26 декабря 2018 года состоялось заседание методического объединения физики, химии, биологии, географии. 

Тема заседания "Организационно-методические особенности использования в образовательном процессе активных и интерактивных методов и приемов обучения".

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев

Рис. 1. Реконструкция внешнего вида Elasmotherium sibiricus, выполненная художником Виллемом ван дер Мерве (Willem van der Merwe). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Изучение костных остатков гигантских носорогов Elasmotherium sibiricum из коллекций разных музеев показало, что этот вид исчез не раньше, чем 39 000 лет назад, а возможно, и позже. Это означает, что около 50 000 лет назад, когда наши далекие предки расселялись по Восточной Европе и Западной Сибири, эласмотерии еще входили в состав мегафауны, обитающей на этих территориях. Самые молодые кости эласмотериев оказались достаточно хорошей сохранности, чтобы из них можно было извлечь фрагментарную ДНК. Это позволило внести некоторые уточнения в существующие представления о филогенезе непарнокопытных в целом.

Эласмотерии — гигантские носороги (рис. 1), достигавшие 5 метров в длину и 2,5 метров в холке. Вместе с носорогами, дожившими до современности, они входят в состав семейства Rhinoceratidae, однако образуют внутри него отдельное подсемейство Elasmotheriinae (рис. 2). Эласмотерии гораздо больше напоминали современных носорогов, чем, например, более причудливые представители древних носорогообразных индрикотерии, но и у них было несколько примечательных особенностей.

Рис. 2. Кладограмма, демонстрирующая филогению носорогов. Также показаны некоторые внешние по отношению к ним группы непарнокопытных: Malayan tapir (Tapirus indicus) — малайский тапир, Przewalski's horse (Equus przewalskii) — лошадь Пржевальского и вымерший представитель лошадеобразных Hippidion saldiasi —гиппидион. Вымершие рода отмечены крестами. Обратите внимание, что, согласно данным авторов, наиболее вероятное время расхождения подсемейств Rhinoceratinae и Elasmotheriinae соответствует первой половине эоцена. Cret. — меловой период, Palaeo. — палеоцен. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Во-первых, их ноги были длиннее, чем у современных носорогов. Палеонтологи это обычно интерпретируют как то, что они были лучше адаптированы к быстрому бегу —галопу (носороги переходят на галоп лишь в исключительных случаях).

Во-вторых, их отличало строение зубов, главным образом моляров, которые обладали высокими постоянно растущими коронками и были лишены корней. Такого строения щечных зубов нет ни у одного из известных носорогов.

В-третьих, несмотря на то что остатков эласмотериев обнаружено не так уж мало — находили и целые черепа, и целые скелеты (один из которых, к примеру, находится в коллекции Палеонтологического музея им. Ю. А. Орлова), — находок рогов эласмотериев нет. Однако на лобных костях черепа (os frontale) у них имелось крупное куполообразное утолщение, которое, как считает большинство исследователей, служило основанием для единственного огромного рога (такие же предположения выдвигаются и для динозавров клады Pachyrostra), за что российские палеонтологи прозвали эласмотериев «суровыми сибирскими единорогами». В дальнейшем выражение „Siberian unicorn“ стало встречаться и в англоязычной литературе (в том числе — и в обсуждаемой статье). Но некоторые исследователи подвергают такую реконструкцию сомнению, указывая на то, что в гистологическом отношении кость, на которой находится это утолщение, была довольно пористой и вряд ли могла поддерживать огромный рог.

Собственно род Elasmotherium — наиболее поздний представитель подсемейства. Он включал по меньшей мере три вида: E. caucasicum, E. chaprovicum и типовойE. sibiricum, служивший предметом исследования в данной работе. Если первые два вида, как правило, изображаются голыми, то носорога E. sibiricum рисуют покрытым густой шерстью. Прямых доказательств того, что эти животные были покрыты шерстью, нет — таких прекрасных образцов шкуры, как для шерстистых носорогов или мамонтов, до сих пор не нашли. Но есть доказательства косвенные: E. sibiricumпринадлежал к мамонтовой фауне, а климат на территориях Восточной Европы и Западной Сибири был тогда холодным.

Возраст наиболее древних остатков, принадлежащих E. chaprovicum, обнаруженных в составе хапровской фауны Северного Кавказа и Молдовы, оценивается более чем в 2,5 млн лет. Оценить точно минимальный возраст наиболее молодых находок не удавалось. Многие кости и зубы эласмотериев были обнаружены в речном аллювии, что свидетельствует о том, что животные после смерти были перезахоронены, возможно неоднократно. Это делало невозможным достоверное применениеметодов относительной датировки. Тем не менее существовало убеждение, что эласмотерии не пережили микулинского межледниковья 130–120 тыс. лет назад, и совершенно вымерли к началу валдайского оледенения 120 тыс. лет назад. Это означало, что эласмотерии должны были исчезнуть до того, как по ареалу их обитания стали расселяться древние люди (что, по современным представлениям, происходило около 50 тыс. лет назад). Единичные находки, свидетельствующие об обратном, считались малонадежными и подвергались критике.

Ситуация начала меняться, когда в 2005 году специалист по плейстоценовой мегафауне Павел Косинцев опознал зуб эласмотерия среди костей типичных представителей плейстоценовой фауны, найденных в пещере Смеловская II. Скорее всего, кости и зубы этих животных остались после того, как их тела или части тел в свое время перенесли и собрали в одном месте какие-то плотоядные животные — например, пещерные гиены. Характер отложений указывал на то, что перезахоронение остатков (например, потоками воды) было крайне маловероятно.

После этого группа ученых во главе с Павлом Косинцевым стала целенаправленно искать кости эласмотериев в коллекциях музеев и в материалах недавних экспедиций. За 10 с лишним лет удалось собрать 25 образцов (рис. 3), причем в 23 из них оказалось достаточно коллагена, чтобы можно было получить абсолютную датировку на основе радиоуглеродного анализа. В костях такого возраста обычно уже не остается никаких органических молекул — только прочный и устойчивый коллаген имеет шансы сохраниться в значимом количестве, но и его найти большая удача.

Поначалу этой работой занимались в основном российские ученые, однако к ним постепенно присоединялись коллеги из иностранных лабораторий, имеющих лучшее техническое оснащение. В частности, благодаря специалистам из Оксфорда удалось применить наиболее точный из всех доступных на данный момент методов датировки таких образцов — радиоуглеродный анализ не всего очищенного коллагена, а отдельно входящей в его состав аминокислоты гидроксипролина. Коллегам из Австралии удалось извлечь из нескольких образцов фрагментарную ДНК. Очередные результаты этой совместной работы были опубликованы недавно в журнале Nature Ecology & Evolution.

Рис. 3. Места обнаружения изученных останков эласмотериев на карте Евразии. Весь предполагаемый ареал обитания эласмотериев обведен черным пунктиром. Краснымобведены места обнаружения тех образцов, для которых удалось установить содержание стабильных изотопов и датировать их методами радиоуглеродного анализа. Синим обведены места обнаружения тех образцов, для которых, кроме того, удалось извлечь фрагментарную ДНК. Черным обведены места обнаружения тех образцов, из которых не удалось выделить коллаген. Обратите внимание, что обведенных локаций меньше, чем проанализированных образцов, поскольку в некоторых местах образцов было найдено сразу несколько. Серым затенена область, которая в обсуждаемый промежуток времени должна была быть покрыта ледником. Указаны значения широты и долготы. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Ученые объединили данные анализа возраста коллагена из 19 образцов (возраст четырех из 23 образцов не удалось определить достоверно) и гидроксипролина, который получилось выделить из 9 образцов. В результате возраст самых молодых останков варьируется в пределах 38,48–35,06 тыс. лет с вероятностью 95,4%. Скорее всего, эласмотерии вымерли перед максимумом последнего оледенения — но это лишь предположение, подтвержденное пока только отсутствием более поздних находок.

Такие результаты означают, что эласмотерии вполне могли встречаться древним людям, расселявшимся в то время по Восточной Европе и Западной Сибири. Сравнение фрагментарной ДНК эласмотериев с ДНК некоторых видов современных парнокопытных показало, что расхождение эволюционных линий подсемейств Rhinoceratinae и Elasmotheriinae должно было произойти примерно 40–50 млн лет назад, в первой половине эоцена (см. рис. 2).

Хорошая сохранность коллагена в нескольких образцах позволила сравнить содержание изотопов углерода и азота в остатках E. Sibiricum и других животных плейстоцена. Высокое содержание изотопов ¹³C и ¹⁵N, обнаруженное у E. Sibiricum, характерно для млекопитающих, обитающих в сухих степях или пустынях. Повышенный уровень изотопа ¹³С также может указывать на питание растениями подсемейства лебедовые (накапливающих изотоп ¹³С из-за особого типа фотосинтеза, см. С4-фотосинтез). Примерно такая же диета у современного сайгака. Это также указывает на то, что сибирский эласмотерий мог питаться корнями, так как в нефотосинтезирующих частях растений накапливается ¹³С. До этого на основании морфологических данных можно было лишь предполагать, что большую часть времени эласмотерии проводили, низко наклонив голову к земле: на это указывает форма затылка, строение шейных позвонков и их сочленение друг с другом. Характерные признаки их зубов свидетельствовали о питании очень грубыми, абразивными кормами — возможно, содержащими большие примеси пыли и песка.

Хотя сейчас главной причиной вымирания плейстоценовой мегафауны считается ее истребление древними людьми в ходе неумеренной охоты (см. Главной причиной позднечетвертичного вымирания все-таки были люди, а не климат, «Элементы», 09.06.2014), в случае эласмотериев авторы не находят для такой версии прямых подтверждений. Несомненных свидетельств тому, что эласмотерии служили предметом охоты, нет, поэтому авторы предполагают, что немаловажную роль в их вымирании сыграла их специализированная и необычная для носороговых диета, которую они не смогли своевременно изменить при изменениях климата, повлекших за собой преобразования в травянистых биомах. Возможно, причиной вымирания эласмотериев стали их необычные зубы: если животное с постоянно растущими коронками перевести на питание слишком мягким кормом (например, на другие виды трав), то коронки не будут успевать стачиваться, нарушится окклюзия, и оно больше не сможет эффективно жевать — и, возможно, быстро умрет от голода. Конечно, эта картина гипотетическая: надежных свидетельств о том, что какой-то вид вымер именно по этому сценарию, нет. В любом случае, узкая специализация, особенно в способе питания, всегда сопряжена с повышенным риском вымирания.

Все это означает, что экологический кризис, вылившийся в вымирание мегафауны, был сложным и, возможно, даже более продолжительным, чем принято считать, и его изучение по-прежнему оставляет простор как для новых открытий, так и для оригинальных гипотез.

Источник: Pavel Kosintsev, Kieren J. Mitchell, Thibaut Devièse, Johannes van der Plicht, Margot Kuitems, Ekaterina Petrova, Alexei Tikhonov, Thomas Higham, Daniel Comeskey, Chris Turney, Alan Cooper, Thijs van Kolfschoten, Anthony J. Stuart and Adrian M. Lister.Evolution and extinction of the giant rhinoceros Elasmotherium sibiricum sheds light on late Quaternary megafaunal extinctions // Nature Ecology & Evolution. 2018. DOI: 10.1038/s41559-018-0722-0

См. также:
1) Главной причиной позднечетвертичного вымирания все-таки были люди, а не климат, «Элементы», 09.06.2014.
2) Европейские зубры появились еще в плейстоцене, «Элементы», 20.10.2016.
3) Троглодиты изображали животных точнее, чем современных художники, «Элементы», 28.03.2013.

elementy.ru

Новый вид амфибий, которые зарывают голову в песок, назвали в честь Дональда Трампа

Новый вид амфибий, обнаруженный в Панаме, назвали Dermophis donaldtrumpi в честь президента США Дональда Трампа. Об этом сообщает «Медуза» со ссылкой на The Guardian.

Изображение: EnviroBuild

Название выбрал сооснователь британской компании по продаже экологически чистых строительных материалов EnviroBuild Эйдан Белл. За это право он заплатил 25 тысяч долларов на аукционе. Ученые, открывшие новый вид, согласились использовать название Белла.
Dermophis donaldtrumpi по внешнем виду напоминает дождевого червя. Эта амфибия слепа и способна зарывать голову в песок. Белл заявил, что эти особенности похожи на отношение Трампа к глобальному потеплению.

Изображение: Abel Batista / Rainforest Trust UK

«[Dermophis donaldtrumpi] особенно чувствителен к последствиям изменения климата и, следовательно, находится под угрозой вымирания в результате климатической политики своего однофамильца», - цитирует Белла BBC News.
Ранее в честь Дональда Трампа был назван ископаемый вид морского ежа (Tetragramma donaldtrumpi) и мотылек из семейства выемчатокрылых молей (Neopalpa donaldtrumpi).

Изотопный состав неона из мантии указывает на то, что молодая Земля росла быстро

Рис. 1. Вверху: снимок молекулярного облака в созвездии Тельца (Taurus Molecular Cloud), сделанный телескопом «Хаббл». На врезке — изображение протопланетного диска вокруг находящейся в этом облаке молодой звезды HL Тельца (ее возраст — всего около 100 000 лет), полученное в миллиметровом диапазоне при помощи телескопа ALMA. На этапе своего формирования наша Солнечная система издалека вполне могла выглядеть примерно так. В хорошем качестве это изображение доступно на сайте eso.org. Внизу — сравнение размеров протопланетного диска вокруг звезды HL Тельца и Солнечной системы (справа, самая внешняя линия показывает орбиту Нептуна): видно, что диск вокруг HL Тельца простирается в 2–3 раза дальше. Изображения с сайта almaobservatory.org

В общих чертах ученые представляют себе, как происходило формирование Солнца и планет, в том числе и Земли. Но пока в этих вопросах остается еще очень много неясного. В частности, непонятно, как быстро происходил этот процесс и какие вещества попадали в растущие планеты сразу, а какие привносились позже метеоритами и кометами. Исследование изотопов неона из земной мантии (этот элемент, благодаря своей инертной химической природе, сохранился в мантии Земли в первичном, не затронутом последующей эволюцией планеты виде) указывает на то, что неон, который сейчас находится глубоко в мантии, попал туда из протопланетного облака. Этот результат позволяет уточнить модели формирования Солнечной системы: из него следует, что Земля должна была расти довольно быстро, вбирая в себя вместе с неоном и другие летучие компоненты протопланетного облака — например, воду и азот.

Согласно доминирующей гипотезе, образование Земли, как и других планет земной группы, началось с аккреции (слипания и дальнейшего роста) твердых частиц газопылевого протопланетного облака (протопланетного диска), вращавшегося вокруг недавно сформированного Солнца. Постепенно некоторые частицы пыли, слипаясь друг с другом, дорастали до «снежков», которые тоже слипались друг с другом и продолжали обрастать пылью. Так появлялись планетезимали — небольшие тела (размером несколько километров), которые впоследствии служили «строительными блоками» для формирования полноценных планет. Если по поводу общего хода этого процесса у ученых в целом нет разногласий, то относительно его деталей существуют разные мнения. В частности, разногласия возникают в вопросах о скорости, с которой происходило образование Земли, о первичном источнике летучих компонентов в ее составе (захватывались ли в состав планет земной группы газы протопланетного облака) и о величине вклада в состав Земли метеоритного материала.

Геохимики Кёртис Уильямс (Curtis D. Williams) и Суджой Мукхопадхьяй (Sujoy Mukhopadhyay) из Калифорнийского университета в Дэйвисе предположили, что с этим может помочь разобраться изучение изотопного состава неона из мантийных источников. Они посчитали, что неон мог попасть в состав Земли вместе с другими летучими компонентами на этапе формирования нашей планеты. При этом из-за инертности у него должно было сохраниться первичное соотношение изотопов (в отличие от других летучих компонентов, многократно участвовавших в течение эволюционной истории Земли в различных геологических и биохимических процессах). То есть неон даже спустя 4,5 миллиарда лет должен сохранить «память» в виде изотопной сигнатуры о том, откуда он «пришел» на Землю. Выяснив природу неона в составе земной мантии, можно будет с большой долей вероятности говорить и о первичном источнике других летучих компонентов, таких как вода, углекислый газ, азот и т. д.

Геохимики посчитали, что, если процесс планетообразования был относительно быстрым и Земля сформировалась как планета за 2–5 млн лет, она должна была захватить газы (включая неон), присутствовавшие во внутренней части протопланетного облака на раннем этапе его существования. Если же планета формировалась дольше, то большая часть неона (как и других газов) вероятнее всего была выдута солнечным ветром из зоны формирования каменных планет. Однако неон мог синтезироваться в ядерных реакциях, происходивших при облучении пыли солнечным излучением, и это также должно быть зафиксировано в изотопной сигнатуре неона. Своя изотопная сигнатура характерна и для газов, доставленных на Землю в составе углистых хондритов, богатых водой, углеродом и азотом.

Неон имеет три изотопа: ²⁰Ne, ²¹Ne и ²²Ne. Все три являются стабильными и нерадиоактивными, но ²¹Ne также образуется в результате радиоактивного распада урана и может медленно накапливаться с течением времени. Поэтому в качестве индикатора происхождения первичного неона авторы выбрали соотношение ²⁰Ne/²²Ne. Это соотношение существенно различается для трех потенциальных источников летучих веществ Земли: газа протопланетного облака (13,36±0,18), материала, облученного солнечным ветром (12,52–12,75), и углистых хондритов (9,03±2,46). Реперные значения для всех трех источников неона были получены в предыдущих исследованиях на основе данных миссии Genesis(космического аппарата для сбора образцов солнечного ветра), анализа проб лунных почв и метеоритов.

В качестве источников мантийного материала для исследований были выбраны океанические базальты зон плюмового вулканизма. Считается, что магма, которая выносится на поверхность мантийными плюмами, имеет, по сравнению с базальтами срединно-океанических хребтов (тип MORB — mid-ocean-ridge basalts), более глубинный источник, так как плюмы зарождаются на границе ядраи нижней мантии, где с большей вероятностью сохраняется первичное вещество, из которого формировалась наша планета (см. новость В современных островных базальтах нашли следы первичного вещества, из которого образовалась Земля, «Элементы», 30.06.2017). Базальты типа MORB, являющиеся производными верхней мантии, могли захватывать летучие компоненты из атмосферы (где соотношение ²⁰Ne/²²Ne составляет ~9,8), а также обогащаться поверхностным материалом, поступающим в верхнюю мантию в процессе субдукции (для справки, соотношение ²⁰Ne/²²Ne в базальтах типа MORB не превышает 12,49±0,08).

Для исследования авторы использовали образцы подушечных базальтовых лав из трех зон плюмового вулканизма: Галапагосских островов, Исландии и Самоа. Газы, находящиеся в газовых включениях — крошечных пузырьках внутри базальта, — в процессе исследования вскрывались с помощью пресса в герметичной камере и направлялись в высокочувствительный масс-спектрометр. Для сравнения анализировались также газы из газовых включений в базальтах срединно-океанических хребтов (тип MORB). Всего было проанализировано 12 образцов плюмовых базальтов и 21 образец базальтов типа MORB. Результаты приведены на рис. 2.

Рис. 2. Гистограмма распределения значений ²⁰Ne/²²Ne в базальтах типа MORB (сплошная линия) и в плюмовых базальтах (пунктирная линия). Рисунок из осуждаемой статьи в Nature

Видно, что изотопные значения для плюмовых базальтов существенно выше, чем для базальтов типа MORB, и образуют самостоятельную группу в интервале значений ²⁰Ne/²²Ne от 12,5 до 13,5. Максимальное зафиксированное значение — 13,03±0,04. Эти соотношения явно выше, чем реперные значения для материала, облученного солнечным ветром, и углистых хондритов. А максимальное расчетное значение ²⁰Ne/²²Ne в первичном мантийном плюме, полученное методом экстраполяции (13,23±0,22), вообще очень близко к ожидаемому значению для газа протопланетного облака. Отсюда следует два очень важных вывода.

Первый вывод фундаментально-теоретический: получено свидетельство того, что Земля как планета сформировалась относительно быстро из протопланетного облака пыли и газа, вобрав в себя из этого облака в том числе воду, углерод, азот и другие летучие компоненты, некоторые из которых, наиболее инертные, до сих пор удерживаются в мантии Земли. Об этом свидетельствует присутствие «первородного» неона в глубокой мантии. Расчеты показывают, что для поглощения этих важных для жизни соединений планета должна была достигнуть определенного размера — размера Марса или немного большего — всего за 2–3 миллиона лет, прежде чем газовое протопланетное облако рассеялось.

Второй вывод чисто практический: доказано, что базальты срединно-океанических хребтов нельзя рассматривать в качестве источника информации о составе первичного вещества Земли, так как они являются производными верхней мантии, в формировании которой участвовали сначала компоненты хондритов (активно бомбардировавших Землю в период основной фазы аккреции), а затем и поверхностный материал, поступавший в мантию вместе с субдуцирующими плитами.

Авторы считают, что, так как все планеты земной группы, скорее всего, образовались по единому сценарию, сделанные ими выводы можно распространять и на другие планеты этой группы: все они формировались достаточно быстро, и их эмбрионы успели увеличиться до значительных размеров еще до того, как протопланетное облако подверглось диссипации (рассеянию содержащихся в нем газов в космическое пространство).

Так как наличие воды и летучих компонентов является одним из условий наличия жизни на планетах, авторы говорят о том, что и экзопланеты земного типа должны были образовываться по сходному сценарию.

Источник: Curtis D. Williams & Sujoy Mukhopadhyay. Capture of nebular gases during Earth’s accretion is preserved in deep-mantle neon // Nature. 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0771-1.

elementy.ru

Когда и почему назвали Китай Китаем

Представим себе следующую картину: 1 апреля, скажем, 1373 года собирается специальная комиссия. Обсуждается вопрос: далеко на востоке, за монгольскими землями, есть большая страна, давайте уже как-нибудь ее назовем — вот хоть «Китай», потому что слово красивое. Так ли было дело? Разумеется, нет. Поэтому точного ответа на этот вопрос дать нельзя.

Ответ, который можно дать, выглядит так: потому что в X веке на территории северного Китая господствовало государство Ляо, основанное племенем китаев (они же каракитаи, они же кидани); одни источники считают их монгольским племенем, другие — тунгусо-маньчжурским. Впоследствии монголы и другие соседние народы так и стали называть эту территорию (в разных языках название звучало по-разному): [китай], [хитай], [кэтай], [хитан], а через них уже это слово попало и в русский язык.

Британская энциклопедия пишет, что монголы стали употреблять это название в конце XII — начале XIII века. Согласно этимологическому словарю Фасмера, в русском языке слово «Китай» встречается начиная с XV века. В европейские языки это слово тоже попало — в английском, например, оно выглядело как Cathay (сейчас по-английски Китай — China; это слово, скорее всего, произошло от названия династии Цинь).

Таким образом, во-первых, Китаем назвали лишь часть того, что мы сейчас называем Китаем. Во-вторых, это произошло не мгновенно, а заняло несколько столетий (если считать путь этого слова по разным языкам). В-третьих, особой логики в этом названии нет — к тому моменту, как слово попало в русский, государство китаев давно рухнуло, а сами китайцы свою землю никогда так не называли. Такие нелогичности нередко возникают в истории имен и названий.

Есть и другие версии происхождения слова «Китай», но эта считается самой убедительной. В принципе, чтобы узнать, откуда и когда взялось то или иное слово, лучше всего смотреть в этимологический словарь. Самый известный такой словарь для русского языка — это словарь Макса Фасмера. Он есть и в Интернете.

elementy.ru

Сегодня с Землей рекордно сближается зеленая комета

16 декабря комета Виртанена сблизится с Землей и достигнет максимума своего блеска. По прогнозу, на небе она будет выглядеть как размытое облако в 2−3 раза больше Луны. При благоприятных условиях ее можно будет увидеть и невооруженным глазом.

Так комета выглядела через телескоп 2 декабря из Нью-Мексико (США). Фото: NASA

Комета 46P/Виртанена - короткопериодическая комета из семейства Юпитера, открытая в 1948 году американцем Карлом Виртаненом. Диаметр ее ядра оценивается в 1,2 километра.
16 декабря 2018 года эта комета пройдет на минимальном расстоянии от Земли - около 11,5 миллиона километров. Согласно прогнозам, на пике яркости кометы ее звездная величина составит +3−4. Ее кома (облако из пыли и газа, окружающее ядро кометы) увеличилась, угловой размер кометы на небе может превысить средний видимый размер Луны.

Так комета выглядела через телескоп 29 ноября из Ратомки (Минская область). Фото: ASTROBEL TEAM / vk.com

«Сегодня ночью комета 46P/Виртанена пройдет примерно в 4° от красивого рассеянного звездного скопления М 45 "Плеяды", - пишет сообщество AstroAlert. - Наблюдать следует после полуночи, когда Луна зайдет за горизонт. Проводить наблюдения советуем в синей и черной зонах засветки. Из инструментов лучшим выбором будет светосильный широкоугольный бинокль (диаметр объектива большого значения не имеет)».

Астрофизики в недоумении: у Вселенной, похоже, есть выделенная ось

Низкочастотные флуктуации микроволнового фона выстроены вдоль загадочной оси Вселенной (изображение с сайта prl.aps.org)

Новый подробный анализ космического микроволнового излучения усилил подозрение, что в нашей Вселенной есть некоторая выделенная ось. Если это открытие подтвердится, то оно поставит крест на предположении об изотропности Вселенной.

Современная космологическая модель, т. е. картина эволюции Вселенной в целом, базируется на небольшом числе постулатов, подкрепленных, разумеется, огромным массивом наблюдательных и экспериментальных данных. Среди них — предположения о том, что свойства Вселенной не зависят от того, в каком направлении мы смотрим. В физике это называется предположением об изотропности Вселенной. (Популярное введение в космологию см. на сайте Космология.)

Наиболее серьезно эту гипотезу можно проверить с помощью реликтового микроволнового излучения. Космическое фоновое (или реликтовое) микроволновое излучение — газ фотонов с температурой примерно 2,7 К — пронизывает всю Вселенную и несет в себе «отпечаток» ее структуры в младенчестве. Мощность (и температура) излучения, пришедшего с разных сторон Вселенной, поразительно одинакова: различия составляют лишь тысячные доли процента!

Данные, полученные на старых спутниках, не давали повода сомневаться в адекватности предположения об изотропии Вселенной. Однако когда в 2003 году были опубликованы детальные карты фонового микроволнового излучения, полученные спутником нового поколения WMAP, многие исследователи усмотрели в них проявление самых необычных свойств нашей Вселенной. (Подробности про эксперимент WMAP и его последствия для астрофизики читайте в статьях Что измерил WMAP?)

Пожалуй, наиболее захватывающим было предположение о том, что наша Вселенная имеет сложную топологию: например, геометрию футбольного мяча или даже дудки. Однако данные в пользу этой гипотезы пока слишком слабы. Другим, более серьезным эффектом явились намеки на существование во Вселенной некоторой выделенной оси, вокруг которой предпочитают выстраиваться флуктуации микроволнового излучения. Подозрения в том, что это не вписывается в стандартную картину, звучали неоднократно на протяжении последних двух лет. Стало ясно, что для получения однозначного ответа необходимо провести тщательный анализ всех известных погрешностей, неоднозначностей, случайных шумов.

Результаты такого анализа были опубликованы на днях в статье британских ученых K. Lane, J. Magueijo, Physical Review Letters, 95, 071301 (11 August 2005) (статья доступна также как astro-ph/0502237). Они исследовали различные версии карт фонового излучения, полученных WMAP (различие заключалось в методах обработки «сырых» данных и очистки от шумов), а также использовали различные методики разложения карт на сферические гармоники — функции, показывающие силу угловых флуктуаций различного периода.

После такого детального исследования выяснилось, что подтверждается лишь часть первоначальных подозрений, но зато как подтверждается! Было найдено, что сферические гармоники, отвечающие количеству колебаний 2, 3, 4 и 5, которые должны быть совершенно нескоррелированы, на самом деле выстроены вдоль одного направления. Более того, некоторые гармоники имели очень сильную корреляцию в фазе. При абсолютно случайном моделировании только в одном случае из 20 тысяч попыток получалось нечто похожее! Поэтому возникает ощущение, что во Вселенной действительно есть некоторая особенная ось, вокруг которой разворачиваются низкочастотные колебания.

Для большей надежности ученые применили ту же самую обработку к 110 «смоделированным» картам. Эти карты генерировались компьютером в предположении, что Вселенная изотропна, однако учитывали все погрешности эксперимента и прочие шумы. Вывод однозначен: ни в одном из 110 случаев не было и намека на столь сильно выделенное направление!

Этот результат, несомненно, является тревожным звоночком для общепринятой космологической теории. Нельзя сказать, что теоретическая физика совсем уж в растерянности — сейчас уже разработаны модели устройства Вселенной с самыми разнообразными экзотическими свойствами. Однако если выделенная ось Вселенной подтвердится будущими экспериментами (например, спутником Planck, который должен быть запущен в 2007 году), учебники, безусловно, придется переписывать

Ученые достигли прорыва в производстве водородного топлива

Исследователи из Университета имени Бен-Гуриона и Техниона — Израильского технологического института — открыли химический механизм, который поможет в разработке нового и более эффективного фотохимического процесса для создания водородного топлива из воды. Статья об этом опубликована в журнале Nature Communications.

Команда первой смогла обнаружить фундаментальную химическую реакцию в солнечной энергии, способной формировать недостающее звено для генерации электричества, необходимого для завершения процесса. Она позволяет процессу протекать естественно, не прибегая к большим объемам рукотворных энергетических источников или драгметаллов, чтобы катализировать реакцию. При производстве водорода не выделяются парниковые газы, но ранее процесс требовал больше энергии, чем производил, и в итоге имел ограниченное коммерческое применение.

«Это открытие может серьезно повлиять на попытки заменить углеродное топливо более экологичным — водородным, — рассказывают исследователи. — Производители автомобилей хотят делать машины, работающие на водороде, так как они считаются более мощными и экологичными, а также, в отличие от электромобилей, их можно быстро заправить и проезжать большие расстояния».

Производство водорода для топлива требует расщепления молекул воды (H2O) на два атома водорода и один атом кислорода. Исследование стало прорывным в понимании механизма, возникающего при фотохимическом расщеплении перекиси водорода (H2O2) фотоэлектродами из оксида железа.

«Помимо научного открытия, мы показали, что механизм фотоэлектрохимической реакции связан с семейством химических реакций, за которые профессор Герхард Эртл получил Нобелевскую премию по химии 2007 года, — говорит доктор Арик Йохелис из Университета имени Бен-Гуриона. — Наша работа открывает новые стратегии для фотохимических процессов».

Уровень океана поднимается

Из-за глобального потепления уровень Мирового океана к концу XXI века может подняться на высоту до 3,5 метра, сообщают эксперты РАН. Это отразится на состоянии приморских городов, в которых сегодня проживают около 20 процентов населения земного шара. Специалисты отмечают, что пляжи — естественные берегозащитные укрепления, и их размыв опасен для прилегающих берегов. К слову, ежегодно уровень Мирового океана повышается в среднем на три миллиметра.

Найден ловец пауков

Палеоэнтомологи обнаружили необычную личинку сетчатокрылого насекомого возрастом почти 99 миллионов лет. Находка была спрятана в бирманском янтаре мелового периода. Строение конечностей насекомого говорит о том, что при жизни оно охотилось на пауков, попадая в их ловчие сети. Новый вид получил название Pedanoptera arachnophila.

Точность измерений связана с ростом

Ученые выяснили: высокие люди точнее измеряют расстояния до различных предметов и локаций. Был проведен эксперимент: несколько десятков людей попросили на глаз определить расстояние между предметами, находящимися в одном помещении. Половина добровольцев были ростом ниже среднего, то есть до 175 сантиметров, другая — выше. Высокие люди называли более точные значения. Интересно, что они не ошибались, даже если «становились ниже» — например, садились на стул.

Насекомые выбирают местные деревья

Насекомые-вредители не любят иноземные деревья, сообщают сотрудники Сибирского федерального университета. Они проанализировали взаимоотношения вредителей со 150 видами древесных растений Центрального Сибирского ботанического сада и выяснили, что пришлые деревья действительно поедаются листогрызами в меньшей степени, чем местные. Однако если новый вид дерева состоит в родстве с каким-то из местных, то насекомые, видимо, признав его за «своего», едят его активнее.

Долгий полет без перерыва на сон

Неожиданное открытие: оказывается, птицы могут засыпать на лету, при этом часами оставаясь в воздухе. Чтобы доказать свое предположение, ученым пришлось буквально следить за распорядком дня пернатых.
Но как возможно спать в воздухе, не падая при этом вниз? Есть предположение, что птицы спят... отдельными полушариями: сначала левым, потом правым. И один глаз при этом у них всегда открыт на случай, если по пути встретится препятствие.

InSight прислал первое селфи с Марса

Исследовательский зонд InSight с помощью камеры, установленной на его роботизированной руке, сделал первую селфи-мозаику из 11 изображений. На фото видны раскрытые солнечные панели, научные приборы зонда, а также площадки 4 на 2 метра, на которой он стоит.

На этой площадке роботизированная рука разместит научные приборы, сейсмометр, датчик теплового потока и другие. Специалисты NASA отмечают, что площадка подвернулась отличная: на ней отсутствуют камни, холмики и ямы.