Телескопы НАСА рассмотрели рекордно далёкую чёрную дыру

С помощью телескопов НАСА астрономы обнаружили самую удалённую чёрную дыру, наблюдаемую в рентгеновских лучах. Чёрная дыра находится на ранней стадии роста, которая ранее не наблюдалась, её масса аналогична массе остальной галактики-хозяина.

Этот результат может объяснить, как образовались одни из первых сверхмассивных чёрных дыр во Вселенной.

Объединив данные рентгеновской обсерватории НАСА Чандра и космического телескопа НАСА Уэбб, группа исследователей смогла обнаружить характерный признак растущей чёрной дыры всего через 470 млн. лет после Большого взрыва.

«Нам понадобился Уэбб, чтобы найти эту удивительно далёкую галактику, и Чандра, чтобы обнаружить её сверхмассивную чёрную дыру, — говорит Акос Богдан из Центра астрофизики | Гарвардского и Смитсоновского университетов (CfA), который возглавляет авторов новой статьи в журнале Nature Astronomy, описывающую эти результаты. — Мы также воспользовались преимуществами космического увеличительного стекла, которое увеличило количество обнаруженного нами света». Этот эффект увеличения известен как гравитационное линзирование.

Богдан и его команда обнаружили чёрную дыру в галактике под названием UHZ1 в направлении галактического скопления Abell 2744, расположенного в 3,5 млрд световых лет от Земли. Однако данные Уэбба показали, что галактика находится гораздо дальше, чем скопление, — на расстоянии 13,2 млрд световых лет от Земли, когда возраст Вселенной составлял всего 3% от её нынешнего возраста.

Инженеры смоделировали робота по образу 450-млн летнего ископаемого

Исследователи факультета машиностроения Университета Карнеги-Меллон в сотрудничестве с палеонтологами из Испании и Польши на основе ископаемых данных создали мягкую роботизированную копию плевроцистиды — морского организма, существовавшего около 450 млн лет назад и считающегося одним из первых иглокожих, способных передвигаться с помощью мускульного ствола.

Исследование, опубликованное сегодня в журнале Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), призвано расширить современные представления об устройстве и движении животных, представив новую область исследований — палеобионику, направленную на использование софтботики — робототехники с гибкой электроникой и мягкими материалами — для понимания биомеханических факторов, обусловивших эволюцию на примере вымерших организмов.

«Софтботикс» — это ещё один подход к информатизации науки с использованием мягких материалов для создания гибких конечностей и придатков роботов. «Многие фундаментальные принципы биологии и природы могут быть полностью объяснены только в том случае, если мы обратимся к эволюционной хронологии развития животных. Мы создаём роботов-аналогов, чтобы изучить, как менялась локомоция», — говорит Кармел Маджиди, ведущий автор работы и профессор машиностроения Университета Карнеги-Меллон.

Поскольку время существования человека на Земле составляет всего 0,007% истории планеты, современный животный мир, влияющий на понимание эволюции и вдохновляющий на создание современных механических систем, — это лишь малая часть всех существ, существовавших на протяжении истории.

Используя ископаемые данные для проектирования и сочетания 3D-печатных элементов и полимеров для имитации гибкой столбчатой структуры подвижного придатка, команда продемонстрировала, что плевроциститиды, вероятно, могли передвигаться по морскому дну с помощью мускульного стебля, который толкал животное вперёд. Несмотря на отсутствие современного аналога (в результате эволюции иглокожих появились современные морские звёзды и морские ежи), плевроциститиды представляют интерес для палеонтологов в связи с их ключевой ролью в эволюции иглокожих.

Команда определила, что наиболее эффективным движением, вероятно, являются широкие размашистые движения, а увеличение длины стебля значительно повышает скорость животных, не заставляя их затрачивать слишком много энергии.

Бетельгейзе может быть результатом «тихого» слияния звёзд

Бетельгейзе, вторая по яркости звезда в знакомом нам созвездии Ориона, — странная звезда-гигант. Недавние наблюдения показали, что она вращается гораздо быстрее и в ней смешано гораздо больше тяжёлых элементов, чем должно быть в обычных звёздах-гигантах. Недавно группа астрономов разработала сложное компьютерное моделирование, чтобы проверить радикальную идею: что, если Бетельгейзе является результатом слияния двух меньших звёзд.

Все звёзды проходят хорошо понятный путь эволюции. В течение большей части своей жизни они сжигают водород в своих ядрах, а по мере старения оставляют после себя скопления гелия. Изменение соотношения водорода и гелия в ядре влияет на остальные свойства звезды, такие как её размер, яркость и температура. Например, когда более массивные звёзды, такие как Бетельгейзе, приближаются к концу своей жизни, в их ядрах накапливается такое количество гелия, что водородный синтез переходит в оболочку, окружающую это ядро, раздувая остальную часть звезды до красного сверхгиганта.

Зная это, астрономы обычно могут точно определить, на каком этапе эволюции находится звезда. Однако Бетельгейзе обладает некоторыми странными свойствами: она содержит гораздо больше азота во внешней атмосфере, что является признаком того, что её внутренняя часть была недавно перемешана, и вращается гораздо быстрее, чем другие красные сверхгиганты, что указывает на то, что со звездой что-то произошло, чтобы раскрутить её.

К сожалению, прямые доказательства этого сценария появятся лишь через 50-100 тыс. лет, когда Бетельгейзе взорвётся в виде сверхновой. Когда это произойдёт, вещество из её недр вырвется наружу, что позволит будущим астрономам (если они к тому времени будут существовать!) более детально изучить химический состав звезды-гиганта. Соотношение элементов позволит определить, была ли Бетельгейзе всегда одиночной звездой со странными свойствами или же она образовалась в результате давнего слияния.

Выхлоп газовых плит связали с детской астмой

Согласно новому докладу, газовые плиты накачивают кухни, гостиные и спальни по всей Европе загрязняющими веществами, связанными с детской астмой.

Голландские учёные измерили качество воздуха в 247 домах и обнаружили, что средний уровень диоксида азота (NO₂) почти в два раза выше у тех, кто готовит на газе, чем у тех, кто не готовит. В каждом четвёртом доме с газовыми плитами уровень загрязнения превышал почасовой уровень, установленный Всемирной организацией здравоохранения, в то время как в контрольной группе, где использовались электрические плиты, этот показатель не был превышен ни в одном доме.

Пит Якобс, учёный из Нидерландской организации прикладных научных исследований, сказал: «Переход на электроплиты — желательно в сочетании с использованием хорошо продуманных вентиляционных вытяжек для снижения воздействия высоких уровней твёрдых частиц, образующихся при приготовлении пищи, — может снизить эти показатели до уровня ниже рекомендуемого».

При сжигании газа для приготовления пищи выделяются загрязняющие вещества, такие как NO₂, которые повреждают лёгкие и воспаляют дыхательные пути. Учёным давно известно о связи между газовыми плитами и детской астмой, хотя причинно-следственная связь между этими двумя явлениями не доказана.

В докладе, подготовленном по заказу группы Clasp, занимающейся вопросами энергоэффективности, были проведены измерения уровня NO₂ в помещениях в семи европейских странах. Учёные выбирали дома, в которых люди не курят, и которые находились вдали от оживлённых дорог и заводов, чтобы уменьшить влияние других источников загрязнения.

Было установлено, что скачки загрязнения могут продолжаться несколько часов и тем сильнее, чем дольше люди готовили пищу. В среднем за 13 дней испытаний дневная норма загрязнения NO₂, установленная ВОЗ, оставалась превышенной в течение 3,25 дней.

Раскрыты секреты эволюции кошек

Благодаря детальному анализу полных геномов пяти видов кошек учёные смогли разрешить некоторые давние загадки эволюции этих животных, что позволило нам лучше понять, как развивались различные виды.

Международная группа исследователей изучала такие виды животных, как домашние кошки, львы и тигры, и использовала такой метод, как трио-биннинг: это когда ДНК, внесённая каждым из родителей организма, может быть отсеяна и идентифицирована.

В данном случае этот метод был применён к гибридам, что позволило исследователям выделить конкретные геномы с удивительно малым количеством пробелов.

«Наша цель состояла в том, чтобы лучше понять, как происходила эволюция кошек и какова генетическая основа различий между их видами», — говорит Билл Мёрфи, зоолог из Техасского университета A&M.

«Мы хотели воспользоваться новыми технологиями, позволяющими создавать более полные геномные карты кошек».

Один из вопросов, на который хотела ответить команда, — почему у кошек относительно мало сложных генетических вариаций по сравнению с другими млекопитающими. Например, хромосомы льва и домашней кошки мало чем отличаются друг от друга.

Новый анализ позволяет предположить, что причина кроется в частоте сегментных дупликаций, или участков ДНК, очень похожих на другие участки. У кошек их гораздо меньше, чем у других млекопитающих, что делает их геномы более стабильными и приводит к сокращению числа видов.

Хотя крупные генетические вариации у кошек встречаются не так часто, некоторые из них всё же существуют, и очередное открытие проливает свет на то, какие участки ДНК кошек ответственны за эти изменения — особенно в том, что касается вариаций, определяющих отдельные виды.