-Анджелес. Буря такого масштаба известна как «событие Мияке», когда Солнце выбрасывает в космос огромное количество солнечных частиц и радиации, направленных на атмосферу Земли. В конечном итоге этот солнечный взрыв приводит к резкому увеличению содержания элемента, называемого радиоуглеродом, который затем сохраняется в кольцах земных деревьев.

В сочетании с аналогичными данными, сохранившимися в кернах гренландского льда, исследователи приводят убедительные доказательства колоссальной солнечной вспышки. Исследование опубликовано в научном журнале The Royal Society's Philosophical Transactions A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences.

«Экстремальные солнечные бури могут иметь огромные последствия для Земли. Такие суперштормы могут навсегда повредить трансформаторы в наших электросетях, что приведёт к огромным и повсеместным отключениям электричества, длящимся месяцами», — говорится в заявлении Тима Хитона, профессора прикладной статистики математического факультета Лидского университета, работавшего над исследованием.

Впервые в мире исследование показало, что иммунные клетки имеют решающее значение для остановки рака кишечника

Т-клетки (ярко-зелёные и синие), окружающие раковую клетку (синяя, в центре)

Впервые в медицине учёные затормозили рост раковых опухолей кишечника у мышей, используя иммунные клетки толстого кишечника.

Одним из наиболее интересных новых методов лечения рака является иммунотерапия, которая работает путём обучения иммунной системы организма выявлять и уничтожать раковые клетки. Однако большинство существующих иммунотерапий помогают лишь небольшому количеству пациентов с раком кишечника — менее чем 10%.

«Мы обнаружили, что важная группа иммунных клеток в толстом кишечнике — гамма-дельта Т-клетки — имеет решающее значение для предотвращения рака кишечника», — говорит иммунолог Лиза Миэльке из Института исследования рака имени Оливии Ньютон-Джон при университете La Trobe в Австралии.

Примерно 1 из 10 случаев рака приходится на рак кишечника. Он занимает второе место в мире среди причин смертности от рака, однако отсутствие симптомов на ранних стадиях развития заболевания приводит к тому, что оно часто диагностируется слишком поздно, чтобы его можно было вылечить.

«Наше первое в мире исследование открывает новую дорогу для разработки комбинированных иммунотерапевтических препаратов для более эффективного лечения больных раком кишечника», — говорит один из ведущих авторов исследования Марина Якоу, аспирант Института исследования рака имени Оливии Ньютон-Джон.

Якоу, Миельке и группа исследователей из Австралии и США изучили образцы тканей опухолей кишечника, а также пациентов, не страдающих раком кишечника. Они заметили корреляцию между гамма-дельта Т-клетками и благоприятными клиническими исходами при раке кишечника. Когда в опухолях больных раком кишечника обнаруживалось большее количество иммунных клеток этого типа, они чаще выживали и выздоравливали.

«Гамма-дельта Т-клетки выступают в роли наших передовых защитников в кишечнике, — говорит Миельке. — Отличительной особенностью этих иммунных клеток является то, что они постоянно патрулируют и защищают эпителиальные клетки, выстилающие кишечник, выступая в роли воинов против потенциальных угроз рака».

Экспериментальную бионическую руку соединили с костями и нервной системой женщины

Бионическая рука вернула женщине способность ощущать давление и текстуру, а также уменьшила количество фантомных болей, которые она испытывала после ампутации.

Разработка протезов рук шагнула далеко вперёд, но многие из них всё ещё слишком громоздки и непрактичны для повседневного использования. Помимо того, что большинство протезов не могут сравниться с естественной рукой по ловкости, они не могут обеспечить неврологическую обратную связь с пользователем, что делает невозможными тактильные и кинестетические ощущения. Но благодаря программе DeTOP на горизонте появился новый тип протезов: бионическая рука, соединённая с костями и нервной системой пользователя, обеспечивающая беспрецедентный диапазон движений и ощущений.

DeTOP, сокращение от "dexterous transradial osseointegrated prosthesis", — это совместная работа исследовательских организаций Швеции, Италии, Швейцарии и Великобритании. С момента начала совместной работы в 2018 году они стремятся создать протез конечности, который не только ощущает текстуру и давление, но и воспроизводит уровень ловкости, присущий естественной руке. Первый действующий прототип DeTOP был создан в 2019 году, а вскоре после этого началась работа со шведской женщиной, чья рука была отрезана в результате несчастного случая на ферме за два десятилетия до этого. Эта женщина стала первым кандидатом на бионическую руку DeTOP.

В журнале Science Robotics в октябре подробно описаны успехи прототипа за последние четыре года. Как сообщается, женщина, которую зовут Карин, смогла с помощью бионической руки выполнять 80% функций естественной руки. Это значительное улучшение по сравнению с её прежним положением, характеризующимся ограниченной подвижностью и почти постоянными фантомными болями в конечностях.

Прежде чем начать пользоваться бионической рукой DeTOP, Карин должна была пройти курс реабилитации, который помог ей восстановить прочность костей предплечья — лучевой и локтевой. (Кости могут ослабевать после частичной ампутации, так как они реже используются). Кроме того, ей пришлось тренироваться управлять отсутствующей рукой с помощью виртуальной реальности. После этого бионическая рука была соединена с костями Карин и электрически подключена к её нервной системе. Электроды, вживлённые в предплечье Карин и подключённые к бионической руке, позволяют ей управлять каждым пальцем, ощущать давление и текстуру.

Галактические археологи раскрыли драматическую историю нашей соседки — галактики Андромеды

Эволюция содержания элементов в галактике

Исследование, проведённое в Университете Хартфордшира, позволило раскрыть драматическую историю Андромеды, ближайшей соседней галактики. Используя современное моделирование, профессор Чиаки Кобаяши и группа международных астрофизиков определили детали истории галактики с помощью галактической археологии — подхода, изучающего химический состав звёзд и развитие их галактики, чтобы реконструировать её прошлое.

В исследовании, принятом к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters и размещённом на сервере препринтов arXiv, рассматривается содержание элементов в Андромеде, в частности, наличие планетарных туманностей — газа и пыли, образующихся из отброшенных внешних слоёв умирающих маломассивных звёзд и звёзд ветви красных гигантов.

Анализ показывает, что формирование Андромеды было более драматичным и неистовым, чем формирование нашего Млечного Пути. После первоначального интенсивного всплеска звёздообразования, в результате которого образовалась галактика, между 2 и 4,5 млрд лет назад возник вторичный слой звёзд, который, скорее всего, был вызван так называемым «мокрым слиянием» — слиянием двух богатых газом галактик, вызвавшим большое количество звездообразований.

Учёные уже давно считают, что Андромеда, скорее всего, произошла в результате слияния двух галактик, основываясь на положении и движении отдельных звёзд в ней. Исследование профессора Кобаяси проливает новый свет на природу и последствия такого слияния, используя химический состав звёзд, и объясняет, как формировались звёзды и элементы на протяжении всей истории Андромеды.

Профессор Кобаяши, профессор астрофизики Центра астрофизических исследований Университета Хартфордшира, сказал: «Это фантастический пример того, как галактическая археология может дать новые свежие сведения об истории нашей Вселенной. Анализируя химическое изобилие в звёздах разного возраста в Андромеде, мы можем оживить её историю и лучше понять её происхождение».

«Хотя во многом Андромеда похожа на наш Млечный Путь — это схожая по размерам спиральная дисковая галактика — наше новое исследование подтверждает, что её история гораздо более интенсивна и драматична, с бурными вспышками активности, в результате которых звёзды образуются в изобилии, и двумя различными эпохами звёздообразования».