CL1 — первый биокомпьютер
Живые нейроны человека внутри компьютера — это уже не фантастика. В 2025 году ученые создали нечто невероятное. Рассказываю, что такое CL1 и почему это меняет все.
Развернуть
–
Живые нейроны человека внутри компьютера — это уже не фантастика. В 2025 году ученые создали нечто невероятное. Рассказываю, что такое CL1 и почему это меняет все.
Перед вами галактическое скопление eMACS J1823.1+7822 в созвездии Дракона, расположенное на расстоянии около девяти миллиардов световых лет от Земли. Это одна из тех структур, которые позволяют наглядно оценить масштаб Вселенной.
eMACS J1823.1+7822 — огромная система из множества галактик, связанных друг с другом посредством гравитации. Сотни галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд, объединены в единую структуру, протянувшуюся на миллионы световых лет. Масса скопления настолько велика, что заметно искривляет ткань пространства-времени вокруг себя.
Благодаря огромной массе скопление превращается в гравитационную линзу — удивительное явление, предсказанное общей теорией относительности Альберта Эйнштейна.
Масса скопления искривляет пространство-время, поэтому свет фоновых галактик идет к нам не по прямой, а по изогнутым траекториям. В результате их изображения растягиваются в дуги, искажаются, а иногда даже повторяются.
На снимках телескопа эти "гравитационные дуги" выглядят как светящиеся волокна вокруг скопления. Это не оптическая иллюзия, а реальное искривление света галактик, находящихся еще дальше.
Поэтому скопления вроде eMACS J1823.1+7822 работают как природные телескопы: они увеличивают и усиливают свет объектов, которые иначе были бы слишком далекими и слабыми для наблюдения с помощью существующих инструментов.
Сегодня такие снимки кажутся чем-то обыденным: космические телескопы регулярно присылают завораживающие изображения далеких скоплений и отдельных галактик. Но еще менее ста лет назад масштаб Вселенной оставался предметом жарких споров среди астрономов.
В начале XX века многие ученые считали, что Млечный Путь — это вся Вселенная, а необычные "спиральные туманности", наблюдаемые в телескопы того времени, являются частью нашей Галактики. Идея о том, что за пределами Млечного Пути могут существовать другие галактики, рассматривалась как нечто революционное и... спорное.
Ситуацию изменили наблюдения американского астронома Эдвина Хаббла в 1920-х годах. Используя мощный стодюймовый телескоп обсерватории Маунт-Вилсон, он обнаружил в туманности Андромеды переменные звезды — цефеиды, настоящие маяки Вселенной.
Измерив их яркость, Хаббл вычислил расстояние до туманности.
Результат оказался ошеломляющим: Андромеда находилась слишком далеко, чтобы быть частью Млечного Пути. Это однозначно указывало на то, что "спиральная туманность" на самом деле представляет собой отдельную галактику, размер которой сопоставим с размером Млечного Пути.
И понеслось! Больше не было никаких сомнений, что Млечный Путь — лишь капля в галактическом океане Вселенной, которая оказалась невообразимо огромной, выходящей далеко за пределы самых смелых предположений.
Сегодня мы знаем, что галактики объединяются в группы, скопления и сверхскопления, формируя грандиозную космическую паутину из тысяч и миллионов отдельных галактик.
Глядя на изображение eMACS J1823.1+7822, задумайтесь вот о чем: свет от самого скопления, дошедший до нас сегодня, начал свое путешествие около девяти миллиардов лет назад. А если учитывать фоновые галактики, чьи изображения искривлены гравитацией скопления, этот снимок уводит нас еще глубже в прошлое Вселенной. Тогда еще не было ни Земли, ни Солнца, да и сама Вселенная была совершенно другой.
Каждый такой снимок — это окно в очень далекое прошлое Вселенной, позволяющее увидеть, как выглядели, взаимодействовали и менялись крупные космические структуры миллиарды лет назад.
Все это приближает нас к пониманию того, как эволюционировала Вселенная, как она стала пригодной для зарождения жизни и появления в ней сознания, способного не просто восхищаться, но и задавать вопросы, а после искать ответы.
Эта Вселенная не была создана для нас, у нее нет никакой конечной цели. Но наша жажда знаний, наша неисчерпаемая любознательность наделяют все мироздание смыслом, которого в нем не было до появления разума. Мы — не центр Вселенной, но мы ее душа. И пока человек пытается понять, что тут вообще происходит, холодная бездна перестает быть немой: через нас она впервые начинает понимать саму себя.
9 февраля 1971 года экипаж "Аполлона-14" доставил на Землю один из самых известных лунных образцов — камень, прозванный "Большая Берта" и зарегистрированный в каталоге под номером 14321. Его нашли 6 февраля 1971 года во время второй внекорабельной активности у кратера Конус (англ. Cone).
"Большая Берта" — это почти 9-килограммовая брекчия: горная порода, сложенная из угловатых обломков, сцементированных вместе. Такие породы могут образовываться в результате осадочных, вулканических, тектонических или ударных процессов.
Долгое время "Большую Берту" считали просто интересным лунным образцом, но, как и многие другие находки программы "Аполлон", берегли до лучших времен — когда появятся более совершенные методы анализа, способные извлечь новые данные.
Но в 2019 году команда ученых изучила один светлый мелкозернистый фрагмент внутри "Большой Берты" и обнаружила в нем циркон, кварц и другие признаки гранитоподобной породы. Возраст циркона оценили примерно в четыре миллиарда лет, а его химический состав оказался гораздо ближе к породам, сформированным в земной коре, чем к типичным лунным образцам.
Это позволяет предположить, что "Большая Берта" может быть не просто лунным камнем, а обломком ранней Земли, выбитым в космос мощным астероидным ударом. Оказавшись на спутнике, он мог пережить новые удары, оказаться погребенным в лунной породе, а затем вновь выйти на поверхность в результате очередного ударного события — там его в итоге и нашли астронавты "Аполлона-14".
В ранней Солнечной системе разрушительные ударные события были распространенным явлением. Поэтому в межпланетном пространстве могло оказаться огромное количество фрагментов Земли, часть которых в итоге попала на Луну. А поскольку на Луне нет дождей, рек, океанов, тектоники плит и активной эрозии, она способна сохранять древние обломки нашей планеты лучше, чем сама Земля.
И тут возникает крайне интересный вопрос: если земные камни действительно попадали на Луну, могли ли вместе с ними туда попасть следы древней жизни?
Теоретически — да. Удар мог выбить с Земли не только минералы, но и органические молекулы, микроскопические включения, а если жизнь к тому времени уже существовала — возможно, и фрагменты биологического материала. Поэтому Луна может быть чем-то вроде естественного архива ранней Земли. Древние живые организмы мы там, конечно, не найдем, но теоретически можем обнаружить химические и минеральные следы древней биосферы.
И тут возникает второй, не менее интересный вопрос: можно ли найти ДНК древней жизни на Луне и воскресить ее?
Это маловероятно. ДНК — молекула очень хрупкая. В земных "тепличных" условиях ДНК достаточно быстро — в геологических масштабах — распадается, а самые древние надежно прочитанные образцы измеряются миллионами лет, но никак не миллиардами.
Лунная поверхность, которая по сей день подвержена постоянным ударным воздействиям, тоже не похожа на идеальное хранилище для генетического кода. Там вакуум, жесткая радиация и резкие перепады температур. Эксперименты показывают, что некоторые микроорганизмы и отдельные клетки могут переживать космическую среду в течение нескольких лет, особенно если надежно защищены с помощью современных материалов. Но это, определенно, не те временные рамки, о которых идет речь.
Так что интрига не в том, что на Луне можно найти сохранившуюся ДНК древнего земного обитателя и воскресить его, а в том, что на нашем естественном спутнике могут храниться многочисленные разновозрастные обломки Земли из эпох, от которых на самой Земле не осталось ни следа. В них могут сохраниться минералы, изотопные следы, органика и химические признаки условий, в которых зарождалась и эволюционировала земная жизнь.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:
▪ Telegram: https://t.me/thespaceway
Тритон — единственный крупный спутник в Солнечной системе с ретроградной орбитой. Почему он движется в противоположном направлении? Возможно, Нептун когда-то украл его из пояса Койпера.
Почётный академик ВРАЛ — антипремия, вручаемая «за выдающийся вклад в развитие и распространение лженауки и псевдонауки». Лауреаты премии объявляются почётными академиками ВРАЛ (вымышленной «ВРунической Академии Лженаук»), финалисты — членами-корреспондентами этой академии. Премия учреждена в 2016 году порталом Антропогенез.ру и фондом «Эволюция».
Организаторы премии подчёркивают её юмористический характер, в котором смех используется как оружие в борьбе с лженаукой. Процедура присуждения предполагает выдвижение кандидатов любым желающим, из которых жюри отбирает самых выдающихся с последующим награждением в Московском институте стали и сплавов НИТУ «МИСиС».
Первая церемония награждения состоялась 2 октября 2016 года. Первыми действительными членами ВРАЛ стали Трофим Денисович Лысенко (посмертно), Джуна (посмертно) и Амвросий Амбруазович Выбегалло (виртуально).
Первые номинанты и лауреаты премии в 2016 году:
Российский деятель псевдонауки, создатель псевдонаучной теории «волнового генома», согласно которой информация в ДНК содержится в виде волны (акустической, оптической или «торсионной»). Придерживается идей телегонии, часто выступает в СМИ и телешоу как эксперт от науки.
Советский и российский биолог, доктор биологических наук. Известна как автор встретивших серьёзную критику научного сообщества работ, в которых утверждается, что генетически-модифицированная соя негативно влияет на репродуктивные функции потребляющих её в пищу животных. Утверждает, что технология создания ГМО человечеству передана инопланетянами.
Советский и российский писатель-сатирик, драматург, юморист, актёр, также известный как автор многочисленных резко критикуемых научным сообществом гипотез в области этимологии русских слов и истории славянства.
Советский и американский биохимик. Автор «ДНК-генеалогии», пропагандируемой им в качестве новой науки, изучающей миграции популяций и генетическую историю человечества. Утверждает, что Русская равнина является прародиной всего человечества. Вследствие некорректности теоретических основ концепция «ДНК-генеалогии», её методов и выводов, научным сообществом она была признана псевдонаучной.
Советский и российский хирург-офтальмолог, хирург высшей категории. Автор ряда псевдонаучных книг, газетных публикаций и фильмов на мистические темы, связанных с экспедициями на Крит, в Египет и Тибет для изучения древних цивилизаций.
Российский предприниматель, автор ряда лженаучных исследований (в том числе в области очистки воды). Приобрёл широкую известность в ходе «Петрикгейта» - лоббистский и научный скандал, возникший в 2009 году вокруг разработок Виктора Петрика. При поддержке председателя Госдумы и одновременно главы Высшего совета партии «Единая Россия» Бориса Грызлова Виктор Петрик лоббировал установку своих фильтров для очистки воды в государственных и муниципальных учреждениях по всей России. На эту установку, проходившую с 2006 года в рамках партийной, но финансируемой за счёт бюджетных средств, программы «Единой России» «Чистая вода», было запланировано потратить до 2020 года около 15 триллионов рублей. Однако вокруг научности разработок Петрика разгорелся скандал, в который были вовлечены Российская академия наук и ряд средств массовой информации. Название скандала предложено в декабре 2009 года учёным и журналистом Кириллом Еськовым по аналогии с «Уотергейтом» (суффикс -гейт в США используется для названий скандалов, например, «Рашагейт»). Скандал завершился тем, что разработки Петрика были признаны ненаучными, а российские власти в 2010 году отказались от установки его фильтров в бюджетных учреждениях. Партийная программа «Чистая вода» с 2010 года стала осуществляться параллельно с одноименной федеральной программой, на которую были выделены гораздо меньшие средства и которая в основном не была выполнена. В феврале 2017 года партийный проект «Единой России» «Чистая вода» был формально закрыт. Впрочем, Петрику удалось оснастить своими фильтрами 674 объекта (в том числе детские учреждения).
Российский журналист, телеведущий, писатель и создатель развлекательных программ. Заместитель генерального директора по документальным и публицистическим проектам телекомпании «РЕН ТВ», семикратный лауреат премии ТЭФИ. Автор и продюсер проектов «Территория заблуждений», «Самые шокирующие гипотезы», «Военная тайна», автор фильма о плоской Земле. Автор серии лженаучных книг, вышедших общим тиражом более 500 тыс. экземпляров.
Инженер-физик. Автор серии псевдоисторических книг и фильмов, сторонник гипотезы палеоконтакта. Основатель и ведущий автор интернет-портала «Лаборатория альтернативной истории». Умер в 2016 году.
Советский и российский математик, академик РАН. Автор псевдонаучной теории радикального пересмотра всемирной истории «Новой хронологии» - концепции о том, что существующая хронология исторических событий неверна и требует коренного пересмотра.
Советский и российский философ, доктор философских наук, профессор. Автор псевдонаучных теорий и публикаций в области древнерусской истории и лингвистики. Утверждает, что славянская ведическая цивилизация возникла задолго до всех прочих известных цивилизаций, а Русский язык был первым языком планеты. «Обнаружил» следы славянской письменности на Солнце.
Премия присуждается каждый год (кроме 2022 года). Некоторые деятели получили её несколько раз. По 10 человек в год становятся её номинантами. Среди известных мне - Павел Глоба, Юрий Лоза (финалист), Мария Шукшина (финалист), Никита Михалков (финалист) и Эпштейн (почётный академик).
Беспрецедентное исследование, опубликованное в журнале Applied and Environmental Microbiology, показывает, что сложный организм с клеточным ядром — грибок Aspergillus calidoustus (далее A. calidoustus) — способен выдержать все этапы марсианской миссии: от предстартовой подготовки до космического перелета и работы на поверхности планеты.
И, что самое интересное, грибок был обнаружен в сверхчистых помещениях NASA, где собирают марсоходы. И теперь возникает справедливый вопрос: а не могли ли мы "заразить" Марс земной жизнью?
Микробиолог Кастхури Венкатесваран, бывший старший научный сотрудник NASA, исследовал сверхчистые помещения, где собирали марсоход Perseverance. И, как оказалось, они все же не абсолютно стерильные: Венкатесваран выделил 27 штаммов грибков, включая A. calidoustus — небольшой нитчатый гриб, который обычно живет в трубопроводах и вентиляционных системах на Земле. Этот земной обитатель пережил строгие протоколы стерилизации, которые должны были свести к минимуму риск попадания земной жизни на Марс.
После этого Венкатесваран и его коллеги устроили масштабный эксперимент: споры грибка подвергли условиям, имитирующим космический перелет и марсианскую поверхность. A. calidoustus длительное время "заливали" мощным ультрафиолетовым и ионизирующим излучением, пока он находился в вакууме при экстремально низких температурах. Затем грибок поместили в имитацию марсианского грунта, воссозданную на основе известного химического состава поверхности Красной планеты. И споры выжили.
Грибок погиб только в одном случае — когда экстремальный холод сочетался с крайне мощным ионизирующим излучением. В остальных комбинациях он выживал. Это означает, что A. calidoustus устойчив не к какому-то одному неблагоприятному фактору, а обладает целым набором защитных механизмов.
Это открытие показало несовершенство стратегий планетарной защиты. Методы стерилизации исторически были сосредоточены на устойчивых бактериях. Грибки же оставались в стороне, хотя, как выяснилось, они тоже могут быть опасны как потенциальные контаминанты — нежелательные организмы, занесенные куда-либо непреднамеренно.
Perseverance сел на Марс 18 февраля 2021 года. Если споры A. calidoustus находились на его поверхности или внутри оборудования, теоретически они могли пережить посадку. Означает ли это, что земная жизнь уже на Марсе? У этого вопроса пока нет однозначного ответа.
Венкатесваран в своих заявлениях осторожничает:
"Это не означает, что заражение Марса вероятно, но помогает точнее оценить потенциальные риски. Микроорганизмы обладают поразительной живучестью".
И тем не менее его беспокоит сам факт существования грибка, способного выжить в марсианских условиях. Это говорит о том, что защитить исследуемые миры от земной биологии намного труднее, чем считалось.
В рамках другого исследования, опубликованного в 2025 году, ученые обнаружили 26 ранее неизвестных видов бактерий в сверхчистых помещениях Космического центра Кеннеди. Многие из них обладали генами, которые помогают переживать радиацию, восстанавливать поврежденную ДНК, формировать защитные биопленки и образовывать споры.
Это, конечно, не говорит о том, что NASA некомпетентно. Это показывает, что жизнь упорнее, чем мы думали. Микроорганизмы находят способы выживать и процветать даже в тех условиях, которые были созданы специально для их уничтожения. Поэтому нет сомнений, что земная биология попадает в космос, несмотря на все усилия по предотвращению этого.
Исследование предлагает рассматривать A. calidoustus как эталонный организм для проверки методов стерилизации. Если стерилизация убивает этот грибок, то она, вероятно, справится и с другими земными микробами. При подготовке будущих миссий на Марс, Европу, Титан, Энцелад и другие потенциально обитаемые миры специалисты будут учитывать новые данные.
Но не поздно ли мы спохватились? Роверы Curiosity и Perseverance уже на Марсе. И если споры A. calidoustus оказались достаточно живучими, чтобы пережить космическое путешествие, а затем адаптироваться к новым условиям, возможно, земная жизнь уже ступила на Красную планету — только не так, как мы планировали.
Смартфон конструктор, к которому можно подключать дополнительный аккумулятор, сменные блоки камеры, а держится всё это на магнитах.
12 декабря 1972 года астронавты миссии "Аполлон-17" Харрисон Шмитт и Юджин Сернан работали в районе лунного кратера Шорти, когда Шмитт внезапно остановился и воскликнул:
"Я вижу оранжевый грунт!"
Это событие стало одной из самых громких геологических находок всей программы "Аполлон" и дало начало научной дискуссии, которая продолжается до сих пор.
"Откровенно говоря, когда Джек [Харрисон Шмитт] сказал, что видит оранжевый грунт, я начал задаваться вопросом, не сказалось ли на нем длительное пребывание на Луне. Однако потом я увидел все сам", — вспоминал Юджин Сернан.
Оранжево-коричневый цвет грунта на фоне серого ландшафта настолько выбивался из привычной картины лунного пейзажа, что Шмитт — единственный профессиональный геолог среди астронавтов программы "Аполлон" — сразу понял: перед ними нечто исключительное. Он предположил, что астронавты обнаружили следы вулканической активности, и если бы она оказалась относительно недавней по геологическим меркам, это означало бы, что Луна не полностью мертвый мир.
Образцы оранжевого грунта собрали, упаковали и доставили на Землю. Первые исследования показали, что это не типичная лунная пыль, а масса микроскопических стеклянных шариков и их обломков — пирокластический материал, выброшенный на поверхность во время древних взрывных извержений. Это подтвердило предположение Шмитта о том, что вулканизм действительно имел место, но не в недавнем прошлом, а около 3,6 миллиарда лет назад, когда Луна еще сохраняла заметную геологическую активность.
Специфический цвет оранжевого грунта был связан с присутствием железа и титана. Шарики же по сути представляют собой капли лунной магмы, выброшенные в ходе фонтанирующих извержений, застывшие и осевшие на поверхность подобно вулканическому пеплу в безвоздушной среде.
Однако настоящий сюрприз ждал ученых десятилетия спустя. В 2008 году, когда в их распоряжении появились более совершенные инструменты, вулканическое стекло изучили более чувствительными методами. В итоге внутри частиц обнаружили следы летучих компонентов, включая гидроксильные группы и молекулярную воду, "впечатанные" в структуре стекла.
Это открытие стало одним из самых сильных ударов по старому представлению о Луне как о полностью "сухом" мире. Исследования показали, что содержание воды в источнике этих магм могло составлять от 260 до 745 частей на миллион — величину, сопоставимую с некоторыми земными базальтовыми магмами.
Позднейшие исследования показали, что значительная часть лунной воды имеет "земное происхождение". Это говорит о том, что вода изначально присутствовала в веществе, из которого сформировались и Земля, и Луна. Кроме того, данное открытие является весомым аргументом в пользу гипотезы ударного формирования Луны, предполагающей, что около 4,5 миллиарда лет назад протоземля столкнулась по касательной с протопланетой, примерно вдвое меньшей ее. И, что особенно интересно, это катастрофическое столкновение не испарило всю воду — часть ее сохранилась в глубинах спутника.
Обнаружение оранжевого грунта — один из тех случаев, когда случайное наблюдение приводит к последствиям, которые невозможно было предсказать заранее. Астронавты увидели необычный цвет и зафиксировали его. Затем собрали образцы и доставили их на Землю. После этого исследователи первого поколения поняли природу материала. Ученые следующих поколений, вооруженные уже совсем другими технологиями, извлекли из тех же образцов новую информацию, изменившую представления о внутреннем строении Луны и истории ее формирования.
Так работает наука. И это — прекрасно.
Сегодня оранжевый грунт "Аполлона-17" остается одним из самых ценных лунных материалов на Земле. Эти крошечные стеклянные шарики позволили заглянуть в далекое прошлое Луны, лучше понять формирование системы Земля-Луна и показали, что когда-то на нашем естественном спутнике действовали вулканы, а в его недрах до сих пор сохраняются летучие вещества — немые свидетели катастрофических событий ранней истории.
27 августа 1883 года в 10:02 утра произошло событие, которое буквально потрясло Землю. Индонезийский вулкан Кракатау, расположенный на одноименном острове между Явой и Суматрой, рванул с такой силой, что породил самый громкий звук в зарегистрированной истории человечества. Его слышали на расстоянии как минимум 4 800 километров.
По современным оценкам, мощность звука у источника составляла примерно 310 децибел (дБ). Для сравнения: мощность звука работающего реактивного двигателя — около 140 дБ. На расстоянии около 160 километров мощность звукового удара составляла 170-172 дБ, а моряки, находившиеся в 64 километрах от острова, практически полностью потеряли слух. Капитан британского корабля Norham Castle записал в вахтенном журнале:
"Убежден, что наступил Судный день. Мои последние мысли с женой".
Звук распространился невероятно далеко. Жители острова Родригес у Маврикия, удаленного на 4 800 километров от эпицентра, слышали "серию громких хлопков". В Австралии, примерно в 3 000 километрах от Кракатау, люди тоже стали косвенными свидетелями извержения, приняв этот грохот за артиллерийскую канонаду.
Ударная волна оказалась настолько мощной, что барографы по всему миру фиксировали ее прохождение в течение пяти дней. В некоторых точках земного шара приборы зарегистрировали эту волну семь раз, а значит, она фактически обогнула планету примерно три с половиной раза. Даже в самых удаленных районах были отмечены аномальные колебания атмосферного давления, которые позже связали с Кракатау.
Извержение, мощность которого оценивается в 100-200 мегатонн в тротиловом эквиваленте, выбросило в атмосферу около 25 кубических километров материала, а эруптивная колонна — гигантский столб пепла, газа и раскаленных обломков — поднялась более чем на 30 километров. Северные две трети острова, включая сам вулкан, были уничтожены. Позже на его месте появился новый вулканический остров — Анак-Кракатау ("дитя Кракатау"), а остатки прежнего острова позже закрепились под названиями Раката, Сертунг и Панджанг.
По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), извержение Кракатау и вызванные им мегацунами, обрушившиеся на побережья Явы и Суматры, уничтожили 165 городов и поселений, а еще 132 серьезно пострадали. К праотцам отправились не менее 36 000 человек.
Последствия этого события ощущались по всей Земле. Пепел и газы, попавшие в верхние слои атмосферы, вызвали глобальное похолодание: средняя температура на планете снизилась примерно на 0,5-0,6 градуса, а закатное небо по всему миру окрасилось в тревожные красно-коричневые оттенки. На первый взгляд это может показаться незначительным, но для средней температуры всей планеты такое изменение огромно: речь идет не о погоде в одном регионе, а о сдвиге климатической системы в целом. Это привело к массовым неурожаям с далеко идущими последствиями.
Извержение Кракатау стало переломным моментом в развитии науки. Это была первая глобальная катастрофа, которую удалось подробно задокументировать благодаря телеграфу и сети метеорологических станций. Событие подтолкнуло ученых к более системному изучению вулканов, атмосферы и созданию климатических моделей.
Перед вами крайне необычная галактика NGC 4753, расположенная на расстоянии около 60 миллионов световых лет от Земли в направлении созвездия Девы.
NGC 4753 относится к линзообразным галактикам — промежуточному типу между спиральными и эллиптическими. У таких объектов помимо галактического диска есть выраженный балдж (сфероидальное уплотнение из звезд в центре), но при этом отсутствуют четкие рукава, характерные для спиральных систем. Именно поэтому линзообразные галактики обычно выглядят более "гладкими" и спокойными, но NGC 4753, определенно, выбивается даже на их фоне.
Главная особенность NGC 4753 — сложная и запутанная система пылевых полос, которые окружают центральную область и будто переплетаются между собой, образуя многослойный узор, придающий галактике необычный вид.
Такие пылевые полосы — не просто украшение NGC 4753, а "безмолвные информаторы", способные поведать о прошлом галактики и ее окрестностей. Моделирование показывает, что нынешний облик NGC 4753 может быть связан со слиянием с близлежащей карликовой галактикой, произошедшего около 1,3 миллиарда лет назад.
Изображения обработаны для более четкого выделения пылевых полос. Вещество в таких образованиях движется со скоростями в сотни километров в секунду, но на фоне колоссальных размеров галактики эти структуры кажутся неподвижными / © NASA/ESA/TheSpaceway
События такого рода не проходят бесследно: они нарушают прежнюю структуру галактики, перераспределяют газ и пыль, активизируют звездообразование, а иногда оставляют после себя столь сложные и нетипичные образования.
Исследования подобных объектов особенно ценны для астрономов, так как они помогают изучать галактический "каннибализм", жизненный путь доминирующих систем и эволюцию их окрестностей. Все это расширяет наши знания о структуре Вселенной, помогая заполнить пробелы в ее истории от Большого взрыва до наших дней.
NGC 4753 напоминает, что структура того или иного объекта во Вселенной почти никогда не бывает случайной: за каждым изгибом пылевой полосы, за каждым искажением структуры может стоять древнее слияние, гравитационное возмущение или целая цепочка катастрофических событий, растянувшаяся на миллиарды лет.
30 ноября 1609 года итальянский астроном Галилео Галилей впервые направил на Луну телескоп собственного изготовления и увидел не просто знакомый светящийся диск, а сложный мир с крайне неоднородной поверхностью.
Именно это наблюдение положило начало его знаменитым лунным зарисовкам, которые позднее легли в основу научного трактата "Звездный вестник" (лат. Sidereus Nuncius). Это нанесло серьезный удар по представлениям о "совершенстве" небесных тел, господствовавшим более двух тысяч лет.
Согласно античной картине мироустройства, перекочевавшей в Средневековье, небесные тела считались "совершенными" сферами, на которых, в отличие от Земли, нет ни неровностей, ни разрушений, ни следов каких-либо временны́х изменений. Небо рассматривалось как область идеальных форм, а значит, Луна, следуя этой логике, не должна была иметь ничего общего с земным рельефом. Так учил Аристотель, и его взгляды на протяжении веков считались непререкаемыми.
Разумеется, Луну не представляли буквально отполированным шаром без единого пятна — темные участки на ее поверхности люди видели всегда. Но их существование объясняли особенностями "небесной материи" или тем, как лунный диск выглядит при наблюдении с "несовершенной" Земли.
В мае 1609 года Галилей узнал об изобретении зрительной трубы в Голландии, способной "далекое делать близким". Будучи профессором Падуанского университета, он, опираясь на свой авторитет и связи, получил возможность ознакомиться с этим новым инструментом, который давал лишь трехкратное увеличение — немногим больше театрального бинокля.
Галилей хотел большего и начал активно экспериментировать с линзами в собственной мастерской. Всего за несколько месяцев он создал телескоп с 20-кратным, а затем и 32-кратным увеличением.
30 ноября 1609 года Галилей впервые направил свой телескоп на Луну. То, что он увидел, потрясло его. Вместо гладкой сферы перед ним открылся далекий мир с горами, долинами, кратерами и загадочными темными областями, позже получившими название морей. Луна оказалась не безупречным небесным телом, а каменистым миром со сложным рельефом — во многом похожим на Землю. Не оставалось никаких сомнений в том, что Аристотель и его последователи ошибались.
Галилей почти одержимо наблюдал Луну до 18 декабря 1609 года, внимательно изучая движение линии терминатора — границы между светом и тенью. Он замечал, как горы отбрасывают длинные тени при восходе Солнца над лунной поверхностью и как яркие вершины сияют на фоне еще темных долин.
Галилей делал детальные акварельные зарисовки Луны в разных фазах. Всего он создал шесть рисунков, которые стали одними из первых реалистичных изображений земного спутника, показавшими, что Луна обладает сложным рельефом с горами и впадинами.
В 1610 году Галилей опубликовал свои наблюдения в трактате "Звездный вестник", в котором описал увиденное почти поэтически:
"<...> Мы замечали даже, что только что упомянутые небольшие пятна все и всегда сходятся в том, что имеют черную часть со стороны, обращенной к месту Солнца; со стороны же, противолежащей Солнцу, они увенчиваются более светлыми границами, как бы пылающими черными хребтами. Примерно такую же картину мы имеем на Земле около солнечного восхода, когда видим долины, еще не залитые светом, а горы, окружающие их со стороны, противоположной Солнцу, уже горят ярким блеском; и подобно тому, как тени земных впадин уменьшаются по мере поднятия Солнца, так и эти лунные пятна теряют темноту с возрастанием освещенной части".
Интересно, что Галилей не был первым человеком, направившим телескоп на Луну. Еще 26 июля 1609 года — почти за четыре месяца до него — английский математик и астроном Томас Хэрриот провел первые телескопические наблюдения Луны и сделал первую в истории астрономическую зарисовку.
Более того, в период с 1610 по 1613 год Хэрриот составил подробную карту Луны, точность которой удалось превзойти лишь спустя несколько десятилетий. Его телескоп имел небольшое увеличение — всего в шесть раз, однако наблюдательность и точность самого Хэрриота позволили добиться впечатляющего результата.
Как же так вышло, что весь мир знает Галилея, а Хэрриот остался в тени? Все дело в том, что англичанин никогда не публиковал результаты своих исследований и показывал их лишь узкому кругу знакомых. После смерти Хэрриота в 1621 году о его достижениях забыли почти на два столетия.
Галилей же действовал как настоящий популяризатор науки, умеющий превращать открытия в события мирового масштаба. Его "Звездный вестник" имел сенсационный успех по всей Европе.
Открытия Галилея стали мощным аргументом в пользу гелиоцентрической системы Коперника. Если Луна покрыта горами и кратерами, как Земля, значит, небесные тела не так уж принципиально отличаются друг от друга. А если Земля — такое же небесное тело, то почему бы ей не двигаться вокруг Солнца?
Учение Аристотеля о противоположности "земного" и "небесного" оказалось серьезно поколеблено. Луна перестала восприниматься как идеальная небесная сфера и стала реальным миром со сложным рельефом. Это был переворот в сознании, сравнимый по масштабу с величайшими географическими открытиями эпохи.
Впрочем, не все приняли открытия Галилея. Противники утверждали, что телескоп обманывает и показывает то, чего в действительности нет — сегодня они бы писали в комментариях, что это все Голливуд, фейки и ИИ.
Некоторые астрологи жаловались, что новые открытия на небесах ставят под удар не только астрологию, но и связанную с ней медицинскую практику. Но время расставило все по местам: зарисовки Галилея положили начало новой эпохе телескопической астрономии.
Сегодня, глядя на современные снимки Луны в высоком разрешении, трудно представить, каким откровением были простые акварельные рисунки Галилея четыре века назад. Но именно с них началось настоящее знакомство человечества с Луной как с реальным миром, доступным для изучения и понимания.
Перед вами необработанный снимок мощного вихря на северном полюсе Сатурна, находящегося в центре загадочного шестиугольника — одной из самых необычных атмосферных структур в Солнечной системе. Кадр был получен космическим аппаратом NASA "Кассини" 27 ноября 2012 года.
Гигантский шестиугольник Сатурна — это атмосферный феномен, не встречающийся больше нигде в Солнечной системе. В поперечнике он достигает примерно 25 000 километров, а длина каждой стороны составляет 13 800 километров. Для сравнения: средний диаметр Земли — 12 742 километра.
Впервые шестиугольник вместе с его центральным вихрем был замечен зондами NASA "Вояджер-1" и "Вояджер-2" еще в 1980-х годах. Спустя четверть века, в 2006 году, аппарат "Кассини" вновь обнаружил его на том же месте.
Продолжительные наблюдения "Кассини" показали, что шестиугольник вращается против часовой стрелки со скоростью 530 км/ч, совершая полный оборот за 10 часов 40 минут. При такой скорости его правильная геометрическая форма выглядит еще более загадочно. Обычно вихри имеют округлую форму — как вихрь на южном полюсе Сатурна или Большое красное пятно на Юпитере.
Инфракрасные наблюдения показали, что в пределах шестиугольника есть участки с менее плотной облачностью, позволяющие увидеть более глубокие слои атмосферы Сатурна — как минимум примерно на 75 километров ниже облаков, видимых в обычном свете. При этом сама структура не ограничивается верхней облачной зоной: было установлено, что она простирается и выше, поднимаясь более чем на 300 километров над основными облачными слоями.
Кроме того, над этой областью были выявлены последовательные слои дымки, состоящие из частиц сконденсированных углеводородов, возникающих в результате фотохимических реакций.
Вихрь в центре шестиугольника — самое теплое место на всей планете. Если в других районах Сатурна температура держится не выше −185 °C, то в этой области атмосфера "разогрета" до −122 °C.
Кстати, в центре вихря можно увидеть характерный "глазок" — как у земных тропических циклонов.
Однако эта буря в два раза сильнее самого мощного урагана, когда-либо зафиксированного на Земле.
У ученых пока нет окончательного объяснения этого феномена. Однако ведущая гипотеза предполагает, что шестиугольник образуется из-за взаимодействия струйных течений в атмосфере планеты.
В пользу этой версии говорит эксперимент команды исследователей из Оксфордского университета. Ученые использовали цилиндрическую емкость с водой, имитировавшую атмосферу Сатурна, установленную на медленно вращающейся платформе. Внутри системы находились кольца разного диаметра, которые также вращались, но быстрее самой емкости. Изменяя скорость вращения этих колец, которым была отведена роль многослойной структуры атмосферы, исследователи добились формирования вихрей на "полюсах", отклонявшихся от округлой формы. При определенных условиях они приобретали форму треугольника, квадрата, овала и, наконец, шестиугольника.
Интересно, что на южном полюсе Сатурна также зафиксирован мощный вихрь, но без шестиугольной структуры. Там ураган имеет обычную круглую форму с четким "глазком" в центре. Почему северный и южный полюса ведут себя настолько по-разному, — еще одна загадка газового гиганта.
Шестиугольник Сатурна также меняет цвет в зависимости от времен года и солнечной активности. Снимки "Кассини" показали, что в разные периоды вихрь может быть серым, золотистым или даже приобретать голубоватую окраску.
Шестиугольник на северном полюсе Сатурна — одна из самых загадочных атмосферных структур Солнечной системы. Это образование показывает, насколько сложны и непредсказуемы могут быть процессы на газовых гигантах.
Один из самых безумных миров Солнечной системы выглядит именно так. То, что видно на этом снимке, превращает Ио в настоящее исключение среди всех известных спутников.
В классической физике принято выделять три агрегатных состояния вещества, хорошо знакомые каждому еще с начальной школы: твердое, жидкое и газообразное. Однако в астрофизике и физике высоких температур этого набора недостаточно.
При очень высоких температурах или под действием интенсивного излучения газ ионизируется: его атомы теряют часть электронов, и вещество превращается в плазму — ионизированный газ, содержащий свободные электроны и ионы.
Именно наличие большого числа заряженных частиц делает плазму особой формой материи. В отличие от обычного газа, она активно взаимодействует с электрическими и магнитными полями, а ее свойства зависят не только от температуры и плотности, но и от того, как заряженные частицы воздействуют друг на друга через эти поля. Благодаря этому плазма может образовывать потоки, волны, нити и другие замысловатые структуры, поскольку ее поведение определяется не только законами газовой динамики, но и действием электромагнитных полей.
На Земле плазма естественного происхождения встречается довольно редко. Преимущественно она сосредоточена в ионосфере — верхней области атмосферы, простирающейся примерно от 60 до 1 000 километров над поверхностью планеты.
Здесь под действием солнечного излучения атомы и молекулы теряют электроны, образуя разреженную плазменную оболочку. Помимо этого, земная плазма возникает при разрядах молний, полярных сияниях и некоторых других высокоэнергетических атмосферных явлениях.
Однако в масштабах Вселенной именно плазма, а не твердые тела, жидкости или обычные газы, является наиболее распространенной формой обычной материи. По современным оценкам, в плазменном состоянии находится от 99% до 99,999% видимой материи во Вселенной. Из нее состоят Солнце и другие звезды, горячие туманности, звездные короны, солнечный ветер и значительная часть межзвездной и межгалактической среды.
Особенно важна роль плазмы в звездах. При экстремально высоких температурах вещество там не может сохраняться в виде обычного газа: атомы теряют электроны, и звездное вещество переходит в ионизированное состояние. Именно в этой плазменной среде протекают термоядерные реакции, благодаря которым звезды светят, а в их недрах синтезируются новые химические элементы. Без плазмы не существовало бы ни самого Солнца в его нынешнем виде, ни звездного нуклеосинтеза, постепенно обогащающего Вселенную элементами тяжелее водорода и гелия.
Плазма лежит и в основе многих процессов, определяющих космическую погоду. Солнечные вспышки, корональные выбросы массы, магнитные бури и потоки заряженных частиц связаны с поведением плазмы и магнитных полей. Поэтому ее изучение важно не только для фундаментальной науки, но и для практики: чем лучше мы понимаем плазменные процессы, тем точнее можем прогнозировать явления, способные влиять на космические аппараты, навигацию, радиосвязь и энергосистемы на Земле.
При этом плазму не только изучают на расстоянии, но и давно используют в земных технологиях — от неоновых ламп и плазменных дисплеев до промышленных резаков, систем обработки материалов и экспериментальных термоядерных установок.
Вот и получается любопытный парадокс: мы живем среди твердых тел, жидкостей и газов, поэтому именно они кажутся нам основой мироздания. Но стоит взглянуть на Вселенную шире, и становится ясно: привычная земная картина — лишь частный и редкий случай. В космических масштабах господствует именно плазма.
15 марта 1955 года ушел из жизни Микеле Анджело Бессо — швейцарско-итальянский инженер и близкий друг Альберта Эйнштейна.
Узнав об отбытии товарища к праотцам, Эйнштейн написал его семье весьма необычное письмо, часть которого была особенно интересной:
"Он покинул этот странный мир немного раньше меня. Это ничего не значит. Для нас, верящих в физику, различие между прошлым, настоящим и будущим — всего лишь упорно сохраняющаяся иллюзия", — такими словами великий физик утешал семью друга.
Чуть больше чем через месяц, 18 апреля того же года, этот "странный мир" покинул и сам Эйнштейн. Похоже, предчувствуя, что его конец уже близко, он попытался в письменной форме выразить свое понимание смерти языком физики.
В письме Эйнштейн говорил о времени в контексте своей теории относительности, согласно которой время — не отдельная "река", текущая одинаково для всех. Оно связано с пространством в единое пространство-время, а его ход зависит от скорости и гравитации.
Это породило в физике концепцию "блочной Вселенной": события в прошлом, настоящем и будущем не "исчезают" и не "возникают", а просто занимают свое место в пространстве-времени.
Поэтому фраза Эйнштейна — это завуалированная попытка сказать: смерть не обесценивает жизнь его друга. Их общая история, прожитые моменты с семьей, сам факт жизни и научной деятельности Бессо не "исчезли в никуда" — они просто отныне находятся в других участках пространства-времени, доступа к которым у нас нет.
В теории относительности единого "сейчас" во Вселенной не существует: у разных наблюдателей оно устроено по-разному. Поэтому привычное для всех нас, живущих на Земле, ощущение, что существует только настоящий момент, прошлое исчезло, а будущее еще не наступило, — может быть не фундаментальным свойством природы, а особенностью нашего восприятия реальности и языка.
Именно это и озвучивает Эйнштейн в письме: граница между "было", "есть" и "будет" иллюзорна.
Физик-теоретик, всю сознательную жизнь стремившийся понять устройство мира, в конце жизненного пути сформулировал мысль, которая во многом перекликается с религиями и верованиями разных эпох и народов: жизнь — не мимолетная вспышка, исчезающая бесследно, а факт, который вписывается в летопись Вселенной. И хотя для нас граница между "было", "есть" и "будет" кажется непреодолимой — по меркам Вселенной она условна. Ничто по-настоящему не исчезает, и прожитая жизнь не стирается — она остается фактом мира, но просто не в нашем "сейчас".
Важно отметить, что это скорее философский вывод из физической картины мироустройства, а не научное доказательство "жизни после смерти".
Перед вами солнечная фотосфера — видимая "поверхность" звезды, предстающая в виде плотной мозаики из светлых гранул и темных промежутков между ними. Именно так в сверхвысоком разрешении выглядит поверхность нашего светила, где раскаленная плазма непрерывно поднимается из глубин и переносит энергию наружу.
Светлые гранулы на изображении — это вершины гигантских конвективных ячеек. В центре таких структур находится наиболее горячая поднимающаяся плазма, а по краям — остывающее вещество, плотность которого возрастает, из-за чего оно вновь опускается в глубину. Поэтому границы между гранулами выглядят темнее: там плазма холоднее, плотнее и движется вниз. Все это — прямое проявление бурной солнечной конвекции, которая никогда не прекращается.
Особого внимания заслуживают крошечные яркие точки в темных межгранульных промежутках. Это не артефакты съемки, а области очень сильных локальных магнитных полей. Они выглядят ярче потому, что магнитное давление меняет структуру плазмы, позволяя нам увидеть более глубокие и горячие слои звезды, лежащие ниже фотосферы. Именно поэтому на снимке эти участки выделяются как маленькие сверкающие "искорки" среди более темной сетки.
Белая линия в нижней левой части кадра показывает масштаб: ее длина составляет 5 000 километров. На изображении ниже я добавил Землю в ее реальном размере относительно этого снимка, чтобы вы могли еще нагляднее оценить, насколько крошечные по меркам Солнца элементы на деле имеют колоссальные размеры в масштабах нашей планеты. Отдельные солнечные гранулы сопоставимы по размерам с территориями крупных государств.
Снимок был получен в сентябре 2007 года с помощью Шведского 1-метрового солнечного телескопа (англ. SST — Swedish 1-m Solar Telescope) на испанском острове Ла-Пальма. Этот инструмент, установленный в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, является одним из наиболее эффективных наземных солнечных телескопов в мире. Высочайшая детализация достигается не только благодаря современной адаптивной оптике, но и за счет сложной компьютерной обработки, которая позволяет компенсировать искажения, вызванные земной атмосферой.
Такие наблюдения позволяют ученым буквально видеть физику звезды в действии. Чем точнее наше понимание поведения плазмы и магнитных полей на Солнце, тем лучше мы можем разобраться в природе солнечных вспышек, корональных выбросов массы и других явлений космической погоды. В перспективе это помогает совершенствовать прогнозы событий, способных нарушить работу спутников, навигации, радиосвязи и даже вывести из строя наземную инфраструктуру.
23 февраля 1987 года. В карликовой галактике Большое Магелланово Облако, расположенной на расстоянии около 160 000 световых лет от нас, вспыхнула сверхновая SN 1987A.
Но за три часа до первого света, донесшего информацию о взрыве массивной звезды, на Землю прибыли нейтрино*.
*Нейтрино — класс нейтральных фундаментальных частиц, участвующих только в слабом и гравитационном взаимодействиях.
Нейтрино долетели до нас быстрее света? Да. И это не ошибка. Дело в том, что в момент коллапса звезды ядро испускает нейтрино, которые проходят через внешние слои, как сквозь пустоту. Свет же задерживается, потому что ему нужно время, чтобы "пробиться" через взрывающуюся оболочку. Вот и получается, что нейтрино, наделенные возможностью миновать препятствия, опережают свет, но не превышают скорость света.
В тот день земные детекторы поймали 24 нейтрино. Это подтвердило, что наше понимание механизма звездных взрывов абсолютно верно.
Сегодня нейтрино продолжают выступать в роли наших информаторов, способных доносить вести о космических катастрофах раньше, чем свет.
Это одно из самых выразительных изображений атмосферы Юпитера, полученное космическим аппаратом NASA "Юнона", который работает в системе газового гиганта с 4 июля 2016 года. На снимке видны сразу несколько разноразмерных вихревых структур, окруженных клубящимися облачными потоками, которые закручиваются в сложный, почти гипнотический узор.
Этот кадр показывает, насколько атмосфера крупнейшей планеты Солнечной системы в действительности далека от того кажущегося однообразия при наблюдении с большого расстояния. Юпитерианская атмосфера — это не просто полосы и пятна, а гигантская подвижная система, где сталкиваются струйные течения, рождаются, взаимодействуют и сливаются вихри, а облачные массы непрерывно меняют форму.
Но у таких изображений не только эстетическая ценность: они помогают ученым лучше понять, как в атмосфере Юпитера перераспределяются тепло, вещество и энергия. Это дает возможность уточнять наши модели строения и эволюции газовых гигантов как в Солнечной системе, так и далеко за ее пределами. А это, в свою очередь, играет важную роль в поисках потенциально обитаемых экзопланет, поскольку газовые гиганты во многом формируют облик своих планетных систем: влияют на распределение вещества, эволюцию орбит, поведение малых тел и, как следствие, на условия, в которых могут возникать и сохраняться пригодные для жизни миры.
Снимок был получен 24 мая 2018 года.
В созвездии Треугольника, на расстоянии около 2,4 миллиона световых лет от Земли, находится одна из самых завораживающих структур ближнего космоса — туманность NGC 604. Она расположена в галактике Треугольник (M 33), входящей в Местную группу вместе с Млечным Путем и Андромедой.
NGC 604 представляет собой гигантскую область ионизированного газа, которая светится под воздействием мощного ультрафиолетового излучения звезд. По своим размерам она примерно в 50 раз превосходит знаменитую туманность Ориона в нашей Галактике, простираясь почти на 1 500 световых лет.
Внутри NGC 604 наблюдается чрезвычайно бурное звездообразование. Астрономам удалось идентифицировать более 200 молодых и в то же время уже "пожилых" по меркам массивных звезд светил, большинство из которых в десятки раз тяжелее Солнца.
Эти звездные гиганты живут ярко, но недолго: их возраст составляет "всего" 3-5 миллионов лет, тогда как продолжительность жизни таких объектов обычно не превышает десяти миллионов лет — мгновение по космическим меркам.
Специфический зеленоватый оттенок NGC 604 связан с излучением дважды ионизированного кислорода. Жесткое ультрафиолетовое излучение горячих звезд выбивает электроны из атомов газа, заставляя его светиться. Температура внутри туманности составляет примерно 10 000 градусов Цельсия, а мощные звездные ветры, скорость которых достигает десятков километров в секунду, выдувают в окружающем веществе огромные полости и пузыри.
Это способствует фрагментации газопылевых облаков, их постепенному остыванию, сжатию и превращению в протозвезды — звезды на начальном этапе эволюции.
NGC 604 — уникальная природная лаборатория, позволяющая изучать рождение, эволюцию и гибель одних из самых массивных звезд во Вселенной. Благодаря этому уточняются модели звездообразования и эволюции галактик, а значит, и наше понимание космического пространства.
