Сотни новых аномалий открыли одним махом. Новый выпуск Пушки.Космос + текстовая версия
В выпуске:
больше тысячи новых аномалий — астрофизики обнаружили объекты, прятавшиеся годами на самом видном месте;
впервые в истории человечеству удалось намеренно изменить орбиту космического тела вокруг Солнца — теперь официально;
вирусы мутируют в космосе иначе, и новые мутации позволили им убивать прежде «неуязвимые» на Земле бактерии;
элементы жизни зарождаются без воды, без планет, в диком космосе — учёные увидели, как это происходит;
самая полная 3D-карта ранней Вселенной — взяли космический мусор, получили уникальный инструмент для наблюдения за прошлым;
и уникальный снимок с МКС — красный спрайт, который невозможно увидеть с Земли.
Ссылки на материалы из ролика.
Как мы подвинули астероид — и поняли это только сейчас
Это последние пять с половиной минут зонда ДАРТ перед тараном астероида.
Ударом выбросило облако камней и пыли. Часть выхлопа улетела довольно далеко. Со стороны это выглядело так — кадры сделал исследовательский спутник, который держался на расстоянии, чтобы всё видеть в подробностях. Судя по снимкам, должна была получиться какая-то небольшая тяга, как у ракеты.
А на деле? До сих пор было не ясно. И совсем уж дерзкий вопрос: а не изменилась ли орбита астероида вокруг Солнца?
Изначально цель ставили куда скромнее — проверить, как оно, если ударить без взрыва. Как в фильме «Армагеддон» — для защиты Земли — только без бурения вглубь и подрыва ядерной бомбы: чистой кинетикой. Конкретно этот астероид в нас не летел. Ну так однажды появится тот, что будет.
И вот в новом исследовании астрономы показывают, что у нас получилось. Впервые в истории нашей цивилизации мы намеренно изменили орбиту космического тела. Хотя строго говоря, изменили их аж две.
Вот эта глыба, мимо которой пролетает зонд перед ударом, — второй астероид. То есть на самом деле там двойная система из двух тел, которые вращаются друг вокруг друга. Покрупнее — Дидим, поменьше — всего 160 метров в диаметре — Диморф, в него-то и влетел аппарат.
Первая орбита, что изменилась от удара, — это орбита Диморфа вокруг старшего брата: младший стал обращаться на 33 минуты быстрее. Именно на это рассчитывали изначально создатели зонда и авторы всей миссии. Но с выбросом вещества от удара повело и барицентр парочки — как у танцоров, которые кружатся, и их немного толкнули.
Поэтому чуть-чуть съехала и более устойчивая — вторая орбита — вокруг Солнца — на какие-то жалкие 360 метров. При том что весь радиус — это примерно 300 миллионов километров.
Перемена настолько маленькая, что для её обнаружения пришлось собирать данные наблюдений за несколько лет. За помощью обращались даже к любителям — они выезжали в леса и поля и ночами в свои телескопы ловили Дидим и Диморф. В статье есть благодарности энтузиастам, которых авторы шутливо называют «не такие уж любители».
Считай, что мы и не подвинули орбиту. Если пересчитать в привычные нам земные масштабы, то это как если бы мегаполис вроде Рио-де-Жанейро сместили на толщину волоска.
Но в том и достижение — такие малые изменения измерили и рассчитали с точностью, которая считалась для астероидов до сих пор теоретической. А без неё реальную планетарную защиту не построишь. Потому что более-менее точно сейчас мы рассчитываем только орбиты тел, за которыми следим годами и десятилетиями. А большинство реальных угроз для Земли — объекты, которые мы ещё даже не открыли.
Внезапный для всех челябинский метеорит подстегнул намного резвее финансировать исследования малых космических тел и всерьёз думать про системы раннего обнаружения. Некоторые объекты мы сейчас, если и выявляем, — то времени остаётся разве что помолиться богам: иногда за несколько суток до точки максимального сближения с Землёй.
Пока готовил ролик, ещё один такой открыли пару суток назад, снова уже на подлёте. Размером он с автобус, а пронесётся мимо нас, судя по всему, уже до конца недели. Вот с такими объектами, если и успеваем их открыть, мы ошибаемся в расчётах орбиты на сотни и тысячи километров, а то и больше. Так что авторы новой работы сделали большое дело.
Тысяча аномалий: что прятал архив Хаббла
Астрономы обнаружили 43 объекта в космосе, которые... а не знают они, что это такое.
Точно — аномалии. Подозревают, что хотя бы некоторые из них могут быть галактиками-медузами — их так называют, потому что у них часто образуются как бы щупальца: потоки газа, которые изнутри выносит вовне, обычно давлением межгалактической среды. Уже одного этого хватило бы для огромного достижения — на сегодня галактик такого типа из миллионов и миллионов всевозможных учёным известны лишь около двухсот. А тут сразу такое крупное пополнение.
Попутно астрономы открыли около тысячи новых аномалий, у которых нет даже аналогов в астрономии.
В том числе — сразу две неизвестные прежде коллизионные кольцевые галактики. Это редчайшие покемоны. Получаются, когда две галактики буквально проходят сквозь друг друга по центру, от чего образуется ударная волна — а с ней кольцо, в котором начинают активно зарождаться новые звёзды.
Но самое забавное: открывать что-то специально и не собирались. Открытия — так, приятный бонус, подтверждение, что на верном пути. Хотели проверить метод, который должен позволять находить космические аномалии и редкости в промышленных масштабах, как бы парадоксально это ни звучало. По сути — выжимать открытия из хлама. Ну почти.
Вот эти сотни загадочных штук лежали годами на виду — никому не надо. Потому что все кадры большие, пикселей много, всё не пересмотришь. Это архив телескопа Хаббла — почти сто миллионов снимков.
Кажется, вот же — для чего ещё нейронки, если не для мемов? Но в том и проблема, что обычно они хороши в том, что встречается часто: распознают котиков, потому что обучены на миллионах кадров котиков. А если за всю историю наблюдений у тебя всего 25 изображений объектов редчайшего класса — например, протопланетных дисков-бабочек или дисков-гамбургеров — то проще угадать выигрышный номер в лотерею, чем распознать редкости в астроархивах на терабайты данных.
Поэтому придумали не очередную нейронку, а хитрый алгоритм с участием людей, но минимальным — так и назвали: АномалиМатч. Люди показывают несколько примеров нужных аномалий, потом показывают нормальные объекты — мол, вот норма, смотри не перепутай. Если перепутала — ставь оценку повыше этому кадру. Так подозрительные снимки выделяются из массы. Потом их поворачивают, зеркалят, и машина должна сказать: всё ещё не похоже на норму? Потом эксперт просматривает уже не миллионы, а самые сливки — топ подозрений — и вручную размечает: аномалия или нет. Так модель обучают. А дальше она уже сама смекает, что тут что-то не так — и, как выясняется, очень хорошо.
Аномалии астрономам тем и интересны, что выбиваются из привычных представлений. Если что-то идёт не так — значит, за этим стоят ещё не проясненные механизмы, а то и законы природы, если очень повезёт. Так что у астрономов намечается большой праздник, а у нас — вместе с ними.
Космические вирусы против земных бактерий
Ещё один практичный и неожиданный ответ в копилку на вопрос: а зачем нам космос? На МКС вывели вирусы, которые оказались особенно хороши на Земле. Таких учёные ещё не встречали.
Речь про бактериофаги. Напомню: они главные хищники для бактерий. Настолько важны, что во многом именно фаги определяют микробные сообщества — что в кишечнике, что в океане или почве. Как они воюют на Земле, мы уже изучили неплохо. А вот в невесомости — было неясно.
Хотя это важно: в космосе, судя по огромному опыту МКС, у людей иммунитет становится никуда не годным, а бактерии становятся по-космически агрессивными — они образуют более стойкие биоплёнки и быстрее развивают устойчивость к антибиотикам. А фаги сегодня — оружие последней надежды против бактерий, которые уже не восприимчивы ни к чему. Поэтому учёные и хотели понять: можно ли прокачать фаги в космосе, раз это удаётся их эволюционным партнёрам?
На Земле лучший друг фагов — гравитация. У них нет жгутиков, как у многих бактерий: приходится полагаться на течения и перемешивание жидкостей, чтобы ловить жертв. А в космосе — невесомость. Если и бактерии там не смогут плавать, то... что? Вот этим вопросом и задались исследователи.
Взяли штамм кишечной палочки без жгутиков — чтоб не плавали, а тоже полагались на судьбу, то есть исключительно на невесомость — и поместили в пробирки, где их уже поджидали фаги. За перемешиванием строго следили, образцы заморозили.
На Земле после разморозки за первые часы фаговых частиц в контрольных пробирках выросло до десяти миллионов раз. А в невесомости даже спустя четыре часа — ничего. Подождали 23 дня и проверили. Не десять миллионов, но и не ноль: фагов стало в десять тысяч раз больше. Заражение в космосе всё же происходит — но очень медленно.
Затем секвенировали целиком геномы и фагов, и бактерий из пробирок с МКС — уже на Земле, конечно, — чтобы посмотреть на мутации. У фагов они оказались странными: в белке-хвосте — его главном оружии, которым он хватается за бактерии. Грести не может, а атаковать — пожалуйста. И там поменялась даже не внешняя форма, а вся внутренняя геометрия. На Земле таких мутаций учёным не встречалось — возможно, просто они не особо нужны вирусам в условиях гравитации. У бактерий же мутировали в основном гены, отвечающие за молекулярную броню — поверхность, через которую фаг цепляется к жертве. Это и помогло им продержаться аж 23 дня в одной пробирке с хищниками.
А затем учёные сделали самое интересное: взяли странные, но особенно успешные мутации хвоста фага и получили в лаборатории фагов-мутантов с отборными космическими особенностями. Натравили их на штаммы кишечной палочки, которым стандартные фаги были не страшны. И мутанты порвали их, как тузики.
Всё это, конечно, в пробирке, а не в клинических условиях. Но теперь мы знаем, что именно нужно для испытаний на животных, а там и до безнадёжных пациентов доберёмся. Стоит ли покорение космоса таких достижений — определённо.
Жизнь без воды: как аминокислоты соединяются в диком космосе
Похоже, астрохимикам с физиками впервые удалось увидеть, как в предельно смертельных условиях — близких к межзвёздной среде — собирается то, что однажды породило всё живое: аминокислоты самостоятельно соединяются в пептиды. Причём химически именно так, как это происходит у земных белков — но без воды и без участия чего-то живого.
Это очень крутая работа. Отдельные аминокислоты — эти «кирпичики жизни», как любят говорить сами исследователи, — разбросаны по космосу. Мы находим их на астероидах и кометах. Глицин, например, обнаружили на комете Чурюмова-Герасименко, причём в хвосте.
Часто это подают так: вот раз-два — и жизнь должна бы получиться из этих кирпичей, загадка всех времён решена. Но на самом деле, чтобы от аминокислоты дойти до белка, должна случиться масса довольно сложных процессов. И как они случились — раз мы тут с вами это всё обсуждаем — по-прежнему большущая загадка. Поэтому эта работа так важна.
Долгое время считалось, что аминокислоты соединяются между собой только в присутствии воды как жидкой среды. А что, если такое происходит и без воды? Тогда не отдельные аминокислоты, а целые цепочки могли образоваться за пределами Земли. И, может, образуются где-то прямо сейчас — там, где воды нет и не было, из-за чего мы даже не подумаем искать в тех краях основы белковой жизни. А зря.
Решили проверить. Взяли глицин, в вакуумной камере заморозили до минус 253 градусов — почти до абсолютного нуля. А потом бомбардировали протонами, что довольно точно воспроизводит космическое излучение. И получился простейший биологически осмысленный — а не просто некий монстр Франкенштейна — дипептид: глицил-глицин.
Причём с его образованием выделилась и вода, что стало одним из доказательств, что эксперимент сработал. Проверили двумя совершенно разными методами — инфракрасной спектроскопией и масс-спектрометрией. Всё так: впервые получили. Да, в условиях лаборатории — но без ничего такого, чего не происходило бы и в космосе.
Несмотря на красоту эксперимента, надо всё-таки сказать: это препринт, то есть впереди ещё научное рецензирование и проверки коллег в независимых опытах. Да и важно помнить: от пептида до белка — как от кирпича до собора. Но появляется важная деталь: без воды эти элементы жизни могут образоваться, причём в процессе могут ещё и воду создавать, если её там не было.
Тогда можно уже вполне как научный сценарий представить себе: зачатки будущей жизни возникли ещё до образования планет. Как появились сами планеты — появились места, где можно было развернуться. И разгулялись — на широкую ногу. Теперь эти аминокислоты ищут своих предков в космосе: ракеты запускают, зонды шлют, в телескопы смотрят…
Блиц
Самая большая 3D-карта ранней Вселенной — и слепили её буквально из отбросов другого масштабного исследования.
Проект изначально создавался для изучения тёмной энергии, и для этого использовался примерно каждый двадцатый кадр из всего массива данных. Это были снимки наземной обсерватории ночного неба в разных спектрах: составляли карту миллионов ярких галактик. В дело пошло от силы процентов пять. Остальное лежало мёртвым грузом — пока авторы новой работы не поняли, что из этого можно составить совсем другую карту.
В том, что получилось, мы видим — как поясняют сами исследователи — излучение водорода, которое пронизывало Вселенную 9–11 миллиардов лет назад. Этот период иногда называют «космическим полднем»: считается, что на него приходится пик звёздообразования, когда галактики росли быстрее всего.
Водород здесь светится, потому что молодые горячие звёзды бомбардируют его ультрафиолетом, и атомы в ответ испускают характерное излучение — учёные называют его Лайман-альфа. Своего рода маркер: где горит Лайман-альфа, там кипит звёздная жизнь.
Предыдущие карты видели только самые яркие источники этого свечения — крупные галактики. А весь газ между ними, все карликовые системы, всё рассеянное межгалактическое вещество оставалось невидимым. Исследователи взяли ненужный другим астрономам шум — и превратили его в научный инструмент.
Красный спрайт с МКС — посмотрите, какую дьявольскую красоту удалось запечатлеть с борта станции. С Земли это сделать невозможно.
Всего десять миллисекунд он провисел над грозой, которая в это время бушевала внизу у поверхности. Сам спрайт рождается в мезосфере, на высоте от сорока до восьмидесяти километров. Он не бьёт вверх или вниз, как молния, — он вспыхивает, как лампочка. Но очень мощная: такой вспышки хватает, чтобы растрясти нижний край ионосферы на сотни километров вокруг. Это слой, который отражает коротковолновые радиосигналы и обеспечивает дальнюю связь — так что временно могут быть с ней проблемы в районе, где спрайт случился.
Вдобавок каждая такая вспышка перемешивает химию между слоями атмосферы, влияет на озоновый слой и радиационный баланс планеты. А как именно — учёным как раз хотелось бы понять намного лучше. Красный спрайт случается редко, и ещё реже его удаётся вот так хорошенько рассмотреть.
Комета, которую можно увидеть без телескопа — уже в начале апреля, если переживёт сближение с Солнцем. Обнаружили её только в январе, и сразу стало ясно: комета, а не космический корабль инопланетян. Но от того не менее интересная — на редкость яркая, за пару месяцев стала ярче в шестьсот раз. Такие огоньки среди комет встречаются редко. Последний раз была комета Лавджоя в 2011-м.
Они редко переживают сближение с Солнцем — разваливаются под действием приливных сил или испаряются. Зато полыхать могут как Венера.
Если хотите понаблюдать лично, попробуйте 4 апреля — это будет пик яркости. Но она будет у самого солнечного диска, так что его придётся заслонить рукой или листком бумаги. Если выходить не хочется или небо будет пасмурным — выручит онлайн-трансляция обсерватории SOHO. Со второго апреля комета должна попасть в поле зрения телескопа, и можно будет наблюдать вместе с ними.
И главное событие — которое ждали в феврале, потом в марте, теперь в апреле: запуск людей к Луне, впервые за полвека. Без высадки, конечно — её сместили уже к тридцатым годам. А пока только облёт.
Откладывают из-за технических проблем — то со странным поведением теплозащиты ракеты, то с утечкой водорода на стартовом комплексе. Но это всё нормально. Главное — не отменяют. Значит, пуск будет. Мы внимательно следим за обновлениями: когда прояснятся даты — будем делать прямую трансляцию.
Историческое событие. Как я уже говорил в недавнем ролике про покорение Луны — событие важное для всего человечества. Именно этим запомнят наше время. А мы с вами в нём живём. Редкий повод радоваться и гордиться — как человечеству.