Планета, которой не должно существовать

В ближайшие месяцы до сентября 2024 года ожидается весьма редкое астрономическое явление - вспышка новой звезды в системе T Coronae Borealis (T CrB), расположенной на расстоянии 3000 световых лет от Земли. Согласно прогнозам, система переживет вспышку новой, в результате чего ее яркость станет доступной для наблюдения невооруженным глазом. Столь нечастое событие, последний раз зафиксированное в 1946 году, временно повысит видимую яркость системы до уровня Полярной звезды, предоставив уникальную возможность для наблюдений.

Данное редкое небесное явление обещает осветить наши небеса в ближайшее время вспышкой новой звезды в системе T Coronae Borealis, что станет поистине беспрецедентным событием.

Обычно невидимая невооруженным глазом тусклая система звездной величины +10, как ожидается, вспыхнет до яркости величины +2, сравнимой с Полярной звездой Полярис. Столь драматическое увеличение яркости позволит наблюдать систему T Coronae Borealis на ночном небе примерно в течение недели, после чего она потускнеет, и ее следующее появление в подобном великолепии может не произойти еще 80 лет.

Возможность наблюдать вспышку новой в T Coronae Borealis представляет собой уникальную возможность для изучения, способную привлечь внимание не только специалистов в области астрофизики, но и всех любителей наблюдения ночного неба. Благодаря высокой яркости, даже жители городских районов, обычно страдающих от светового загрязнения, смогут увидеть это небесное явление.

Грядущая вспышка новой в системе T Coronae Borealis объясняется тем, что она является двойной системой, состоящей из белого карлика и красного гиганта. Уникальное взаимодействие между этими небесными телами приводит к накоплению вещества на поверхности белого карлика, в конечном итоге инициируя термоядерную реакцию, наблюдаемую с Земли как вспышка новой звезды.

Данное событие предоставляет редкую возможность наблюдения ночного неба и дает бесценные сведения о жизненных циклах звезд и управляющих ими процессах.

Джонатан Блейзек, доцент физики Северо-Восточного университета, подчеркивает важность подобных явлений как для любителей астрономии, так и для астрофизического сообщества. Он поясняет, что вспышка новой в системе T Coronae Borealis является наглядным примером переноса массы в двойных звездных системах, приводящего к взрывным результатам, процесса, имеющего центральное значение для понимания таких космических событий, как сверхновые.

Сверхновые, особенно типа 1а, играют ключевую роль в исследовании Вселенной, предоставляя стандартизированную меру яркости, помогающую в ее изучении.

"Эта повторяющаяся новая является одной из пяти в нашей галактике", - отмечает Лорен Перкинс из Центра космических полетов NASA Маршалл.

"Это происходит потому, что T Coronae Borealis представляет собой двойную систему, состоящую из белого карлика и красного гиганта. Звезды находятся достаточно близко друг к другу, чтобы по мере нестабильности красного гиганта, вызванной повышением температуры и давления, приводящей к выбросу его внешних слоев, белый карлик собирал это вещество на своей поверхности. В конечном итоге мелкая плотная атмосфера белого карлика нагревается настолько, что вызывает неконтролируемую термоядерную реакцию, которая и порождает наблюдаемую с Земли вспышку новой звезды".

https://watchers.news/2024/03/22/upcoming-nova-explosion-in-t-crb-star-system-offers-rare-night-sky-event/

История астрономии знает немало интригующих загадок, и одна из них связана с орбитальным движением Меркурия, привлекшим пристальное внимание ученых XIX века.

Расчеты показывали, что перигелий орбиты Меркурия (ближайшая к Солнцу точка орбиты) смещается на 526,7 угловых секунды за столетие из-за гравитационного влияния других планет. Однако наблюдаемое смещение было чуть больше предсказанного ньютоновской механикой (примерно 570 угловых секунд). Эта небольшая разница, всего около 43 угловых секунд за столетие, не могла быть объяснена в рамках классической физики. Такое несоответствие породило гипотезу о существовании неизвестной планеты между Солнцем и Меркурием, получившей название Вулкан.

Фантазия о планете Вулкан

Астрономы того времени разделились на два лагеря. Большинство считало, что аномалию в движении Меркурия можно объяснить только гравитационным влиянием дополнительной планеты, наблюдать которую напрямую мешают чрезмерная яркость Солнца и ограниченные возможности телескопов. Однако некоторые ученые проявили научную смелость, предположив, что дело не в скрытой планете, а в неполноте наших знаний физических законов Вселенной.

Спор разрешился с появлением общей теории относительности Эйнштейна, которая смогла точно описать орбитальное движение Меркурия без привлечения гипотетических планет. Это стало триумфом научного метода и важным уроком: иногда нужно пересматривать базовые представления, а не прибегать к "заплаткам" в виде новых небесных тел.

Современные исследования

Но что же сегодня мы знаем о пространстве между Солнцем и Меркурием? Современные исследования показывают, что там находится около 200 астероидов, пересекающих орбиту ближайшей к светилу планеты. При этом они настолько малы, что не влияют на статус Меркурия как полноценной планеты — для этого потребовалось бы наличие объектов сопоставимой массы, как в случае с Плутоном.

Особый интерес представляют гипотетические вулканоиды — астероиды, которые могли бы стабильно вращаться между Меркурием и Солнцем. Космический аппарат NASA "Мессенджер" и обсерватория NASA STEREO участвовали в масштабных поисках таких объектов, но безрезультатно.

Ученые пришли к выводу, что если вулканоиды и существуют, то их размер не превышает шести километров, а количество не достигает и десяти штук.

Таким образом, современная наука может уверенно утверждать: между Солнцем и Меркурием нет никакой планеты. Эта история показывает, как развитие теоретической физики и технологий помогает нам лучше понимать устройство Солнечной системы и Вселенной в целом.

Читайте также:

• Обнаружена крупнейшая структура в ближней Вселенной — в 130 000 раз массивнее Млечного Пути.
• Равнина Жары — крупнейшая ударная структура на Меркурии.
• Одинокие планеты: почему у Венеры и Меркурия нет спутников?

Готовясь к этой статье, я задал сотне случайных людей, казалось бы, простой вопрос: "Кто доказал, что Земля круглая?" Большинство уверенно отвечали: Колумб или Магеллан. Некоторые, особенно моложе тридцати, вспоминали школьные рассказы о смелом мореплавателе Христофоре Колумбе, который будто бы бросил вызов невежественным современникам и всему мрачному Средневековью, отплыв за горизонт и доказав, что Земля — не плоский диск.

Конечно, встречались и те, кто заявлял, что "никто не знает, какая она на самом деле", потому что "небесная твердь", "космоса не существует" и вообще "нам не говорят всю правду, потому что мы — люди маленькие".

После всех этих ответов я окончательно убедился, что выбрал правильную тему.

Я представляю вашему вниманию увлекательную историю о том, как античные мыслители, за две тысячи лет до Колумба, узнали, что Земля имеет форму шара. Более того, они даже смогли вычислить ее размер с поразительной для своего времени точностью. И все это без телескопов и спутников!

Это история о триумфе человеческого гения.

​Откуда взялась легенда о "плоском Средневековье"

Представление о том, что до великих географических открытий люди считали Землю плоской, появилось не в Средние века, а гораздо позже. Главным популяризатором этого мифа стал "отец американской литературы" Вашингтон Ирвинг. В 1828 году он опубликовал мифологизированную биографию Колумба, в которой красочно описал, как невежественные современники, подначиваемые священниками, высмеивали идею шарообразной Земли, а храбрый мореплаватель героически им противостоял.

Я не случайно назвал эту работу Ирвинга, получившую название "История жизни и путешествий Христофора Колумба", мифологизированной. Перед нами не глубокое историческое исследование, а художественное произведение. Он придумал драматический конфликт, которому нет никакого подтверждения. На самом деле у образованных европейцев XV века не было никаких сомнений, что они живут на шаре. И интеллектуальная элита спорила с Колумбом о размерах этого шара и о практической осуществимости экспедиции.

Древние греки знали все за две тысячи лет до Колумба

История понимания формы Земли уходит корнями в глубокую древность. Первые мыслители действительно представляли планету плоской. Например, Фалес Милетский в VI веке до н. э. считал, что Земля — плоский диск, плавающий в бесконечном океане. Анаксимандр и вовсе представлял ее цилиндром*, на верхнем торце которого живут люди.

*Почему именно цилиндром? Полагаю, это связано с объединением двух идей: плоский мир людей и огромное, неизведанное и многоуровневое подземное царство Аида.

Но уже Пифагор, живший примерно в 570–490 годах до н. э., предположил, что Земля имеет форму шара. Эта идея была основана на том, что древние греки считали сферу совершенной геометрической фигурой — достойной столь важного космического тела как Земля (антропоцентризм во все времена зашкаливал). Примечательно, что это была скорее философская концепция, чем научный вывод. Тем не менее Пифагор оказался прав.

Настоящий прорыв совершил Аристотель в IV веке до н. э. Он не просто рассуждал о шарообразности Земли — он был первым, кто предоставил убедительные доказательства, которые остаются актуальными и сегодня.

Первый аргумент касался лунных затмений. Аристотель заметил, что тень Земли, падающая на Луну, всегда имеет форму дуги — независимо от того, под каким углом происходит затмение. Единственное тело, способное отбрасывать такую тень при любом положении источника света, — это шар.

Второе доказательство философ получил, наблюдая за кораблями. Когда судно уходит в море, то сначала за горизонтом скрывается корпус, затем паруса, и лишь потом исчезает верхушка мачты. Если бы Земля была плоской, то корабль бы просто становился все меньше и меньше.

Третий аргумент, который Аристотель приводит в трактате "О небе" (около 350 года до н. э.), связан со звездами. Если путешествовать на север или на юг, то можно заметить, как одни созвездия постепенно скрываются за горизонтом, а другие — наоборот, появляются. Те, что в Египте поднимаются высоко над головой, в северных странах едва видны у линии горизонта. Такое различие возможно только в том случае, если поверхность Земли искривлена.

Человек, измеривший планету палкой

Одним из главных героев этой истории является Эратосфен Киренский — древнегреческий ученый, который в 240 году до н. э. не просто подтвердил выводы Аристотеля о шарообразности Земли, но и измерил ее окружность. И сделал он это с поразительной точностью, используя лишь логику, знание геометрии и... обычную палку.

Эратосфен заведовал знаменитой Александрийской библиотекой и имел доступ к знаниям со всего античного мира. Из старинного свитка он узнал любопытный факт: в городе Сиена (нынешний Асуан) в полдень летнего солнцестояния светило занимает положение точно в зените. В этот момент тени от предметов становятся пренебрежимо малы, а солнечные лучи проникают прямо на дно глубоких колодцев. Это явление, описанное неизвестным автором, натолкнуло Эратосфена на идею измерить размеры Земли.

В тот же день ученый провел эксперимент в Александрии. Он вбил в землю вертикальный шест и заметил, что в полдень тот отбрасывает короткую тень. Измерив длину этой тени и зная высоту шеста, Эратосфен вычислил угол падения солнечных лучей — чуть больше семи градусов, что соответствует примерно одной пятидесятой окружности.

Дальше в ход пошла простая геометрия. В Сиене в полдень солнцестояния Солнце занимало положение точно над головой и не давало тени, а в Александрии в тот же момент шест отбрасывал короткую тень. Разница в наклоне солнечных лучей между двумя городами составила около семи градусов — то есть одну пятидесятую полного круга. Значит, и расстояние между Александрией и Сиеной соответствует одной пятидесятой длины земного меридиана.

По одной версии, Эратосфен поручил измерить этот путь человеку, прошедшему его пешком и считавшему шаги. По другой — использовал данные караванной торговли. Получилось около 5 000 стадиев.

Умножив 5 000 на 50, ученый получил 250 000 стадиев — примерно 40 000 километров. Сегодня мы знаем, что длина экваториальной окружности Земли составляет 40 075 километров. То есть погрешность вычислений Эратосфена составила меньше одного процента. И все это за 2 197 лет до запуска первого искусственного спутника Земли.

Что на самом деле знали в Средние века

Вопреки популярному мифу, средневековые ученые не утратили знания, унаследованные от античных коллег, и не начали считать Землю плоской. Этот миф появился в эпоху Возрождения, когда власть имущие старались во что бы то ни стало противопоставить "мрачное Средневековье" "просвещенной науке" (а в XIX веке Ирвинг раздул этот миф, о чем сказано выше). На деле же образованные люди средневековой Европы и исламского мира прекрасно знали, что Земля имеет форму шара.

Более того, еще во II веке до н. э. греческий ученый Кратет Малльский создал первый в истории глобус. Средневековые картографы, опираясь на достижение своего предшественника, тоже изготавливали сферические модели Земли. То есть без принятия шарообразной формы планеты это было бы совершенно лишено смысла.

Важно отметить, что церковь не только не преследовала ученых за идею шарообразной Земли, но и принимала ее как факт. Например, святой Амвросий Медиоланский — епископ, проповедник и один из отцов западной церкви — уже в IV веке открыто рассуждал о «земном шаре». А мусульманские астрономы того времени развивали сферическую тригонометрию, чтобы вычислять направления и расстояния до Мекки — расчеты, которые имеют смысл только на шарообразной планете.

Роль Колумба в этой истории

Христофор Колумб не доказывал, что Земля круглая. Это давно было известно всем, кто имел хоть какое-то отношение к его экспедиции. Спор шел о другом — о размерах планеты.

Колумб считал Землю на 25-30% меньше, чем она есть на самом деле. Он опирался на данные древнегреческого философа и географа Посидония (135–51 годы до н. э.), который, отвергнув более точные вычисления Эратосфена, занизил оценку длины земной окружности. Согласно расчетам Колумба, путь в Азию по западному маршруту должен был занять всего несколько недель. Ему возражали не невежды, а лучшие географы Европы, справедливо указывавшие, что океан слишком велик и подобное путешествие может закончиться катастрофой.

По иронии судьбы именно ошибка Колумба сделала его путешествие возможным. Если бы он знал истинные размеры Земли и реальные расстояния до Азии, то, вероятно, не решился бы на столь рискованную экспедицию — запасов воды и еды просто не хватило бы на такой путь. Его флот спасло существование неизвестного** тогда континента — Америка оказалась между Европой и Азией, не дав кораблям сгинуть в бескрайнем океане.

**Справедливости ради стоит отметить, что за пять веков до Колумба берегов Северной Америки, вероятно, достигали викинги, но свои открытия они не удосужились задокументировать, так что вскоре это достижение было забыто.

Парадокс XXI века

И вот здесь история делает неожиданный поворот. В наше время, когда существуют тысячи спутниковых снимков Земли, Международная космическая станция непрерывно летает уже 25 лет, и сотни человек побывали в космосе, миллионы наших современников начали верить в плоскую Землю.

Согласно социологическим опросам, примерно 2-3% населения развитых стран убеждены, что планета имеет форму диска. Это не шутка. Существуют целые сообщества, конференции, каналы в интернете, посвященные "разоблачению" шарообразной Земли.

Особенно настораживает возрастная динамика. Среди людей старшего поколения в шарообразности Земли убеждены более девяноста процентов. Среди молодежи этот показатель заметно ниже. Интернет, который должен был стать инструментом распространения знаний, превратился в рассадник невежества.

Древние греки, не имея ни спутников, ни телескопов сумели понять форму планеты и измерить ее размер с помощью палки и тени. Аристотель в IV веке до н. э. привел доказательства, которые может проверить любой человек — достаточно понаблюдать за кораблями или за лунным затмением.

А часть наших современников, имея свободный и мгновенный доступ ко всем знаниям человечества, умудряется отрицать очевидное. Это не "альтернативная точка зрения" и не "здоровый скептицизм". Это интеллектуальная деградация — откат на тысячелетия назад.

Читайте также:

• Может ли между Солнцем и Меркурием быть еще одна планета?
• Как ученые узнали возраст Земли?
• Есть ли цель у эволюции? Как работает естественный отбор и развитие видов.

А этим постом я завершил участие в конкурсе Удиви меня на Капибаре 30 июня 2025 года.

Острова современности стали излюбленным местом отдыха путешественников. Туристы мечтают о теплых краях с живописными пляжами, и мало кто представляет Европу тропическим раем. Однако десятки миллионов лет назад, в меловой период, европейский континент выглядел совсем иначе.

В те времена теплый климат окутывал обширный архипелаг, состоящий из множества островов разной величины. Кристально чистое тропическое море омывало берега необитаемых островков, создавая идиллическую картину. Но среди райских мест выделялся остров Хацег - территория, населенная существами из ночных кошмаров. Удивительно, но главными обитателями острова были не динозавры - впервые за всю историю планеты они оказались в роли добычи.

Сегодня остров Хацег невозможно найти на карте. Лишь скальные образования около румынского города Хацег напоминают о его существовании. Площадь древнего острова составляла около 80 000 квадратных километров - примерно как современный остров Гаити. Остров располагался над экваториальным поясом, на территории нынешнего Алжира. По климату, геологии и рельефу древний Хацег напоминал современный остров Хайнань у берегов Китая.

Соседями острова были другие европейские массивы суши: Иберия, Ирландия, Сардиния, Босния, Австрия и части современной Украины.

Морские просторы отделяли Хацег от ближайшей суши - Богемского массива - на расстояние минимум 200 километров.

Долгое время жизнь на острове текла спокойно, немногие животные могли добраться до берегов. Ящерицы и морские черепахи были единственными его обитателями. Ближе к концу мелового периода ситуация изменилась: динозавры, птерозавры и другие существа освоили территорию острова, превратив райское место в арену борьбы за выживание.

На острове Хацег законы природы оказались перевернуты с ног на голову. Динозавры, вопреки привычному порядку вещей, отличались миниатюрными размерами. А доминирующими хищниками стали гигантские плотоядные птерозавры из группы аждархид (семейство Azhdarchidae), летающих ящеров с характерными длинными конечностями и шеями.

Ученые связывают удивительный феномен с островной карликовостью и гигантизмом. Нехватка пищи заставила динозавров мельчать. А птерозавры, не встречая сопротивления со стороны крупных ящеров, развились в самых больших летающих существ за всю историю Земли.

На территории острова господствовали три разновидности аждархид:

Самым маленьким из них был эураждарх (Eurazhdarcho langendorfensis), чей размах крыльев достигал 3 метров.

Сравнимо с современными птицами с самым большим размахом крыльев. В рацион входили земноводные, небольшие пресмыкающиеся и млекопитающие.

Албадрако (Albadraco tharmisensis) превосходил своего меньшего собрата.

Его крылья достигали размаха в 7 метров - больше, чем у аргентависа, самой тяжелой летающей птицы всех времен.

В высоту ящер превышал человеческий рост. 

О плотоядной природе албадрако говорит строение его массивного черепа.

Острым клювом хищник не только наносил смертельные удары, но и заглатывал целиком свою добычу. На охоте ящер подстерегал молодых теропод, ноазавров и других древних рептилий, скрываясь в зарослях. Поднимался в воздух летающий гигант лишь для осмотра охотничьих угодий - анатомия скелета демонстрирует явное предпочтение наземного образа жизни.

На фоне своих собратьев албадрако выглядел исполином, но даже он казался комично маленьким в сравнении с гацегоптериксом (Hatzegopteryx thambema) - крупнейшим летающим существом в истории планеты.

Его череп был буквально длиной с лошадь. 

Размах крыльев последнего достигал 12 метров, что означает, что этот ящер был шире, чем истребитель F-35. Лишь кетцалькоатль из Северной Америки мог сравниться с властелином острова Хацег, но он уступал по массе.

Массивный скелет гацегоптерикса напоминал конструкцию тяжелого бомбардировщика. 

Стоя на земле, ящер возвышался на 5 метров - почти как современный жираф.

По расчетам палеонтологов, вес гиганта был сопоставим с крупным медведем гризли (за 700 кг). Несмотря на внушительные габариты, крылья гацегоптерикса сохраняли типичное для аждархид строение, без признаков деградации или рудиментарности.

Взлетал крылатый исполин, отталкиваясь мощными конечностями. Высота прыжка достигала 2,4 метра - втрое выше, чем у профессиональных баскетболистов NBA. Впрочем, к длительным полетам гацегоптерикс был не приспособлен, поднимаясь в воздух преимущественно для поиска добычи.

Большую часть времени гигант проводил на земле, демонстрируя незаурядные беговые способности. Внушительный рост позволял обозревать окрестности поверх растительности. Склеротические кольца в глазницах указывают на превосходное зрение - от взгляда гацегоптерикса не могла укрыться никакая потенциальная жертва.

Исследователи пришли к выводу, что хацегоптерикс был настоящим "убийцей динозавров", охотившимся на многих обитателей острова. Даже карликовые зауроподы и орнитоподы не были в безопасности, по крайней мере в молодом возрасте. Реконструкции показывают, что хацегоптерикс мог наносить такие мощные удары, что убивал добычу, которая была слишком крупной, чтобы проглотить ее целиком. При этом его пасть была достаточно широкой, чтобы заглатывать добычу размером с человека.

Еще более жуткие детали раскрывают палеонтологические находки. На черепах хацегоптериксов обнаружены многочисленные шрамы в задней части, что указывает на регулярные высокоскоростные столкновения во время охоты. Исследования показали, что шея и клюв этого птерозавра могли выдерживать нагрузки в десять раз превышающие вес его собственного тела. Это означало, что каждый удар клюва мог глубоко проникать в плоть или наносить серьезные тупые травмы.

Помимо хацегоптерикса, остров населяли и другие хищники - например, крокодиломорфы. Впрочем, большинство из них были относительно небольшими по сравнению современным человеком. Некоторые виды, такие как апрозух, доратодон и саброзух, по нынешним меркам считались бы крошечными - они были меньше домашней кошки.

Однако один род - аллодапозух - достигал внушительных размеров. Это был представитель эузухий, к которым относятся современные крокодилы. Аллодапозух господствовал в многочисленных озерах и реках, усеивавших остров Хацег. Он терпеливо поджидал жаждущих животных, приходивших на водопой, а затем атаковал их мощными челюстями с острыми зазубренными зубами.

Ископаемые остатки показывают, что аллодапозух был одним из крупнейших хищников острова. По оценкам ученых, он мог достигать 3 метров в длину от морды до хвоста и весить более 100 килограммов - больше крупного ягуара.

Особенно интересной и несколько пугающей чертой аллодапозуха было то, что помимо полуводного образа жизни, он также показывал признаки адаптации к наземному существованию. Его конечности были относительно удлиненными для крокодиломорфа, что позволяло ему хорошо передвигаться по суше и, возможно, даже бегать. Таким образом, даже вдали от водоемов приходилось остерегаться довольно крупных "кроков".

На острове также обитали змеи, включая представителей семейства мадтзоиид. Это семейство известно тем, что его члены неоднократно становились самыми длинными змеями на Земле. Однако хацегский представитель - нидофис - был относительно небольшим родом, размером примерно с обычную подвязочную змею. Он не был ядовитым, так что хотя его укус был бы неприятным, для крупных животных он не представлял смертельной опасности.

На острове также обитали хищные динозавры, но, как и другие местные рептилии, они были миниатюрными по сравнению с материковыми собратьями и, вероятно, не представляли угрозы для добычи размером с человека.

Одним из наиболее распространенных видов был элоптерикс (также известный как гептастеорнис или брадикнеме, в зависимости от источника).

Это был среднеразмерный альварезаврид длиной около 2,1 метра, но весивший не больше крупного бигля.

В жизни эти животные обладали сильно редуцированными когтистыми пальцами, которые помогали им в насекомоядной диете, состоявшей главным образом из термитов. Интересно, что изначально палеонтологи ошибочно считали элоптерикса не неавианским динозавром, а гигантской совой высотой 2 метра с размахом крыльев 5,4 метра, что сделало бы его крупнейшей совой всех времен.

К счастью для обитателей Хацега, это оказалось неверным.

Более опасным мог быть балаур бондок - загадочное существо, которое долго озадачивало исследователей. До сих пор неясно, был ли это примитивная птица или неавианский динозавр из группы дромеозавров.

Два подхода к реконструкции внешности балаура

Несмотря на небольшой размер (как у велоцираптора), балаур был явно приспособлен для убийства добычи, превышающей его по размеру. 

Несмотря на небольшой размер (как у велоцираптора), балаур был явно приспособлен для убийства добычи, превышающей его по размеру.

Его тело было гораздо более мускулистым, чем ожидалось бы от животного такого размера, особенно задние конечности были крайне мощными. Таз имел множество точек крепления для крупных мышц, что указывает на приспособленность к силе, а не к скорости. На каждой ноге у него было по два больших когтя.

Палеонтологи считают, что этот теропод нападал на добычу из засады, как рапторы, быстро убивая ее мощными ударами когтей. Альтернативная теория предполагает, что он удерживал жертву когтями и поедал ее живьем после того, как она выбивалась из сил. Однако остается неясным, был ли балаур вообще хищником, поскольку до сих пор не найдено ни одного черепа этого животного.

Крупнейшим хищным динозавром острова был мегалозавр венгерский. Вопреки названию, это был не настоящий мегалозавр (те давно вымерли), а неправильно классифицированный теропод, возможно, абелизаврид.

Как и другие местные динозавры, он был довольно мал, хотя точные размеры неизвестны из-за фрагментарности находок - обнаружены только зубы. Палеонтологи дают консервативную оценку длины в 3 метра, что все равно делает его крупнейшим хищным неавианским динозавром острова.

Предполагается, что он охотился на различных травоядных динозавров, включая анкилозавров, струтиозавров и орнитоподов залмоксесов, который был близок к нему по размеру.

Интересной особенностью залмоксеса было то, что он - один из немногих динозавров, которых островная карликовость обошла стороной. Поскольку на острове Хацег было не так много травоядных животных, конкурирующих за ресурсы, залмоксес, хотя и не смог стать гигантом, все же сохранил довольно приличные размеры.

Ирония заключается в том, что звание крупнейших динозавров и самых тяжелых животных на острове Хацег по-прежнему принадлежало тем, кто больше всего пострадал от островной карликовости - зауроподам. На сегодняшний день на острове обнаружены два титанозавра: мадьярозавр и палудититан.

Из двух видов мадьярозавр был несколько меньше - его длина составляла 6 метров, а вес не превышал 1 тонны. Палудититан был примерно такой же длины, но имел более плотное телосложение, что делало его на одну десятую тонны тяжелее. При таких размерах эти титанозавры были одними из самых маленьких зауропод, когда-либо существовавших, и больше напоминали лошадей, чем африканских слонов. 

Тем не менее, именно эти размеры делали их "королями по весу" на острове, и взрослые особи, вероятно, были недоступны любым хищникам.

Помимо размеров, карликовые зауроподы обладали и значительной защитой. По крайней мере мадьярозавр имел остеодермы - костные пластины, покрывавшие различные части тела и обеспечивавшие защиту, которая могла оказаться полезной для молодых особей при нападениях хищников.

Не всем динозаврам повезло так, как мадьярозавру. Некоторые, например телматозавр, не имели брони и уменьшились в размерах до такой степени, что даже взрослые особи постоянно находились в опасности. Этот гадрозавроморф достигал 5 метров в длину и весил около полутонны. Он был одним из самых распространенных динозавров на острове и, вероятно, составлял значительную часть рациона хацегоптерикса.

Исследования зубов телматозавра показали, что он питался кустарниками и травянистыми растениями, предпочитая лесистые внутренние районы острова, где мог кормиться и укрываться от хищников. Но хищники были не единственной проблемой - найденные образцы показывают, что эти животные были подвержены различным заболеваниям, включая доброкачественные опухоли. У одной особи была обнаружена крупная меланобластома на нижней челюсти, которая, хотя и была незлокачественной, могла значительно способствовать смерти животного, делая процесс питания практически невозможным по мере роста опухоли.

Не все динозавры страдали от островной карликовости - некоторым счастливчикам досталось прямо противоположное явление: гигантизм. Ярким примером был гаргантуавис - настоящий динозавр, но авианский, то есть крупная примитивная птица.

Обычно птицы мезозойской эры были довольно мелкими, большинство не крупнее вороны. Но гаргантуавис стал крайней аномалией: в условиях ограниченной конкуренции он превратился не только в крупнейшую птицу острова, но и в самую большую птицу, когда-либо жившую в эпоху динозавров. Палеонтологи считают, что он достигал размеров казуара или страуса, со средним весом взрослой особи 141 килограмм, что делало его одним из самых тяжелых обитателей острова Хацег.

Роль гаргантуависа в экосистеме остается неясной, поскольку, как и у балаура, его череп так и не был найден. Строение шеи предполагает, что череп у него должен быть огромным, ввиду чего некоторые ученые предполагают сходство с кайнозойскими ужасными птицами (форараксовые), охотившимися на других животных. Однако морфология тела и конечностей не подтверждает эту теорию.

Особенно странной представляется массивная бедренная кость, очень напоминавшая кости вымерших моа. Это указывало на то, что птица не была быстрой и, учитывая размеры тела, вероятно, не могла летать.

Некоторые исследователи предполагают, что он жил подобно моа, питаясь семенами, фруктами, листьями и травой. Без материала черепа невозможно сказать точно, и все попытки найти череп оказались безуспешными, поскольку гаргантуавис был относительно редким существом, предпочитавшим области вдали от рек и озер, где фоссилизация происходила редко.

Даже не зная точного образа его жизни, можно сказать, что встреча с птицей размером со страуса могла бы сильно напугать. А учитывая всех птерозавров, крокодилов и возможных мелких хищных динозавров, остров Хацег был весьма сомнительным местом для посещения.

К довершению всех бед, на мелководье вокруг острова Хацег обитало множество страшных морских существ.

Как и почти везде в позднем мелу, мозазавры населяли здешние моря, но их разнообразие достигло экстремального уровня. Воды вокруг Хацега стали домом для девяти родов мозазавров - больше, чем где-либо еще в мире.

Три вида мозазавров - мозазавр, гаинозавр и прогнатодон - превратились в настоящих морских монстров. Все они превышали 9 метров в длину, а некоторые достигали размеров крупных китов.

Остальные мозазавры, хотя и уступали гигантам, отнюдь не были безобидными - даже самый маленький кариноденс достигал размеров крупной тигровой акулы. Ситуацию усугубляло то, что большинство мозазавров предпочитало мелкие теплые воды, поэтому встреча с ними была практически неизбежной.

Многочисленные плезиозавры также населяли эти воды. Хотя они не охотились на добычу человеческого размера, один их вид мог напугать до смерти.

Акулы также процветали в этих водах, демонстрируя не меньшее многобразие, чем мозазавры. Здесь обитали ковровые, серые, катрановые, бамбуковые, пилоносые, скумбриевые акулы и акулы-няньки. Скумбриевые достигали огромных размеров и превосходно охотились на крупную добычу благодаря многорядным зазубренным зубам.

Акула гинсу стала одним из крупнейших и доминирующих хищников региона. Она превосходила по размерам самых больших белых акул и развивала скорость до 70 км/ч, устраивая смертоносные засады.

Лептостиракс производил еще большее впечатление - эта менее известная скумбриевая акула достигала 8,3 метра в длину, приближаясь к размерам крупной китовой акулы. Особую тревогу вызывало то, что это чудовище предпочитало мелководье у берегов.

Также нужно отметить вороньих акул. Они уступали в размерах предыдущим видам, но тем не менее, их внушительные габариты и прожорливость заслуживали уважения - эти хищники не брезговали птерозаврами и динозаврами.

Любой, кто оказывался на острове Хацег, попадал в безвыходную ситуацию - и оставаться и пытаться покинуть остров было одинаково опасно.

Сама природа также не щадила остров Хацег. Регион страдал от частых вулканических извержений, которые периодически засыпали остров толстыми слоями пепла.

Однако все предыдущие катастрофы меркли перед событиями, которые произошли 66 миллионов лет назад. Гигантский астероид, уничтоживший динозавров, обрушил на Хацег мощное цунами высотой более 9 метров. Тем, кто пережил удар волны, пришлось столкнуться с экстремальными температурами, спровоцировавшими огромные лесные пожары, а леса на острове были сухими. Сочетание пожаров и цунами окончательно уничтожило этот загадочный остров вместе с его необычными обитателями.

По материалам: 

Это атомно-силовой микроскоп, и он работает немного иначе, чем обычные электронные микроскопы. Это устройство создаёт изображение, постукивая по образцу очень маленьким зондом, обычно шириной всего 20-30 нанометров. 

Но поскольку он такой маленький, объяснить, как он работает, очень сложно, поэтому продемонстрируем принцип его работы на увеличенной модели. Простая латунная пластинка с прикрепленным к ней магнитом, над которой расположена катушка с противоположной полярностью, заставляющая пластинку совершать вертикальные колебания. Конец заострен и отогнут вниз, им пластинка и касается образца, имитируя щуп AFM-микроскопа.

Атомно-силовой микроскоп (AFM) имеет резонирующую консоль с острым наконечником на конце. Он перемещает этот наконечник по поверхности образца, и везде, где он контактирует с образцом, записывает высоту в этом положении. 

Таким образом можно построить его трехмерное изображение.

Демонстрационное устройство собрано из 3D-принтера и любительской электроники, поэтому оно может достигать точности только на уровне миллиметров. Но настоящие AFM могут давать разрешение на уровне нанометров или даже пикометров, хотя обычно в довольно маленьком поле зрения, меньшем, чем человеческий волос. Несмотря на это, AFM крайне важны для исследований в области материаловедения.

По материалам:

Ремейк моего исторически первого поста на Капибаре. Первого после "Тест - Тест" и прочих несодержательных. К сожалению, многие из нас потеряли свои первые посты в багах альфа-теста, однако жертвы должны были быть принесены.

Таксономия - увлекательная наука, изучающая родственные связи между различными живыми существами. Именно благодаря ей мы можем с полным основанием утверждать, что птицы являются динозаврами, несмотря на продолжающиеся дискуссии в некоторых онлайн-сообществах. Давайте же разберемся, почему птицы - это действительно динозавры, и как мы сами, по сути, являемся всего лишь глорифицированными двоякодышащими рыбами.

Термин "таксономия" обычно используется в качестве сокращения для линнеевской систематики, названной в честь великого шведского естествоиспытателя Карла Линнея и его эпохального труда "Systema Naturae", вышедшего в 1735 году. Основная идея Линнея заключалась в разделении всего многообразия природы на небольшие группы. Примечательно, что изначально он включал в свою систему даже минералы, но современные биологи постепенно отошли от этой практики, сосредоточившись на живых организмах. Тем не менее, многие элементы линнеевской таксономии, такие как бинарная номенклатура с родовыми и видовыми названиями (например, Velociraptor mongolensis, где Velociraptor - род, а mongolensis - видовой эпитет), используются и по сей день, создавая основу для работы современных систематиков.

Начнем с самого масштабного уровня - доменов, которые можно считать своего рода "супер-царствами". Бактерии и археи представляют собой отдельные домены одноклеточных организмов, в то время как все остальные знакомые нам живые существа, включая животных, растения и грибы, относятся к домену эукариот. Эти крупнейшие группы выделяются на основании фундаментальных различий в строении клеток. К примеру, отличительной чертой эукариот является наличие митохондрий - клеточных органелл, которые, согласно теории симбиогенеза, произошли от некогда независимых бактерий, поселившихся внутри других клеток в далеком прошлом.

Спускаясь на следующий уровень иерархии, мы приходим к царствам - скажем, царству животных, которое объединяет всех представителей животного мира, но исключает растения и грибы. При этом важно понимать, что, несмотря на все их разнообразие, животные остаются эукариотами и принадлежат к родительскому домену Eukaryota.

Продолжая двигаться вглубь систематики, мы можем обратить внимание на тип хордовых (Chordata) - группу, включающую в себя не только привычных нам позвоночных животных, но и их ближайших родственников, таких как оболочники и ланцетники. Хотя внешне эти существа могут показаться весьма далекими от позвоночных, их объединяет наличие четырех ключевых признаков, по крайней мере, на определенных стадиях жизненного цикла. Во-первых, это жаберные щели - отверстия в глотке, хорошо заметные у рыб и некоторых примитивных позвоночных вроде миног. Во-вторых, хорда - упругий стержень, обеспечивающий опору для тела и расположенный над кишечной трубкой. В-третьих, полая нервная трубка, представляющая собой зачаток центральной нервной системы. И наконец, в-четвертых - постанальный хвост, то есть хвостовой отдел тела, расположенный позади анального отверстия. Именно поэтому, кстати, рыбы испражняются не самым кончиком хвоста, в отличие от многих насекомых и других беспозвоночных. 

Важно отметить, что хордовые не обязательно сохраняют все эти признаки во взрослом состоянии. Так, у оболочников они проявляются только на личиночной стадии, после чего во многом утрачиваются, когда взрослые особи переходят к сидячему образу жизни и питанию путем фильтрации. Даже у высших позвоночных, таких как четвероногие (наземные позвоночные), хвост может редуцироваться в ходе эволюции. Мы, люди, и лягушки - хорошие тому примеры. Однако у эмбрионов и зародышей этих животных по-прежнему закладываются все ключевые хордовые структуры, указывая на их эволюционное происхождение.

Дальнейшее подразделение хордовых приводит нас к классам - скажем, к рептилиям, которых объединяет присутствие рогового покрова, сбрасываемого при линьке. У змей и ящериц этот процесс может быть довольно заметным, когда сразу отторгаются крупные фрагменты или даже целиком вся "рубашка" из ороговевшей кожи. А вот крокодилы и черепахи теряют роговые чешуи более равномерно и постепенно, по одной. Другой общей чертой рептилий является выделение в качестве конечного продукта азотистого обмена мочевой кислоты, а не мочевины. Связано это с необходимостью экономить воду в наземных условиях - не зря белые составляющие помета рептилий и птиц представляют собой как раз кристаллы мочевой кислоты.

И вот тут мы подходим к главной теме нашего разговора - птицам. Да-да, птицы определенно относятся к рептилиям, поскольку полностью соответствуют ключевым признакам данного класса. Их перья, состоящие из того же белка бета-кератина, что и чешуи рептилий, регулярно сменяются в процессе линьки. Продуктом азотистого обмена у птиц также служит мочевая кислота. Единственное существенное эволюционное новшество птиц по сравнению с другими рептилиями - это некоторые особенности строения черепа, но они носят скорее количественный, нежели качественный характер.

Итак, птицы - это рептилии. Но какие именно рептилии? Конечно же, динозавры! В пользу этого говорит множество признаков: от перфорированного вертлужного отверстия в тазовом поясе (уникальная особенность, свойственная как птицам, так и динозаврам) до таких деталей скелета, как вилочка (сросшиеся ключицы) и полые кости. При построении филогенетических схем родства между организмами ученые как раз и опираются на такие общие признаки, указывающие на происхождение от единого предка.

Возьмем, к примеру, ящериц. Для них характерен целый ряд уникальных особенностей: сбрасывание кожи крупными фрагментами или цельной "рубашкой", черепицеобразное наползание роговых чешуй (в отличие от обычного расположения у крокодилов), наличие небольшого отверстия в плечевой кости. Каждый из этих признаков по отдельности может встречаться и у других групп рептилий или даже у более далеких родственников. Но их уникальное сочетание однозначно указывает на то, что все ящерицы унаследовали данные черты от общего предкового вида и потому состоят в близком родстве.

Аналогичным образом на основании набора признаков можно выстраивать филогенетические деревья для самых неожиданных групп объектов. В качестве забавного примера давайте рассмотрим различные виды лепешек! Для 25 разновидностей этой выпечки, от мексиканских тортилий до индийских чапати, был составлен список ключевых параметров, учитывающий особенности ингредиентов, способа приготовления и конечных свойств продукта. Загрузив эти данные в специальную компьютерную программу для филогенетического анализа, можно получить наглядные эволюционные древа, отражающие родственные связи между лепешками. Конечно, в отличие от живых организмов, лепешки не эволюционируют и не наследуют свои признаки, но данный мысленный эксперимент прекрасно иллюстрирует саму суть работы современных систематиков.

Важно понимать, что реальные филогенетические деревья, построенные для живых существ, всегда содержат некоторую долю неопределенности. Любое из них представляет собой не конечную истину в последней инстанции, а научную гипотезу, основанную на анализе доступных признаков. Добавление новых данных или изменение акцентов при выборе ключевых особенностей организмов способно привести к перестройке дерева. Более того, зачастую ученым приходится работать не с самими организмами, а лишь с их окаменелыми фрагментами, что вносит дополнительные сложности в анализ. К счастью, постепенно развиваются методы тонкого статистического анализа, позволяющие находить наиболее обоснованные и устойчивые варианты филогенетических гипотез.

Отдельного упоминания заслуживает проблема биологической концепции вида. На первый взгляд может показаться, что палеонтологам в этом отношении живется намного проще, чем специалистам по современной флоре и фауне. В самом деле, если между двумя ископаемыми популяциями пролегают миллионы лет, то решение об их видовой самостоятельности напрашивается само собой. Однако в случае с рецентными организмами граница между видами зачастую оказывается весьма размытой, особенно когда мы имеем дело с близкородственными формами, способными давать плодовитое гибридное потомство. Великолепный пример таких генетически близких, но фенотипически контрастных групп - это славки, небольшие певчие птицы. Выраженные вариации окраски оперения в пределах данного комплекса видов определяются буквально несколькими генами. И хотя внешне эти птицы выглядят по-разному, они свободно скрещиваются между собой, производя потомков с промежуточными признаками. Так кого же из них считать самостоятельными видами? Однозначного ответа современная биология дать не может.

Таким образом, организмы не делятся на виды раз и навсегда данным от природы способом. Это люди проводят между ними границы, руководствуясь теми или иными соображениями. Поэтому любая классификация живого носит во многом условный характер и меняется со временем по мере развития науки. Яркий пример - судьба таксона Troodon, знаменитого динозавра, воспетого в популярных книгах и мультфильмах. Увы, на поверку оказалось, что род этот изначально описан исключительно по зубам, которые сами по себе мало что говорят о своих обладателях. И теперь палеонтологи предпочитают использовать название Stenonychosaurus для ящеротазовых динозавров данной группы, поскольку этот таксон, в отличие от проблематичного Troodon, основан на диагностичном костном материале.

Или вот еще один любопытный пример - знаменитый ужасный волк (Canis dirus), истребленный людьми в конце последнего ледникового периода. Традиционно этого гигантского хищника принято считать близким родственником серого волка из-за сходства в строении черепа и зубов. 

Однако недавний генетический анализ показал, что ужасные волки представляют собой глубоко обособленную линию псовых, довольно рано отделившуюся от общего ствола данного семейства. Получается, перед нами яркий случай конвергентной эволюции, при которой неродственные организмы независимо приобретают сходные приспособительные черты.

Подобные открытия наглядно демонстрируют, сколь непростым и захватывающим делом является реконструкция филогенетических связей между организмами. Это постоянный вызов для ума, требующий кропотливой работы и готовности пересматривать, казалось бы, незыблемые представления. Но именно так и развивается наука - через поиск истины, через проверку смелых гипотез и их постепенное уточнение.

И давайте никогда не забывать: какими бы разными ни казались нам живые существа, населяющие Землю, все мы произошли от единого корня и потому связаны незримыми, но неразрывными узами родства. Царственные секвойи и причудливые орхидеи, грозные львы и трудолюбивые муравьи, стремительные стрижи и мудрые дельфины - все мы одна большая семья, плоды многовекового эволюционного древа, корни которого уходят в глубины древнейших океанов. И осознание этого всеобщего родства способно, как мне кажется, сделать наш мир немного добрее и человечнее.

По материалам:

Следы ровера NASA Opportunity, оставленные на поверхности Марса, — символ одной из самых успешных миссий в истории космонавтики.

Аппарат, срок активного существования которого был рассчитан всего на 90 солов (92,5 суток), проработал более 14 лет (с 25 января 2004 года по 12 июня 2018 года).

Вероятно, Opportunity работал бы по сей день, если бы не глобальная пылевая буря, которая изолировала планету от Солнца.

Ровер, оставшись без источника энергии, экстренно перешел в спящий режим, в котором провел несколько недель. "Проснуться" аппарат так и не смог. 13 февраля 2019 года NASA официально объявило о его утрате и завершении миссии.

За время работы Opportunity:

• Преодолел 45,16 километра;
• Передал на Землю свыше 217 000 снимков;
• Обнаружил первые доказательства того, что на Красной планете когда-то были соленые моря.

"Молчание Opportunity — это конец целой эпохи в исследовании Марса", — прокомментировали завершение миссии в NASA.

Наследие Opportunity оказывает влияние на действующие миссии NASA Curiosity и Perseverance и, непременно, станет фундаментом будущих миссий по исследованию загадочной планеты, которая когда-то была очень похожа на Землю.

Ныне неподвижный Opportunity — памятник человеческому упорству, установленный на миллионы лет на поверхности четвертой от Солнца планеты.

Читайте также:

• Однажды NASA обнаружило свидетельства жизни на Марсе, а затем сожгло их.
• Как марсианские кратеры раскрыли тайну климатической катастрофы.
• Ровер NASA Perseverance нашел возможные следы жизни на Марсе.

Все крупные космические тела во Вселенной, которые мы наблюдаем — от планет до звезд — имеют сферическую форму. И чем массивнее объект, тем более идеальной становится эта сфера. Почему же природа так настойчиво выбирает именно эту форму? Давайте разберемся на примере планеты.

Итак, все дело в гравитации. Когда планета формируется, она начинает притягивать к себе все больше материи — пыль, газ, астероиды. С ростом массы усиливается и гравитационное поле. Сила тяжести всегда направлена к центру тела, стремясь придать ему максимально компактную форму. А самая компактная форма в природе — это сфера.

Почему планета не может быть кубической?

У куба есть углы, которые находятся дальше от центра массы, чем остальные части. Гравитация не позволит этому существовать — она будет "стягивать" углы к центру, пока планета не примет форму шара — самую устойчивую форму для массивных космических объектов.

Кроме того, кубическая форма создала бы огромные перепады давления и температуры. Углы куба испытывали бы колоссальное напряжение, что привело бы к их разрушению. В итоге планета все равно бы "схлопнулась" в шар.

А что насчет комет и астероидов?

Малые космические тела, такие как кометы, астероиды и небольшие спутники, часто имеют неправильную форму, потому что их масса слишком мала, чтобы гравитация могла "вылепить" из них сферу. Для сравнения: астероид Психея с диаметром около 226 километров имеет неправильную форму, в то время как Земля с диаметром 12 756 километров стремится к идеальной сфере.

Впрочем, даже планеты не являются безупречными шарами. Из-за вращения вокруг своей оси они слегка сплющиваются на полюсах и расширяются на экваторе (звезды, между прочим, тоже). Это называется экваториальным утолщением. Например, полярный радиус Земли на 21,38 километра короче экваториального.

Интересный факт: Мимас, 396-километровый спутник Сатурна, является самым маленьким известным космическим телом, обладающим сферической формой из-за собственной гравитации.

А еще эта крошечная луна, по всей видимости, наделена очень молодым подповерхностным океаном.

Читайте также:

• Астрономы подтвердили существование потенциально обитаемой экзопланеты рядом с Солнечной системой.

• Рождаются ли во Вселенной новые галактики?

• Загадка слабого молодого Солнца: почему ранняя Земля не замерзла?

На протяжении тысячелетий звезды казались людям лишь яркими точками на черном полотне ночного неба. Даже после изобретения телескопа астрономы не могли рассмотреть детали их поверхности: из-за колоссальных расстояний все звезды — не считая Солнца — продолжали выглядеть как крошечные источники света без хоть сколько-нибудь различимой структуры.

Лишь в последние десятилетия развитие технологий позволило получить изображения дисков некоторых звезд, и Антарес стал одним из первых объектов, чья поверхность была детально изучена.

Антарес — ярчайшая звезда в созвездии Скорпиона и один из самых известных красных сверхгигантов на небе. Его название происходит от древнегреческого "Анти-Арес", то есть "соперник Марса". Такое имя звезда получила из-за красновато-оранжевого цвета, напоминающего окраску планеты. От Земли Антарес отделяют примерно 550 световых лет.

Антарес — умирающая звезда, которая уже давно исчерпала запасы водорода в своем ядре и раздулась до гигантских размеров. По оценкам астрономов, в течение нескольких или тысяч лет это далекое светило завершит свой эволюционный путь грандиозной вспышкой сверхновой — взорвется.

Антарес примерно в 700 раз больше нашего Солнца. Если бы эта звезда оказалась в центре Солнечной системы, ее внешние оболочки простирались бы далеко за орбиту Марса, достигая пояса астероидов. Все планеты земной группы, включая Меркурий, Венеру, Землю и Марс, были бы поглощены этим сверхгигантом.

Несмотря на столь колоссальные размеры, масса Антареса всего в 12 раз больше массы Солнца. Это говорит о том, что вещество звезды крайне разрежено. Однако планеты, оказавшиеся внутри ее оболочки, все равно не уцелели бы: высокая температура и потоки раскаленной плазмы быстро разрушили бы их.

Красный цвет Антареса обусловлен относительно низкой температурой его поверхности — около 3 400 градусов Цельсия. Для сравнения, поверхность Солнца разогрета примерно до 5 500 градусов. При такой температуре звезда излучает преимущественно в красной и инфракрасной частях спектра, что и придает ей характерный оттенок. Низкая температура указывает на то, что звезда пребывает на очень поздней стадии эволюции. Связано это с тем, что, когда массивная звезда исчерпывает запасы водорода в ядре, она начинает сжигать гелий, углерод и другие более тяжелые элементы, появившиеся в ходе нуклеосинтеза. Это приводит к расширению звезды и охлаждению ее поверхности.

Именно колоссальный размер Антареса позволил астрономам впервые получить детальное изображение его диска. Для этого ученые использовали комплекс Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили. Когда его телескопы работают совместно в режиме интерферометра (VLTI), они фактически превращаются в один огромный супертелескоп с разрешением, достаточным для того, чтобы различить структуру звездного диска.

На полученном изображении видны неоднородности на поверхности Антареса — яркие и темные области, вызванные конвекцией и движением газа в звездной атмосфере. Это гигантские ячейки горячего и холодного вещества, поднимающиеся из глубин и опускающиеся обратно, подобно кипящей воде, только в несопоставимо больших масштабах.

Наблюдения за Антаресом не только демонстрируют возможности современной астрономии, но и дают ключ к пониманию последних этапов жизни массивных звезд. Красные сверхгиганты — это звезды, стоящие на пороге катастрофы. В объектах такого рода идут термоядерные реакции синтеза все более тяжелых элементов, предел которых определяется накоплением в ядре железа. Железо не может участвовать в термоядерном синтезе с выделением энергии, поэтому система теряет стабильность — хрупкий баланс между внутренним давлением и гравитационным сжатием нарушается. За доли секунды ядро коллапсирует, а затем звезда взрывается, разбрасывая свое вещество по окружающему пространству.

Когда звезда Антарес взорвется, ее вспышку можно будет наблюдать даже днем невооруженным глазом в течение нескольких недель или месяцев. Взрыв обогатит окружающее пространство тяжелыми элементами, из которых со временем сформируются звезды следующего поколения и планеты.

Недавняя оценка данных, полученных с помощью космического телескопа NASA "Кеплер", запущенного 6 марта 2009 года специально для поиска экзопланет (планет вне Солнечной системы), рисует впечатляющую картину: в Млечном Пути могут существовать сотни миллионов планет, которые попадают в категорию "потенциально обитаемых" — то есть похожих на Землю по размеру и находящихся в обитаемой зоне своих звезд. По наиболее консервативным подсчетам число таких миров составляет 300 миллионов.

Как именно считали астрономы?

Во-первых, расстояние до родительской звезды. Обитаемая зона (ее часто называют "зоной Златовласки") — это диапазон орбит, где при подходящих условиях на поверхности небесного тела может стабильно присутствовать жидкая вода. Но важно понимать, что нахождение в этой зоне не гарантирует, что жидкая вода там действительно есть. Все решают детали — атмосфера, давление, состав самой планеты, облачность, геологические особенности. Яркий пример — Марс. Он находится на внешней границе зоны обитаемости Солнечной системы, но жидкой воды на поверхности давно нет.Во-вторых, тип звезды. Особое внимание уделяется звездам класса G, похожим на наше Солнце. Связано это с тем, что они демонстрируют продолжительную — даже по космическим меркам — стабильность, а значит, обеспечивают более устойчивый климат на планетах. Плюс у нас есть готовый "эталон" для сравнения: мы точно знаем, что при таких условиях жизнь однажды уже возникла. Наблюдения вкупе с моделированием показывают, что около 18–22% солнцеподобных звезд располагают "землеподобными" планетами в обитаемой зоне."Зачем астрономы вообще охотятся за водой? Может быть, жизнь способна зародиться и существовать без нее", — скажет диванный эксперт широкого профиля.Нафантазировать можно многое, но в поисках полезно учитывать реальный опыт (жизнь на Земле). Исходя из него, вода — ключевой фактор для жизни, потому что это универсальный и самый распространенный во Вселенной растворитель: в жидкой воде проще всего протекают химические реакции, из которых могут складываться сложные органические структуры.

Но даже факт обнаружения землеподобной экзопланеты с морями и океанами, вращающейся в обитаемой зоне вокруг солнцеподобной звезды, не будет означать, что "там точно кто-то живет". Такой объект будет рассматриваться лишь как "потенциально обитаемый".Самое приятное в исследовании то, что часть таких миров может быть на относительно небольшом расстоянии от нас: оценки допускают несколько кандидатов в пределах примерно 30 световых лет. И именно они станут главными целями для телескопов будущего, которые смогут детально анализировать химический состав их атмосфер и, возможно, даже построить карты распределения температур и облачности.

Читайте также:

• «Джеймс Уэбб» обнаружил две экзопланеты, не вписывающиеся ни в одну теорию.
• «Джеймс Уэбб» нашел признаки атмосферы у землеподобной экзопланеты TRAPPIST-1 e.
• Астрономы подтвердили существование потенциально обитаемой экзопланеты рядом с Солнечной системой.

Сверхпроводники - перспективная идея, однако на практике их использование крайне затруднительно. Но что, если я скажу вам, что есть компания, которая, по их мнению, знает, как сделать электрическую сеть сверхпроводящей? Да, именно так, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Сверхпроводник - это материал, обладающий нулевым электрическим сопротивлением. Внутри сверхпроводника электрические токи перемещаются абсолютно без потерь. Сверхпроводники также обладают уникальным свойством: линии магнитного поля не могут проникнуть внутрь них, поэтому они парят над магнитами, что используется в поездах-маглевах.

Проблема заключается в том, что все известные сверхпроводники требуют либо очень низких температур, либо высокого давления. Наиболее практичными на данный момент являются так называемые высокотемпературные сверхпроводники, которые становятся сверхпроводящими при температурах выше -196°C.

Сложно воспринимать - 196°C как "высокую" температуру, но такой материал хорош тем, что его можно охлаждать жидким азотом. Те сверхпроводники, которые сверхпроводят при более низких температурах, намного сложнее и дороже в плане охлаждения, но это лишь часть проблемы.

Другая проблема заключается в том, что известные высокотемпературные сверхпроводники трудно производить, и они хрупкие. Их невозможно просто вытянуть в провод и начать пользоваться. Если вы помните прошлогоднюю историю с несуществующим сверхпроводником LK-99, это то представляете, в чем дело. Помните, как лаборатории по всему миру что-то выпекали в течение нескольких дней, а на выходе получились только левитирующие крошки? Да, даже если бы это сработало, изготовить линию электропередач из такого материала было бы сложно.

Сверхпроводящие линии электропередачи существуют и уже эксплуатируются, однако они работают принципиально иначе, нежели обычные провода. В стандартном проводе внутри находится, к примеру, медь, а снаружи - изолятор.

В сверхпроводящем же кабеле есть различные слои, между которыми циркулирует хладагент, а сам сверхпроводник обматывается поверх них. Обычно он выглядит, как на картинке ниже - напоминает буррито, но вместо бобов и сыра он наполнен мечтами и надеждами инженеров-электриков.

И да, они работают, но проблема в том, что производство жидкого азота требует больших энергозатрат. Если цель - сделать передачу энергии более эффективной, то бессмысленно вкладывать в систему охлаждения больше энергии, чем экономится при передаче. Кроме того, по мере течения азота по кабелю он нагревается, поэтому требуется регулярное охлаждение, для линий высокого напряжения обычно каждые 5 км.

Поэтому существующие сверхпроводниковые ЛЭП неудобно возводить и дорого эксплуатировать. Но американская компания VEIR утверждает, что нашла решение. Она базируется в Массачусетсе и за последние годы неоднократно привлекала существенные инвестиции, даже провела демонстрационный проект, хотя суть их разработки оставалась несколько неясной.

Однако теперь мне удалось найти статью и два патента, которые, на мой взгляд, объясняют их деятельность. Это похоже на детективное расследование, только вместо раскрытия убийств - разгадка тайны сверххолодных проводов. Первая тайна скрывалась за названием компании VEIR, которое происходит от закона Ома: V = I * R (Voltage Equals current Intensity multiplied by Resistance). Они используют в своей разработке идею, озвученную Национальной лабораторией Лос-Аламос в 2010 году: не прокачивать жидкий азот, а испарять его. 

Схематическое изображение приведено ниже.

Преимуществом данной конструкции является дополнительное охлаждение за счет самого испарения. Похоже на ситуацию, когда ветер ощущается более холодным из-за испарения воды с мокрой кожи (тело теряет энергию на испарение воды и, как следствие, свою температуру). В двух патентах компании описаны конструкция системы охлаждения вдоль маршрута и система подвеса для воздушных кабелей.

По сути, конструкция предназначена для выкачки части азота из кабеля, прокачки его через систему охлаждения и возврата в следующий сегмент. Сам азот можно извлекать из воздуха, который на 78% состоит из него. В любом случае, по их утверждению, с такой системой достаточно иметь станцию охлаждения примерно каждые 100 км, хотя, вероятно, эта оценка слишком оптимистична.

Использование сверхпроводящих кабелей поможет избежать потерь энергии и повысить эффективность передачи электричества, так как такие кабели не нагреваются и могут транспортировать больше энергии. Соответственно, для передачи того же объема энергии потребуется меньшее количество кабелей. В рамках тестового проекта протяженностью около 30 метров разработчики заключили партнерство с энергетической компанией National Grit, которая представлена в США и Великобритании, для испытаний технологии на больших расстояниях. Если бы такие кабели использовались повсеместно, их создатели могли бы разбогатеть.

Однако, как вы уже догадались, существуют проблемы, главная из которых - неизвестная надежность работы системы в крупных масштабах. К тому же высокотемпературные сверхпроводники пока дороже обычных кабелей, а поставщиков немного. Также необходимо решить вопросы образования наледи на линиях и безопасности для птиц, которые могут примерзнуть лапами к холодным проводам. Возможно, это просто вопрос маркетинга: "Криогенные голуби скоро появятся на ЛЭП рядом с вами!"

Всего 20 лет назад идея, что где-то во Вселенной существуют алмазы диаметром в тысячи километров, воспринималась научным сообществом как фантастика. Но сегодня это доказанный факт: некоторые белые карлики действительно способны превращать свои "внутренности" в гигантские кристаллы углерода — самые большие "бриллианты" во Вселенной.

Белый карлик — это то, во что в конце жизненного цикла превращается звезда небольшой или средней массы, когда запасы ее "топлива" для продолжения термоядерных реакций заканчиваются. Светило сбрасывает оболочки, и на его месте остается сверхплотное ядро размером с Землю, но с массой до 1,44 солнечных.

Этот звездный "огарок" постепенно остывает, и через миллиарды лет начинается самое интересное.

Под чудовищным давлением в миллиарды атмосфер углерод в ядре начинает кристаллизоваться. Атомы выстраиваются в идеальную кубическую решетку, почти идентичную алмазной. В итоге внутри белого карлика вырастает единый кристалл колоссальной массы.

Первый объект такого рода был найден в 2004 году.

Белый карлик BPM 37093 в созвездии Центавра, удаленный примерно на 50 световых лет от Земли, получил неофициальное прозвище "Люси" — в честь песни The Beatles "Lucy in the Sky with Diamonds". С помощью астросейсмологии (анализ пульсаций звезд для изучения их внутренней структуры), команда ученых из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики выяснила, что около 90% массы Люси уже закристаллизовалось. Диаметр алмазного ядра — около 9 000 километров, а его масса — примерно 10³¹ кг (в 1,1 раза больше массы Солнца).

Примечательно, что в процессе перестройки углерода высвобождается скрытая теплота фазового перехода. Это отсрочивает охлаждение белого карлика на 2-4 миллиарда лет. Выходит, что кристаллизация — это еще и природный "обогреватель", который продлевает жизнь угасающей звезды.

С тех пор было обнаружено нескольких десятков кандидатов с кристаллизованными ядрами. Данные, полученные с помощью космического телескопа ESA Gaia и наземной обсерватории Gemini показывают, что примерно каждый десятый белый карлик в определенном диапазоне масс и возраста проходит стадию "алмазного сердца".

Прямо сейчас во Вселенной вращается бесчисленное множество гигантских "алмазов", которые будут сиять еще миллиарды лет после того, как погибнет Солнечная система.

Читайте также:

• Черные алмазы: космические гости возрастом 3,8 миллиарда лет.
• Идут ли на Уране и Нептуне алмазные дожди?
• Как «выращивают» алмазы?

В 2019 году команда ученых из Университета Кагосимы в Японии, возглавляемая астрофизиком Кэйити Вада, представила революционную гипотезу: планеты могут формироваться и существовать не только вокруг звезд, но и вокруг сверхмассивных черных дыр.

Эти гипотетические объекты получили название "бланеты" — от английских слов "black hole" (черная дыра) и "planet" (планета). Возможность их существования бросает вызов традиционным представлениям о формировании планетных систем и открывает новые горизонты в понимании устройства Вселенной.

От гипотезы к реальности

Концепция планет, обращающихся вокруг черных дыр, может показаться фантастической, но она имеет серьезные научные основания. Современные исследования показывают, что вокруг сверхмассивных черных дыр существуют все необходимые условия для формирования планет: достаточное количество материала в аккреционных дисках и стабильные орбиты на безопасном расстоянии от горизонта событий.

Черная дыра, вопреки распространенному заблуждению, не представляет собой гигантский пылесос, засасывающий все вокруг. Любая черная дыра обладает конечной массой, а значит у ее "гравитационных полномочий" есть предел. По этой причине вокруг черных дыр могут вращаться (и вращаются!) космические тела. Более того, орбиты вокруг черной дыры могут быть даже более стабильными, чем вокруг звезд, поскольку черные дыры не испытывают таких драматических изменений как звезды.

Главное отличие бланет от обычных планет — это источник освещения. Вместо света родительской звезды такой мир освещало бы свечение аккреционного диска черной дыры. На стабильной орбите гравитация на поверхности бланеты могла бы быть вполне комфортной для жизни, однако близость черной дыры создавала бы уникальные условия. Из-за релятивистских эффектов наблюдатель на поверхности бланеты видел бы сильно искаженное звездное небо, а свет бы причудливо изгибался из-за искривления пространства-времени.

Источники энергии

Основной вопрос — откуда бланеты могут получать энергию? Главным и наиболее мощным источником энергии для них мог бы служить аккреционный диск черной дыры, представляющий собой гигантскую структуру из раскаленных газа и пыли, вращающихся вокруг черной дыры на огромных скоростях. При движении вещества в аккреционном диске выделяется колоссальное количество энергии - до 40% массы вещества превращается в излучение. Для сравнения: термоядерные реакции в звездах переводят в энергию менее 1% массы.

Дополнительным источником тепла могла бы служить внутренняя энергия самой бланеты — геотермальная активность, подобная той, что мы наблюдаем на Земле. Особенно если учесть, что приливные силы со стороны черной дыры могли бы усиливать эти процессы.

Возможна ли жизнь?

Вопрос о возможности существования жизни на бланетах особенно интересен с научной точки зрения. Если такая жизнь существует, она должна обладать уникальными адаптациями к специфическим условиям своей среды.

Основные вызовы

Главным вызовом для жизни стало бы излучение от аккреционного диска черной дыры. На Земле от подобного — но несоизмеримо менее интенсивного — излучения нас защищают:

• Магнитное поле планеты, отклоняющее заряженные частицы;

• Атмосфера, поглощающая большую часть вредного излучения;

• Озоновый слой, блокирующий ультрафиолет.

Бланетам понадобились бы схожие защитные механизмы, но более мощные. Мы знаем, что некоторые земные организмы, например, тихоходки или бактерии Deinococcus radiodurans, способны выживать при очень высоких дозах радиации. На бланетах могли бы появиться организмы с еще более эффективными механизмами защиты.

Использование доступной энергии

Земная жизнь научилась использовать солнечный свет через фотосинтез. Аналогично, организмы на бланетах теоретически могли бы развить механизмы улавливания и преобразования излучения аккреционного диска. Это могло бы быть что-то похожее на фотосинтез, но адаптированное к другому спектру излучения.

Суточные ритмы

Из-за особенностей орбитального движения вокруг черной дыры, смена дня и ночи на бланете могла бы существенно отличаться от земной. Это потребовало бы от живых организмов иных циклов активности и отдыха, возможно, более длительных или, наоборот, более коротких, чем у обитателей Земли.

Заключение

На сегодняшний день бланеты остаются гипотетическими объектами, но изучение этой возможности имеет важное научное значение. Исследование условий формирования и существования планет в экстремальных условиях помогает нам лучше понять фундаментальные принципы планетообразования и пределы условий, в которых возможно существование материи в планетарной форме. Эти знания могут быть применены не только к гипотетическим бланетам, но и к изучению экзопланет в необычных звездных системах. В будущем, с развитием наблюдательных технологий, астрономы смогут проверить эту гипотезу и, возможно, обнаружить первые свидетельства существования планет у сверхмассивных черных дыр.

Читайте также:

• Топ-5 теорий о том, что находится внутри черной дыры.

• Ученые впервые наблюдают пробуждение сверхмассивной черной дыры в реальном времени.

• Получено первое прямое доказательство того, что сверхновые создают черные дыры и нейтронные звезды.

Рыба-попугай представляет собой одно из самых удивительных семейств морских рыб, чья жизнедеятельность оказывает колоссальное влияние на формирование тропических экосистем. Семейство скаровых, к которому относятся эти рыбы, насчитывает около 90 видов, распространенных в теплых водах Тихого, Индийского и Атлантического океанов.

Характерной особенностью рыб-попугаев является их необычное строение ротового аппарата. Многочисленные мелкие зубы этих рыб срастаются в прочные пластины, образуя структуру, внешне напоминающую клюв попугая. Именно эта анатомическая особенность и дала название всему семейству.

Размеры представителей варьируются от относительно небольших видов длиной 30-40 сантиметров до настоящих гигантов, достигающих полутора метров и веса в несколько десятков килограммов.

Образ жизни рыбы-попугая тесно связан с коралловыми рифами, которые служат для них и домом, и источником пищи. Основу рациона составляют микроскопические водоросли, растущие на поверхности кораллов. Чтобы добраться до этой пищи, рыба использует свой мощный клюв для соскабливания и откусывания фрагментов коралловой породы. Этот процесс сопровождается характерным хрустящим звуком, который становится неотъемлемой частью акустического ландшафта рифа.

Переваривание пищи у рыб-попугаев происходит весьма необычным образом. После того как откушенные кусочки коралла попадают в пищеварительную систему, специальные глоточные зубы измельчают твердый карбонат кальция до состояния мелкого порошка. Питательные вещества из водорослей усваиваются организмом, а неперевариваемые частицы коралла выводятся наружу в виде чистого белого песка.

Масштабы этого процесса поражают воображение. Одна крупная особь способна производить сотни килограммов песка ежегодно. Некоторые исследования показывают, что до тонны. Именно деятельность рыб-попугаев является основным источником формирования песчаных пляжей и целых атоллов в тропических регионах. По различным оценкам, от 70 до 85 процентов песка на пляжах таких мест, как Мальдивы, Багамы или Гавайские острова, прошло через пищеварительную систему этих рыб.

Биология размножения рыб-попугаев демонстрирует еще одну удивительную адаптацию. Большинство видов являются последовательными гермафродитами, то есть способны изменять свой пол в течение жизни. Практически все особи рождаются самками и имеют довольно скромную окраску, обычно в серовато-коричневых тонах, что помогает им маскироваться среди кораллов. По мере взросления и в зависимости от социальной структуры группы, наиболее доминантная самка может трансформироваться в самца.

Этот процесс сопровождается кардинальными изменениями внешнего вида. Превратившись в самца, рыба приобретает яркую окраску с преобладанием синих, зеленых, оранжевых и розовых цветов. Различия между самками и самцами настолько разительны, что долгое время ученые описывали их как отдельные виды, не подозревая об их родственной связи.

Поведение рыб-попугаев в ночное время демонстрирует еще одну поразительную адаптацию. С наступлением темноты многие виды начинают выделять специальную слизь, постепенно окутывая себя прозрачным коконом. На формирование такого защитного укрытия требуется от тридцати минут до часа. Исследователи считают, что этот слизистый кокон выполняет несколько защитных функций: маскирует запах спящей рыбы от ночных хищников и служит барьером против мелких паразитов.

Экологическая роль рыб-попугаев в коралловых экосистемах трудно переоценить. Поедая водоросли с поверхности кораллов, они предотвращают зарастание рифов и способствуют здоровому росту коралловых полипов, что поддерживает баланс всей рифовой экосистемы и способствует ее устойчивости к различным стрессовым факторам.

Однако в настоящее время популяции рыб-попугаев сталкиваются с серьезными угрозами. Чрезмерный промысел, особенно направленный на крупных ярко окрашенных самцов, нарушает естественную структуру популяций и снижает их репродуктивный потенциал. Деградация коралловых рифов вследствие изменения климата, загрязнения и других антропогенных факторов лишает этих рыб основного источника пищи и среды обитания.

Понимание важности рыб-попугаев для морских экосистем привело к введению охранных мер во многих регионах. Например, в некоторых странах Карибского бассейна действуют ограничения или полные запреты на вылов этих рыб. Такие меры направлены не только на сохранение самих популяций, но и на поддержание здоровья коралловых рифов, от которых зависит благополучие целых островных государств и прибрежных сообществ.

"Астрономы обнаружили "алмазную планету", которая в пять раз больше Земли", "В космосе обнаружен алмаз размером с Землю", "Планета-алмаз — одно из чудес космоса" — такие заголовки все еще появляются в СМИ, рисуя в воображении читателей фантастические миры с сияющими алмазными горами и кристальными морями.

Особенно часто в контексте этих публикаций фигурирует экзопланета 55 Cancri e (55 Рака e), которую окрестили "алмазной планетой". Но давайте разберемся, почему существование таких планет с точки зрения науки невозможно.

Фантазии об алмазных мирах

Итак, чтобы понять, почему концепция "алмазной планеты" — это красивый миф, нужно вспомнить базовые принципы образования алмазов.

Алмаз — это кристаллическая модификация углерода, возникающая при специфических условиях. Для превращения углерода в алмаз необходимо сочетание экстремального давления (более 50 000 атмосфер) и высокой температуры (свыше 1 000 градусов Цельсия). На Земле природные алмазы формируются на глубине более 150 километров.

Теперь представим гипотетическую планету с высоким содержанием углерода. В ее недрах, где давление достигает колоссальных значений, действительно могут формироваться алмазные структуры. Однако по мере приближения к поверхности давление неизбежно падает. А без необходимого давления углерод существует в различных формах — графит, фуллерены, карбин, графен, аморфный углерод — но не в форме алмаза.

Именно поэтому полностью "алмазная планета" физически невозможна. Даже если в ядре такой планеты образуются алмазы, то на ее поверхности углерод будет существовать в иных формах, преимущественно в виде графита.

Рождение мифа

Откуда же взялся миф о том, что 55 Рака e — алмазная планета? В 2012 году астрономы установили, что эта экзопланета может быть богата углеродом. Масс-медиа подхватили эту новость, превратив "планету с высоким содержанием углерода" в "алмазную планету". Однако дальнейшие исследования показали, что даже исходное предположение о высоком содержании углерода может быть ошибочным.

Это не значит, что углеродные планеты неинтересны науке. Напротив! Планеты с высоким содержанием углерода могут существовать, и их изучение крайне важно для понимания разнообразия планетных систем во Вселенной. Просто реальность, как всегда, оказывается сложнее и интереснее простой "алмазной" фантазии.

Читайте также:

• Астрономы подтвердили существование потенциально обитаемой экзопланеты рядом с Солнечной системой.

• Потенциально обитаемая землеподобная экзопланета Pocc 128 b.

• Загадочные «Маленькие Красные Точки» бросают вызов теориям формирования галактик.

До 1822 года люди не представляли, что происходит с птицами зимой. Мы лишь знали, что они есть летом, а зимой куда-то пропадают. Не считая нескольких "зимних" видов в северных регионах, но они, в свою очередь, пропадали летом. Поэтому народ напридумывал множество упоротых теорий, почему птицы исчезают каждую осень. Кто-то считал, что они погружались в озёра и впадали в спячку подо льдом, другие - что птицы спят в земле, третьи - что они превращаются в других животных типа зайцев и мышей.

В 1694 году гарвардский ученый Чарльз Мортон впервые высказал предположение, что птицы мигрируют... Только вот его идея заключалась в том, что мигрируют они на Луну.

В 1822 году немецкий охотник добывал себе ужин в районе городка Клюц.

Он подстрелил белого аиста, и когда нашел тушку, то обнаружил, что у того шея нанизана на копьё.

Посчитав сие обстоятельство интересным, охотник решил отвезти аиста в ближайший университет в городе Росток.

Там ученые заключили, что такие копья с железными наконечниками типичны для Центральной Африки. Так впервые было доказано, что птицы улетают на зиму в более тёплые регионы.

Открытие бозона Хиггса в 2012 году стало одним из самых значительных достижений современной физики. Эта элементарная частица, предсказанная еще в 1964 году, является ключом к пониманию того, как устроена материя и почему объекты во Вселенной обладают массой. Попробуем разобраться в этом удивительном явлении, не прибегая к сложным формулам и заумным терминам.

Загадка массы во Вселенной

В физике долгое время существовал парадокс: почему одни частицы имеют массу, а другие (например, фотоны) нет? Откуда вообще берется масса? Этот вопрос мучил ученых десятилетиями, пока не появилась идея о существовании особого поля, пронизывающего всю Вселенную — поля Хиггса.

Механизм поля Хиггса

Поле Хиггса — это особое квантовое поле, заполняющее все пространство Вселенной. Различные элементарные частицы взаимодействуют с этим полем с разной интенсивностью. Некоторые частицы, такие как фотоны, практически не взаимодействуют с полем Хиггса и потому не имеют массы. Другие частицы активно взаимодействуют с полем, и именно сила этого взаимодействия определяет их массу — чем сильнее взаимодействие, тем больше масса частицы.

Что такое бозон Хиггса?

Бозон Хиггса — это квантовое возбуждение поля Хиггса, элементарная частица, которая является своеобразным проявлением этого поля. При столкновении частиц высоких энергий возникают условия, при которых поле Хиггса может локально передать часть своей энергии, порождая бозон Хиггса.

Эта частица крайне нестабильна и практически мгновенно распадается на другие частицы, что долгое время делало невозможным ее экспериментальное обнаружение.

Значение для современной физики

Без поля Хиггса и его бозона существование материи в известной нам форме было бы невозможно: все частицы двигались бы со скоростью света, не образуя ни атомов, ни молекул. Именно благодаря полю Хиггса во Вселенной существуют звезды, планеты и сама жизнь.

Примечательно, что сами физики не приветствуют популярное название "частица Бога", данное бозону Хиггса журналистами. Они предпочитают называть его просто бозоном Хиггса, в честь одного из ученых, предсказавших его существование — Питера Хиггса (29 мая 1929 года — 8 апреля 2024 года).

Экспериментальное обнаружение

Поиск бозона Хиггса стал одной из самых сложных задач в истории физики. Для этого был построен Большой адронный коллайдер — самый мощный ускоритель частиц в мире. В нем протоны разгоняются почти до скорости света и сталкиваются друг с другом, создавая условия, похожие на те, что были сразу после Большого взрыва. При этих столкновениях высвобождается колоссальная энергия, достаточная для рождения бозона Хиггса.

Бозон Хиггса живет всего лишь одну секстиллионную долю секунды, почти мгновенно распадаясь на другие частицы. Обнаружение этой частицы происходит путем тщательного анализа продуктов распада в детекторах коллайдера — сложнейших устройствах, способных фиксировать мельчайшие следы взаимодействия частиц. Именно таким образом физики получают экспериментальные доказательства существования бозона Хиггса.

Триумф науки

Открытие бозона Хиггса стало триумфом человеческой мысли, технологий и международного сотрудничества. Оно показало, что даже самые смелые теоретические предсказания, основанные на математических расчетах, могут найти подтверждение в реальности при наличии достаточного упорства, технологических возможностей и финансовых ресурсов.

Читайте также:

• Из чего состоят электроны?

• Почему электрон не падает на ядро?

• Прорыв в физике: впервые обнаружены топ-кварки в столкновениях ионов свинца.

Как спали динозавры? Ископаемые находки породили разные теории о том, как эти доисторические существа, вероятно, отходили ко сну. 

Установить, как именно спали динозавры - затруднительно, потому что они редко умирали во сне. Обнаружить окаменевшего спящего динозавра - большая редкость в палеонтологии. В подавляющем большинстве случаев скелеты этих доисторических существ находят в позах, свидетельствующих об их насильственной смерти: искривленные предсмертной агонией. Такие находки говорят о том, что динозавры погибли страшной смертью от когтей хищника или от природного катаклизма.

Единственная возможность получить представление о сне этих вымерших существ - это обнаружить окаменелые останки динозавра, который скончался во сне в естественной расслабленной позе. По словам Скотта Персонса, палеонтолога из Колледжа Чарльстона в Южной Каролине, несмотря на редкость подобных находок, за последние годы было сделано несколько важных открытий такого рода.

Как динозавры засыпали?

Как и многие современные животные, динозавры, вероятно, подбирали удобные и безопасные позы для сна. Сложно с уверенностью сказать, как именно спали динозавры в целом, поскольку существовало множество разных их видов.

"В нескольких конкретных случаях мы знаем очень много о том, как спали динозавры, потому что находили скелеты спящих динозавров", - говорит Скотт Персонс.

По его словам, эти образцы напоминают находки в Помпеях: они были очень быстро погребены под слоями вулканического пепла, который сохранил их в спящей позе на миллионы лет.

Такие находки дают нам уникальную возможность заглянуть в повседневную жизнь динозавров и увидеть, в каких именно позах они предпочитали отдыхать и спать. К примеру, были найдены останки зауроподов, спящих сидя и опираясь на собственное тело. А некоторые хищные динозавры, возможно, спали, свернувшись клубком, как современные кошки.

Спящий динозавр в Монголии

В недавней статье, опубликованной 15 ноября 2023 года в журнале PLOS ONE, описана находка спящего динозавра из семейства альваресзаврид в Монголии. Альваресзавриды - это семейство небольших оперенных динозавров. Самые крупные из них были бы человеку выше колена.

Обнаруженный экземпляр спал, свернувшись клубочком, обвернув вокруг тела шею и хвост. 

"Ископаемое сжалось, подогнув передние и задние лапы, - говорит Скотт Персонс. - Одна из самых очаровательных находок, что вы когда-либо видели".

Спящий динозавр в Китае

Еще один окаменелый спящий динозавр был найден в Китае, похожим образом свернувшись клубком в подземной норе. Два идеально сохранившихся экземпляра орнитоподов возрастом 125 миллионов лет были обнаружены возле города Люцзятунь на северо-востоке Китая, согласно исследованию, опубликованному в сентябре 2020 года в научном журнале PeerJ.

Животные, которые предпочитают спать, свернувшись клубком, вероятно, таким образом пытаются сохранить тепло своего тела. Соответственно, они с меньшей вероятностью будут спать, растянувшись во всю длину, как крокодилы или ящерицы, которые получают тепло из внешних источников. Такие животные тратят много энергии на выработку собственного тепла, поэтому им важно его сохранить. Это относится как к представителям альваресзаврид, так и к найденным в Китае экземплярам орнитопод.

Что мы не знаем о спящих динозаврах

О сне динозавров остается еще очень много неизвестного. Например, как спали огромные длинношеие зауроподы? Свернувшись в клубок лежа или же стоя ввиду особенностей их сердечно-сосудистой системы?

"Современные жирафы, к примеру, спят стоя, вытянув шеи, потому что если они лягут свернувшись, их мощные сердца накачают слишком много крови в голову, что приведет к потере сознания", - говорит Скотт Персонс.

Касательно тираннозавров - по словам Персонса, высказывалось предположение, что их большая лобковая кость, по сути, являлась опорой, которая удерживала их в вертикальном положении во время сна.

Были ли динозавры ночными или дневными?.

Мы знаем некоторых динозавров, у которых глаза непропорционально большие по сравнению с размером тела, включая велоцираптора, хищника размером с курицу, обитавшего в Азии в позднем меловом периоде, и троодонтид, небольшого теропода, жившего от средней юры до позднего мела. Это говорит о том, что они могли быть ночными животными, которые большую часть времени спали днем.

Тем не менее, за пределами нескольких хорошо представленных в ископаемых останков видов сложно судить, какие типы динозавров спали днем, а какие ночью. Мы также не знаем, как спали летающие и морские рептилии, жившие в эпоху динозавров, поскольку мы не находили экземпляров, показывающих их в спящем состоянии.

Современные животные спят по-разному в зависимости от вида, и, вероятно, то же самое было характерно для динозавров - одни сворачивались клубком, другие закапывались, третьи спали стоя, а некоторые растягивались. Ритуалы отхода ко сну у этих доисторических существ по большей части остаются загадкой, за исключением тех немногих, кого смерть застала во сне.

https://www.discovermagazine.com/the-sciences/with-long-necks-and-vicious-predators-how-exactly-did-dinosaurs-sleep

В магнитном поле Земли существует дыра, и она меняется. Согласно данным NASA, аномалия не представляет опасности, однако влияет на спутники и космические аппараты. Возникает вопрос: свидетельствует ли аномалия о скорой смене полюсов магнитного поля Земли? Я решила в этом разобраться.

Ослабленная область магнитного поля получила название Южно-Атлантической аномалии.

Согласно названию, аномалия располагается преимущественно над Южной Атлантикой и захватывает части Южной Америки, включая восточное побережье Бразилии и Аргентины. Аномалия известна науке давно, однако недавно привлекла внимание СМИ из-за изменений в её структуре.

Первое обнаружение аномалии датируется 1958 годом, когда специалисты американских спутниковых программ, особенно работавшие с серией спутников Explorer, зафиксировали необычное приближение радиационных поясов Ван Аллена к поверхности Земли в данном регионе.

Пояса Ван Аллена представляют собой две кольцевидные области, заполненные высокоэнергетическими заряженными частицами — преимущественно электронами и протонами, удерживаемыми магнитным полем Земли. По широте располагаются ближе к экватору, чем к авроральной зоне (зоне полярного сияния), на значительной высоте — от 600 километров.

NASA отслеживает аномалию, поскольку снижение поясов Ван Аллена подвергает спутники и Международную космическую станцию повышенным уровням радиации. Излучение воздействует на электронные системы и здоровье космонавтов. На авиалайнеры аномалия не воздействует ввиду существенно меньших высот полета.

Аномалия магнитного поля разделяется на две отдельные зоны. Несколько лет назад специалисты Космического центра Годдарда NASA проанализировали данные спутников Swarm Европейского космического агентства и миссии CubeSat ELFIN для отслеживания динамики аномалии. Результаты исследования попали в заголовки новостей. Ученые установили ослабление центральной части аномалии. Основная зона концентрируется над Южной Америкой, тогда как вторичная смещается к юго-западу в направлении Африки.

Исследование прошлого года продемонстрировало влияние магнитной аномалии на ослабление полярных сияний в южном полушарии.

Возникает вопрос: свидетельствует ли аномалия о приближающемся перевороте магнитного поля Земли? Геологические данные демонстрируют, что за последние сотни миллионов лет магнитное поле Земли меняло полюса каждые 450 тысяч лет. Аналогичный процесс происходит на Солнце, но значительно чаще — солнечное магнитное поле меняет полярность каждые 11 лет.

Инверсия магнитного поля Земли является следствием механизма формирования магнитосферы планеты: движения раскаленных металлов в земных недрах. Так утверждают геологи. Впрочем, существует гипотеза о компьютерной симуляции, требующей периодической перезагрузки.

Независимо от причин, экстраполяция данных показывает вероятность очередного переворота магнитного поля в ближайшие 10 000 лет. Для геологической шкалы времени события такой давности считаются актуальными. Проблема заключается в том, что магнитная инверсия способна ослабить защиту от космической радиации на протяжении тысячелетий.

Современные геологи считают, что наблюдаемые изменения магнитной аномалии не указывают на скорый полный переворот поля. Основная гипотеза связывает образование аномалии с движением расплавленного железа во внешнем ядре Земли, вызывающим в данном регионе ослабление выхода линий магнитного поля на поверхность.

Согласно моделированию, аномалия перемещается во внешнем ядре на протяжении 10 миллионов лет. Аномалия представляет собой локальную особенность, не связанную напрямую со сменой магнитных полюсов.

Значимость этой аномалии магнитного поля определяется возможностью получения данных о процессах внутри планеты, что позволит точнее прогнозировать сроки потенциальной инверсии магнитного поля.

Феномен напоминает нам о ценности нашей планеты, ибо она защищает нас от  радиации своим магнитным полем. Марс лишился такой защиты. Красная планета утратила большую часть магнитного поля 4 миллиарда лет назад из-за остывания ядра и прекращения его движения. Результатом стал высокий уровень радиации на поверхности Марса как следствие потери атмосферы, которую сдуло солнечным ветром без защиты от магнитного поля.

Альтернативная теория предполагает, что это портал инопланетян, собирающихся захватить Землю. Жду не дождусь...