Ученые вывели мух, способных к партеногенезу

Генетические манипуляции позволили самкам обычных дрозофил оставлять потомство без участия самцов, передавая эту способность из поколения в поколение.

Дрозофила обыкновенная

Некоторые животные способны к партеногенезу, размножению без участия мужских половых клеток, когда яйцеклетка развивается в организме самки без оплодотворения. Такой процесс встречается у многих насекомых, включая муравьев, кузнечиков и мух, но не у обычных лабораторных дрозофил. Однако биологи из Кембриджского университета сумели изменить их геном так, что дрозофилы начали размножаться партеногенетически, причем эта новая способность передавалась по наследству. О работе рассказывается в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Для начала Дэвид Гловер (David Glover) и его коллеги изучили близких родственников обычной фруктовой мушки (D. melanogaster), дрозофил вида D. mercatorum. Ученые секвенировали геном двух линий этих насекомых, одна из которых способна к партеногенезу, а другая нет. Сравнив последовательности их ДНК, биологи определили гены, которые проявляют активность при партеногенетическом развитии яйцеклетки и могут быть ответственны за такой вид размножения, а также гены, работа которых при этом подавляется.

Затем ученые перешли к экспериментам на обычных D. melanogaster, изменив активность генов так же, как это происходит у партеногенетических D. mercatorum. В результате в отсутствие самцов мушки также начинали производить потомство без оплодотворения. Все насекомые следующего поколения были самками. Если в нужный момент поблизости оказывались самцы, они размножались обычным образом, однако когда тех не было, некоторые из самок второго поколения также размножались с помощью партеногенеза.

Факт, что насекомые способны переходить к факультативному (необязательному) партеногенезу, по словам ученых, должен настораживать. «Если на вредителей действует стабильное давление отбора — а оно действует (напомним, что численность комаров — разносчиков малярии пытаются контролировать за счет неспособных к размножению самцов. — NS), — рано или поздно это приведет к тому, что они начнут размножаться таким способом. Это может стать серьезной проблемой для сельского хозяйства, ведь если самки производят только новых самок и так далее, то их численность увеличивается быстрее», — сказала Алексис Сперлинг (Alexis Sperling), одна из авторов новой работы.

Статья спизжена отсюда

Биологи научились контролировать гены электричеством

Швейцарские ученые смогли внести в клетки человека генетические модификации, благодаря которым определенные гены стало возможно избирательно включать с помощью слабого тока. Концепцию удалось подтвердить и в экспериментах на животных, запуская у них производство инсулина простым нажатием переключателя. Авторы, статья которых опубликована в журнале Nature Metabolism, надеются, что их разработка поможет в создании медицинских имплантов для генной терапии.

В самом деле, сегодня врачи и пациенты сплошь и рядом прибегают к использованию компактных электронных имплантов, которые помогают отслеживать сердцебиение или уровень глюкозы в крови. Устройства, активно корректирующие состояние организма, встречаются намного реже, и до сих пор нет ни одного, которое помогало бы в генной терапии — новейшем подходе к лечению болезней за счет внесения точечных изменений в геном соматических определенных клеток.

Проблема в том, что генетика и электроника — вещи крайне далекие друг от друга, и регуляция активности генов производится биохимическими сигналами и инструментами. Восполнить пробел между ними может концепт, разработанный командой Мартина Фуссенеггера (Martin Fussenegger) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich), — методика, которую авторы назвали DART (DC-Actuated Regulation Technology, «Технология регуляции (генов) постоянным током»).

Система опирается на тот факт, что слабый ток приносит в клетку свободные электроны, что, в свою очередь, приводит к увеличению концентрации реактивных форм кислорода (ROS), таких как пероксид. В клетке уже есть целый набор белков, способных служить естественными детекторами таких радикалов, включая KEAP1, который участвует в подавлении опухолей. Заметив накопление реактивного кислорода, KEAP1 высвобождает сигнальный протеин NRF2, тот проникает в клеточное ядро и запускает ряд антиоксидантных и противовоспалительных механизмов.

Первые эксперименты показали, что слабый (4,5 вольта) постоянный ток не создает достаточно ROS, чтобы активировать систему KEAP1/NRF2. Поэтому ученые модифицировали клетки, внеся в них дополнительные гены KEAP1/NRF2, а также изменив промоторы — участки ДНК, запускающие работу того или иного гена — на которые воздействует NRF2. Такие клетки «в пробирке» уже реагировали на действие тока, включая ген инсулина, который управлялся соответствующими промоторами.

ГМ-клетки в лабораторных мышах активировались через электроды, связанные с тремя обычными батарейками АА

Работоспособность технологии DART подтвердили и следующие опыты на лабораторных животных. Ученые взяли модельную линию мышей, предназначенных для исследований диабета первого типа, поместили производящие инсулин ГМ-клетки в капсулы и внесли их в организм грызунов. Клетки стимулировали электрическим током разной силы и продолжительности, отслеживая концентрацию глюкозы в крови животных.

В итоге исследователи обнаружили, что синтез инсулина (а в результате и уровень сахара, который контролирует этот гормон) коррелировал с силой и временем включения «генно-электрического» интерфейса DART. Фактически несколько таких включений производили эффект, аналогичный нескольким уколам инсулина в сутки, которые требуются сегодня многим больным диабетом. Возможно, в будущем генная терапия, дополненная DART-имплантами, избавит их от этой мучительной процедуры. Достаточно будет датчика глюкозы, ГМ-клеток и обычной батарейки, которая «включит» их гены электричеством.

Статья спизжена отсюда

Физики сделали электрическую батарею из бетона

Добавление угля превратило цемент в проводник, из которого можно сделать накопитель энергии. Если новую технологию удастся масштабировать, то в будущем дома и дороги смогут хранить электричество в собственном фундаменте, питая бытовые приборы и электромобили.

Основа бетона — цемент — сам по себе крайне плохо проводит электричество. Однако ученые из Массачусетского технологического института (MIT) нашли способ сделать его проводником, смешав с техническим углеродом. Полученный материал можно использовать для создания ионисторов — эффективных накопителей заряда. Это удалось продемонстрировать, запитав от такой «бетонной батареи» обычную лампочку. Статья Франка-Йозефа Ульма (Franz-Josef Ulm) и его коллег опубликована в журнале PNAS.

Ионисторы (суперконденсаторы) — простые и эффективные устройства, занимающие среднее положение между конденсаторами и химическими аккумуляторами. Как у конденсаторов, у ионисторов имеются проводящие электроды — «обкладки». Как у аккумуляторов, пространство между ними заполняет проводящий электролит, разделенный проницаемой для ионов мембраной. Подача напряжения на электроды позволяет накапливать заряды, разделяя их по разные стороны мембраны. При этом использование негорючих электролитов делает такую систему весьма безопасной.

Инженеры и физики постоянно пытаются интегрировать ионисторы в различные структурные материалы, включая бетон. Новое решение этой задачи нашла команда из MIT. Авторы исследования смешали цемент с тремя-четырьмя процентами технического углерода (мелкая графитовая пыль) и добавили воду. Сам цемент хорошо взаимодействует с водой, а вот углерод гидрофобен, поэтому он формирует сгустки и нити. Таким образом внутри затвердевшей структуры образовалась проводящая сеть.

Из пары блоков такого материала можно сделать электроды: ученые поместили между ними мембраны, добавили электролит (хлорид калия), получив небольшой, размером примерно с пуговицу, ионистор. Далее Ульм и его коллеги продемонстрировали, что устройство работает, успешно запитав от него светодиод. Ученые подсчитали, что емкости такой «бетонной батарейки» достаточно, чтобы в фундаменте типичного частного дома (для США — средним объемом 45 кубометров) можно было накопить до 10 киловатт-час, чего хватит для обитателей этого дома на целый день.

Особенно важно то, что для получения «бетонной батарейки» используют дешевые, широко распространенные материалы, известные с глубокой древности. Эти процессы легко сочетать с уже существующим производством бетонных изделий. Если новый подход удастся масштабировать, то в накопители энергии можно превратить почти любые строительные сооружения, включая заряжающие дороги для электромобилей и накапливающие энергию фундаменты для ветряков. Недаром Ульм с соавторами уже запатентовал свою технологию.

Статья спизжена отсюда

Живущие в снегу комары спасаются от замерзания, ампутируя собственные конечности

Биологи обнаружили у «снежных» комаров уникальную для живой природы способность отрывать собственные конечности, жидкость в которых начинает замерзать. Это не позволяет кристаллизации распространиться по всему телу и спасает насекомых от гибели.

Самка хионеи на снегу

Ледничники, или хионеи (Chionea) — уникальные бескрылые комары, сохраняющие активность даже в зимнее время. Их можно встретить в умеренных широтах по всему Северному полушарию, зачастую прямо на снегу. Такая способность переживать низкие температуры крайне необычна для насекомых. Один из секретов этой устойчивости обнаружили ученые из Вашингтонского университета, статья которых представлена в онлайн-библиотеке препринтов bioRxiv.

Джон Татхилл (John Tuthill) и его коллеги показали, что хионеи могут переносить понижение температуры тела до минус семи градусов. Гемолимфа в нем остается жидкой, а опасная кристаллизация, ведущая к разрушению тканей, начинается при более низкой температуре. При этом стартует она, конечно, с конечностей, и тогда насекомое может применять весьма необычную тактику, отрывая соответствующую конечность, чтобы не дать кристаллизации распространиться по всему телу.

До сих пор эта тактика ускользала от внимания биологов, поскольку ледничники довольно капризны к условиям жизни, их крайне непросто выращивать и исследовать в лаборатории. Поэтому Татхилл и его соавторы проводили наблюдения в полевых условиях, в горах штата Вашингтон. С помощью тепловизора ученые отследили температуры в общей сложности 77 хионей, причем у немалого числа из них конечности были оторваны.

Непосредственно перед этим актом самоповреждения тепловизор фиксировал в ножках резкий температурный скачок, который свидетельствует о начале процесса кристаллизации гемолимфы. По-видимому, именно на это реагируют насекомые, быстро решаясь на самостоятельную ампутацию: конечность, примерзшая из-за замерзания к опоре, отрывается за счет быстрого движения тела. Все происходит менее чем за секунду, не позволяя кристаллам проникнуть далеко в тело и привести к фатальному исходу.

Авторы статьи отметили, что биологам известно немало видов животных, которые нередко теряют конечности (или хвост) при нападении хищника либо соперника или даже стараясь высвободиться из смертельной ловушки: ящерицы, пауки, крабы и так далее. Однако самоампутация конечности для спасения от замерзания, которую практикуют хионеи, — пока что единственный подобный пример.

Статья спизжена отсюда

Биологи поняли, зачем пчелы строят соты не шестигранной формы

Среди множества шестиугольных сот изредка появляются пяти- и семигранные. Долгое время они считались случайной ошибкой, нарушающей стройность общей структуры. Но оказалось, что такие ячейки — результат элегантного решения геометрической проблемы, связанной со «стыковкой» сот разных размеров.

Пчелы выводят потомство в шестиугольных сотах. Такая форма позволяет использовать минимум строительного материала при максимуме внутреннего объема каждой соты, при этом между ними не остается просветов. Лишь изредка встречаются соты нестандартной формы — пяти- и семигранные. Более того, это характерно и для пчел, и для некоторых ос, их родственников. Новая работа американских ученых показала, что это позволяет соединять в единой конструкции соты разных размеров, в которых созревают личинки с разной судьбой. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале PLoS Biology.

Напомним, что колонии пчел и общественных ос состоят из многочисленных стерильных рабочих особей — потомства единственной самки, матки, которая занята лишь откладыванием яиц. До определенного момента в сотах развиваются только рабочие, пока колония не достигнет нужного размера и ей не придет пора «размножиться».

Для этого необходимо вывести фертильных особей, самок и самцов, которые станут основой новой семьи. Такие особи требуют особых условий развития, они заметно крупнее рабочих, поэтому и соты им нужны побольше. Это ставит перед насекомыми необычную геометрическую проблему: соединить в рамках единой конструкции, без промежутков, шестигранные ячейки разных размеров.

Соты пчел и ос с парами ячеек нестандартной формы. Снимки ориентированы так, что более «свежие» соты находятся внизу, показывая, что пятигранная ячейка строится перед семигранной, позволяя переходить к шестигранникам больших размеров

Чтобы выяснить, как решается эта задача, Майкл Смит (Michael Smith) и его коллеги из Обернского университета (США) собрали снимки 115 колоний пяти видов пчел (Apis mellifera, A. cerana, A. dorsata, A. florea и A. andreniformis) и пяти видов общественных ос (Vespula vulgaris, V. maculifrons, V. flavopilosa, V. shidai и Metapolybia mesoamerica). С помощью машинного зрения они получили точные данные по числу и длине граней, а также количеству соседей для 22 745 отдельных сот.

Оказалось, пяти- и семиугольные соты возникают при переходе от небольших к крупным сотам. Они возводятся парами, так что общее число внешних граней остается тем же, что и у двух шестиугольных ячеек. Это позволяет легко «стыковать» такую пару с соседями, не нарушая общую структуру. Одновременно размеры граней пятиугольной соты дают возможность соединять ее с небольшими шестиугольниками, а более длинные грани семиугольной соты — перейти к более крупным шестиугольникам.

Эффективность этого решения подтвердило моделирование, проведенное математиками из Корнеллского университета на основе триангуляции Делоне. Они показали, что добавление больших шестигранников к массиву малых постепенно деформирует общую структуру: это либо приведет к возникновению просветов, либо потребует строительства дополнительных, нефункциональных ячеек. Однако введение пяти- и семигранных пар снимает эту проблему, позволяя сохранить целостность конструкции без потерь.

Статья спизжена отсюда

Ученые нашли самую холодную звезду, все еще излучающую радиоволны

Астрономы из Сиднейского университета обнаружили крошечную тусклую звезду — самую холодную из когда-либо зарегистрированных в радиодиапазоне.

Типичный коричневый карлик крупнее Юпитера

Температура поверхности типичных звезд измеряется тысячами градусов Цельсия: к примеру, на поверхности Солнца температура составляет около 5600 градусов, хотя наше светило относительно холодное в сравнении с некоторыми другими звездами. А на поверхности белого карлика Сириус B в 8,6 светового года от нас температура впятеро выше — почти 25 тысяч градусов.

Однако есть звезды, еще более холодные, чем Солнце, и астрономы из Сиднейского университета (Австралия) смогли обнаружить чрезвычайно холодную звезду, до сих пор излучающую радиоволны. «Ультрахолодный» коричневый карлик WISE J062309.94–045624.6, находящийся в 37 световых годах от Земли, оказался холоднее обычного костра на нашей планете: его температура составляет лишь 425 градусов Цельсия, тогда как температура горения дерева — около 500-800 градусов.

Это не самая холодная звезда в истории — она все еще горячее карликовой звезды WISE 1828+2650, температура поверхности которой может опускаться ниже нуля, — но первая, открытая с помощью методов радиоастрономии. Поскольку коричневые карлики малоактивны, они обычно не создают магнитных полей, генерирующих радиоизлучение, которое можно зафиксировать с помощью земных телескопов.

Меньше десяти процентов обнаруженных коричневых карликов активны в радиодиапазоне, и, возможно, WISE J062309.94–045624.6 создает магнитные поля за счет быстрого вращения вокруг собственной оси: когда магнитное поле вращается со скоростью, отличной от скорости ионизированной атмосферы карлика, оно может создавать электрический ток. В этом случае считается, что радиоволны создаются притоком электронов в область магнитного полюса звезды — в сочетании с вращением коричневого карлика это вызывает регулярно повторяющиеся радиовсплески.

Такие звезды — своеобразное переходное звено между крупнейшими газовыми гигантами, подобными Юпитеру, и самыми маленькими звездами, на которых протекают ядерные реакции. Любопытно, что WISE J062309.94–045624.6 меньше Юпитера, но при этом как минимум вчетверо массивнее его (Солнце массивнее Юпитера в 1000 раз).Такие звезды — своеобразное переходное звено между крупнейшими газовыми гигантами, подобными Юпитеру, и самыми маленькими звездами, на которых протекают ядерные реакции. Любопытно, что WISE J062309.94–045624.6 меньше Юпитера, но при этом как минимум вчетверо массивнее его (Солнце массивнее Юпитера в 1000 раз).

Статья спизжена отсюда

Физик увеличил возраст Вселенной вдвое

С новым днём, пидоры!

Согласно новому исследованию канадского физика, возраст Вселенной может достигать 26,7 миллиарда лет. Эта гипотеза бросает вызов доминирующей космологической модели и весьма сложно доказуема, но при этом может ответить на некоторые проблемные вопросы ранней Вселенной.

Эволюция Вселенной, начиная с Большого Взрыва слева, за которым следует появление Космического Микроволнового Фона. Формирование первых звезд завершает космические темные века, за которыми следует образование галактик

В течение многих лет астрофизики рассчитывали возраст нашей Вселенной, измеряя время, прошедшее с момента Большого взрыва, и изучая самые старые звезды на основе красного смещения света, исходящего от далеких галактик. Делали это так: все сверхновые типа Ia (надежно опознаваемые по спектру) имеют близкую энергию вспышки, однако их наблюдаемая яркость разная, поскольку они находятся на разном расстоянии от Земли. Сравнивая яркость этих «стандартных свечей космологии», можно понять, насколько удалены от нас те галактики, в которые входят эти сверхновые.

Затем астрономы обнаружили, что объекты, которые таким методом определены как далекие, выглядят очень красными в сравнении со сходными объектами, определенными как близкие (космологическое красное смещение). Чтобы объяснить эту странность, сначала предложили модель «утомленного света» — что фотоны с расстоянием теряют энергию, отчего становятся более «красными» (то есть более длинноволновыми). Это объяснение не работало по целому ряду причин, включая, например, ту, что вспышки сверхновых в далеких областях Вселенной длятся, на взгляд астрономов, дольше, чем в близких.

Поэтому вместо гипотезы «утомленного света» увеличение красного смещения с расстоянием объяснили общей теорией относительности. Согласно ей красное смещение — нормальный исход для фотона, летящего через пространство-время, которое расширяется. Это объясняло и то, почему вспышки сверхновых в ранней Вселенной шли дольше, чем в ближней: из-за растягивания фотонов от далеких сверхновых астрономы наблюдали кажущееся замедление времени для событий в ранней Вселенной. По расчетам в рамках этого подхода, наблюдаемое красное смещение от далеких галактик дает четко определенную скорость их удаления друг от друга за счет расширения Вселенной — примерно 70 километров в секунду на мегапарсек. Если поделить расстояние между далекими галактиками и нами на эту величину, получается 13,8 миллиарда лет — выходит, Большой взрыв, породивший нынешнюю Вселенную, случился именно тогда.

Сложности с возрастом

Однако в последний десяток лет начали накапливаться слабо совместимые с классической моделью развития Вселенной данные. Существуют некоторые очень древние звезды, такие как Мафусаил (HD 140283) и другие, которые должны были сформироваться 13,5 миллиарда лет назад. Между тем до сих пор считалось, что между Большим взрывом и образованием первых звезд должны были пройти многие сотни миллионов лет. Также ученые обнаружили некоторые галактики из ранней Вселенной, находящиеся на продвинутой стадии космической эволюции: хотя они видны нам такими, какими были лишь через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, они содержат относительно богатые тяжелыми элементами звезды, для формирования которых требуется большое время звездной эволюции.

Чтобы разрешить это противоречие, профессор Раджендра Гупта (Rajendra Gupta) из Оттавского университета (Канада) предложил объединить гипотезу «усталого света» с объяснением красного смещения через расширение Вселенной в рамках теории относительности. Работу на эту тему ученый опубликовал в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

По мнению астрофизика, в сочетании с моделью усталого света обретают смысл и гипотезы о том, что фундаментальные физические константы, управляющие взаимодействием между частицами, могут меняться со временем. Включая те константы, на основании которых вычисляются космологическое красное смещение и возраст Вселенной.

Если константы действительно меняются таким образом, то временные рамки формирования ранних галактик, наблюдаемых на больших красных смещениях, могут быть увеличены с нескольких сотен миллионов лет до нескольких миллиардов лет. Это дает больше времени на развитие галактик и появление старых звезд в ранней Вселенной. В итоге Гупта предположил, что вероятный возраст Вселенной — 26,7 миллиарда лет, то есть примерно вдвое больше современных оценок.

Новые ответы, новые вопросы

В своем подходе Гупта пытается убрать противоречия между наблюдаемым в рамках теории относительности небольшим возрастом Вселенной (13,8 миллиарда лет) и очень зрелыми галактиками, которые астрономы открыли в последний десяток лет. Скажем, галактике HD1 — 13,463 миллиарда лет, она образовалась лишь через 324 миллиона лет после Большого взрыва. При этом она еще очень яркая, на уровне многих современных галактик. Современная мейнстримная космология не может объяснить, как за такое короткое время могло появиться достаточное количество звезд, нужное для образования яркой галактики. Неудивительно, что на этом фоне Гупта обратился к гипотезе конца 1920-х об утомленном свете.

Однако его работа, во-первых, объяснила далеко не все слабые места «утомленного света». Например, если бы фотоны «утомлялись» с расстоянием, то спектр реликтового излучения (от момента Большого взрыва) выглядел бы совсем не так, как сейчас. Теоретически, произвольно меняя физические константы (исходя из предположения Гупты, что они меняются со временем), можно попробовать объяснить и это, но тут наступает «во-вторых».

Второй слабостью подхода Гупты следует назвать то, что его крайне сложно проверить, если это вообще возможно. Если мы будем исходить из того, что физические константы в ранней Вселенной менялись, можно объяснить почти любые наблюдения из нее. Но подтвердить, менялись ли они описанным образом, мы не можем, поскольку эксперименты в ранней Вселенной недоступны. Следовательно, гипотеза Гупты слабо проверяема, что ставит ее на грань ненаучности.

Альтернативные мнения

Есть и другие попытки объяснить существование очень зрелых галактик в очень ранней Вселенной — на основе одной только теории относительности и без привлечения экзотических гипотез типа «утомленного света» или изменяющихся со временем физических констант. По мнению сторонников этой точки зрения, наша Вселенная — циклическая, претерпевающая сжатия с последующим расширением.

При этом из одного цикла Вселенной в другой переходит значительная популяция «реликтовых» черных дыр, служащих «семенами» для быстрого формирования галактик и такого же быстрого начала звездообразования в них. Наиболее полная на сегодня теория из такого ряда изложена в вышедшей в 2023 году книге физика Николая Горькавого «Осциллирующая Вселенная». В рамках нее возраст Вселенной тоже превышает 13,8 миллиарда лет (столько прошло лишь с последнего Большого взрыва), но уже не вдвое, а в огромное количество раз.

Статья спизжена отсюда

Астрономы открыли планету с плотностью сахарной ваты

С новым днём, пидоры!

Плотность газового гиганта WASP-193b оказалась в 20 раз меньше, чем у Юпитера, и в сто раз меньше, чем у Земли.

WASP-193b в представлении художника

Из нескольких тысяч известных сегодня экзопланет некоторые резко выделяются на общем фоне. Таким оказался и гигант WASP-193b, обнаруженный в 1200 световых годах от нас. При массе всего 0,13 массы Юпитера он почти в полтора раза больше него по радиусу. Таким образом, плотность этой планеты составляет лишь около процента от плотности Земли. Об этом рассказывается в статье европейских ученых, которая еще готовится к публикации, но уже доступна в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.

Экзопланета WASP-193b находится у звезды солнечного типа WASP-193: она в 1,1 раза массивнее и в 1,2 раза больше нашего светила, близка к нему по яркости и возрасту. Однако орбита WASP-193b намного теснее, чем у любой планеты в Солнечной системе. Один годовой оборот она проходит всего за 6,25 суток. Халид Баркауи (Khalid Barkaoui) из Льежского университета и его коллеги оценили массу и размер планеты, подсчитав ее плотность.

Эта величина составила лишь около 0,059 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения: средняя плотность Земли — 5,51 г/см3; «рыхлого» Юпитера — 1,33 г/см3, бутылочной пробки — 0,2 г/см3, а сладкой сахарной ваты — 0,05 г/см3. Таким образом, WASP-193b оказалась в несколько раз легче пробки и немногим плотнее сладкой ваты. Впрочем, это все-таки не новый рекорд. Планеты с минимально известной плотностью известны в системе Kepler-51, плотность двух из них еще ниже — около 0,03 г/см3.

Планеты с экстремальными характеристиками встречаются нечасто и остаются исключениями. Однако они позволяют понять общий «галактический контекст», в котором существует наша Солнечная система, лучше разобраться в процессах, которые ведут к появлению миров с разными свойствами. Так, предполагается, что подобные «рыхлые» планеты могут образовываться из-за слишком тесного сближения газового гиганта со своей звездой, что ведет к нагреванию и «раздуванию» его внешних оболочек.

С другой стороны, такой механизм не позволяет «рыхлым» планетам существовать долго. Потоки частиц и излучения должны приводить к эрозии их атмосферы за считанные десятки миллионов лет. Поэтому теоретически миры, подобные WASP-193b, должны встречаться лишь у совсем молодых звезд, тогда как WASP-193 уже около шести миллиардов лет. Возможно, это противоречие можно считать доводом в пользу необычной гипотезы, согласно которой само существование экстремально «рыхлых» экзопланет — лишь иллюзия, связанная с наличием системы колец.

Статья спизжена отсюда

Астрономы впервые открыли «двуликий» белый карлик

С новым днём, пидоры!

Исследователи нашли необычный белый карлик и назвали его Янусом — в честь двуликого бога из древнеримской мифологии — из-за его уникальных параметров.

Белый карлик Янус в представлении художника

Астрономические наблюдения за сильно намагниченными белыми карликами, находящимися на расстоянии более 1000 световых лет от Земли, выявили объект с уникальными процессами. Одна сторона атмосферы белого карлика практически полностью состоит из водорода, другая — практически полностью из гелия. Впервые в истории астрономии ученые наблюдали белый карлик, у которого внешние слои кардинально различаются по химическому составу. Статья об этом опубликована в журнале Nature.

Белые карлики — компактные тела, масса которых сравнима с массой Солнца, а радиус — с радиусом Земли (6371 километр). Образуются они на финальных стадиях эволюции звезд, чья масса не превышает 8-10 масс Солнца. Со временем эти относительно легкие светила «стареют» и превращаются в красных гигантов. Постепенно в недрах красных гигантов заканчивается топливо для термоядерных реакций и внешние слои начинаются расширяться, а ядро – сжиматься. В итоге, внешние слои звезды становятся планетарной туманностью, а само ядро — белым карликом. По сути, это уже не звезды, поскольку в их недрах не идут термоядерные реакции. Белые карлики остывают очень медленно, хотя у них нет постоянных внутренних источников тепла. Эти тела обладают малыми размерами, а значит, излучают относительно мало энергии.

Планетарная туманность Кольцо

В основном белые карлики состоят из углерода, водорода, кислорода, гелия, магния, неона. В некоторых случаях (зависит от массы) в их составе встречаются тяжелые элементы, но в небольших количествах. Самые легкие химические элементы, водород и гелий, поднимаются, пополняя внешние слои — атмосферу. Более тяжелые под воздействием сильной гравитации опускаются к ядру (в его состав входят O, Ne и Mg).

Когда белые карлики остывают, температура опускается до 30 тысяч кельвинов, слои атмосферы начинают расширяться, слой водорода и слой гелия смешиваются друг с другом, поэтому химический состав атмосферы этих тел неоднороден. По крайне мере, так думали до недавнего времени, пока американские астрономы из Калифорнийского технологического института не открыли белый карлик, который полностью меняет представление об атмосфере этих объектов.

Во время наблюдения за группой сильно намагниченных белых карликов, которые проводили астрономы при помощи установки для поиска транзиентов имени Цвикки (Zwicky Transient Facility), подключенной к телескопу имени Сэмюэля Ошина (Samuel Oschin Telescope) в Паломарской обсерватории, ученые наткнулись на нетипичное поведение одного из объектов. Белый карлик, который обозначили как ZTF J203349.8+322901.1, выделялся на фоне других быстрым изменением яркости.

Ученые запросили дополнительные наблюдения космического тела, их интересовал химический состав атмосферы ZTF J203349.8+322901.1. Спектрометр высокого разрешения в обсерватории Кека показал, что внешние слои объекта не смешиваются: на одной из его сторон регистрируется водород, но нет гелия, на другой — гелий без водорода, что нетипично для этого класса тел.

Белый карлик назвали в честь двуликого римского бога Януса. Исследователи пока не могут объяснить феномен его атмосферы, но у них есть несколько гипотез. Одна из них гласит, что причина, по которой газы из разных полушарий белого карлика не смешались, — магнитные поля.

«Магнитные поля вокруг космических тел, как правило, асимметричны или могут быть сильнее с одной из сторон атмосферы. Если магнитное поле сильнее с одной стороны, оно может помешать смешиванию газов, следовательно, в этой части будет происходить неравномерное их распределение, будет преобладать слой с самым легким элементом — водородом», — объяснила Илария Кайаццо, руководитель исследования и научный сотрудник Калифорнийского технологического института.

Чтобы решить загадку «двуликого» Януса, команде американских ученых необходимо исследовать как можно больше подобных белых карликов. Искать их будут при помощи все той же установки Zwicky Transient Facility.

Янус может быть самым «ярким» представителем сильно намагниченных белых карликов. Ученые считают, что подобные объекты помогут в будущем лучше понять механизмы эволюции таких тел.

Статья спизжена отсюда

Исследователи NASA восстановили 98% воды из мочи и пота астронавтов

С новым днём, пидоры!

Астронавтам на борту МКС вместе с инженерами NASA впервые удалось добиться подобного прорыва в восстановлении воды.

Астронавт NASA Кайла Бэррон держит фильтр, который помогает перерабатывать мочу астронавтов в питьевую воду

На Международной космической станции каждому члену экипажа требуется около 3,7 литра воды ежедневно для питья, приготовления пищи и гигиены — например, чистки зубов. Исследователи NASA пришли к выводу, что идеальным было бы восстановление 98% исходной воды, которую экипажи берут собой в космос в начале длительных миссий.

По словам Кристофера Брауна, члена команды Космического центра Джонсона, которая управляет системами жизнеобеспечения на МКС, удалось сделать важный шаг в эволюции систем жизнеобеспечения: фактически астронавты потеряют лишь 2% взятой на МКС воды, при этом оставшиеся 98% продолжат циркулировать.

Инженеры смогли достигнуть пика утилизации мочи и пота астронавтов. Сделали это благодаря Системе контроля окружающей среды и жизнеобеспечения (ECLSS) во время демонстрации усовершенствованного узла процессора мочи (UPA): он извлекает воду из мочи путем вакуумной дистилляции.

Макет ECLSS 2001 года. Слева направо показаны душевая стойка, стойка для управления отходами, стойка № 2 системы рекуперации воды (WRS), стойка № 1 WRS и стойка системы генерации кислорода (OGS)

Система состоит из комбинации оборудования, в том числе системы рекулерации воды (собирает сточные воды) и усовершенствованных осушителей (улавливают влагу из воздуха МКС в результате дыхания и пота экипажа). Далее собранная вода направляется в узел обработки воды (WPA), который в конце концов производит питьевую воду.

Как отметили инженеры, UPA перегоняет мочу, однако в качестве этого процесса образуется побочный продукт — рассол, который все еще содержит некоторое количество воды. В обновленный узел процессора рассола и добавили дополнительный узел, который собирает воду из оставшихся сточных вод. В итоге специалисты NASA достигли удивительного результата — восстановления 98% исходной воды. Предыдущий результат составлял 93-94%.

Мэтт Мэнселл с контейнерами, иллюстрирующими систему рекуперации воды ECLSS. Макет ECLSS на заднем плане, 2010 г

Статья спизжена отсюда