Новости науки AB-NEWS

Астрофизики из Китайской академии наук под руководством И Чжун Фаня проанализировали 15,5 лет данных с космического гамма-телескопа Fermi-LAT. Изучая 13 массивных скоплений галактик, они заметили нечто необычное: в направлении трех крупнейших скоплений — Девы, Печи и Змееносца обнаружился резкий всплеск гамма-излучения с энергией около 43 ГэВ. Такие спектральные линии считаются «золотым стандартом» в поисках темной материи, поскольку ни один известный астрофизический процесс не может создать настолько четкий, игольчатый пик. Статистическая значимость сигнала составила 4,3 стандартных отклонения, что говорит о крайне малой вероятности случайности.

Самое интригующее открытие оказалось полной неожиданностью: если сигнал исходит от темной материи, то в центре нашей Галактики, где этой материи должно быть значительно больше, он должен был бы проявиться с огромной силой. Однако при анализе данных из внутренней области Млечного Пути ученые не нашли ни следа линии на 43 ГэВ. Более того, проверка на «земном лимбе» — излучении, возникающем на краю атмосферы Земли, тоже дала отрицательный результат. Это позволило исключить инструментальные ошибки и артефакты калибровки телескопа, но одновременно сделало интерпретацию сигнала крайне сложной.

Ученые предложили несколько объяснений. Согласно первой гипотезе, в галактических скоплениях может существовать огромное количество мелких субструктур из темной материи, которые работают как естественные усилители сигнала. Однако современные компьютерные модели не подтверждают такой сильный эффект. Вторая гипотеза связана со скоростной зависимостью аннигиляции: в скоплениях частицы движутся медленнее, чем в центре Галактики, и при определенных условиях вероятность их столкновения резко возрастает. Третий вариант вообще отказывается от темной материи: возможно, мы имеем дело с экзотическим астрофизическим процессом, например, взаимодействием сверхбыстрых электронных ветров от пульсаров с фотонами в жестком режиме.

Окончательный ответ может дать новое поколение космических обсерваторий. Китайский проект VLAST, который планируется запустить в ближайшие годы, обладает огромной приемной площадью и превосходным энергетическим разрешением. По расчетам, всего за два года работы этот телескоп сможет накопить достаточно данных, чтобы либо подтвердить существование загадочной линии на 43 ГэВ, либо окончательно опровергнуть ее. Если сигнал окажется реальным, это станет первым прямым свидетельством существования темной материи, но ее свойства окажутся гораздо сложнее, чем предполагалось ранее.

Международная команда астрономов совершила удивительное открытие. Используя данные космического телескопа TESS, они нашли звездную систему TIC 433545934, которая оказалась настоящим рекордсменом. Это первая в истории науке «двойная двойная» система, где две пары звезд не только регулярно затмевают друг друга внутри своих пар, но и одна пара периодически затмевает звезды соседней пары.

Система устроена как матрешка: две тесные пары звезд вращаются вокруг общего центра масс. Внутренние орбиты в каждой паре занимают чуть больше суток — 2,07 и 1,41 дня. А вся четверка совершает полный оборот за 224,5 дня, что делает эту систему пятой по компактности среди всех известных четверных систем. Но главная изюминка в том, что внешняя орбита оказалась сильно вытянутой, с эксцентриситетом 0,62, и именно в момент максимального сближения пар происходит уникальное тройное затмение, которое ученые засняли с помощью TESS.

Чтобы восстановить полную картину, астрономы применили сложный метод фотодинамического моделирования, объединив три типа данных: кривые блеска, вариации времени затмений и спектральное распределение энергии. Анализ архивных данных обзоров ASAS-SN и ATLAS за последнее десятилетие помог подтвердить период внешней орбиты и показать, что взаимные затмения происходят только раз за оборот. Три из четырех звезд оказались массивными и горячими (около 8800 Кельвинов), а четвертая заметно легче и холоднее. Все орбиты почти совпадают по наклонению — система практически плоская.

Это открытие не просто любопытный курьез. Оно дает ученым уникальную возможность изучать динамику сложных кратных систем в реальном времени. TIC 433545934 стала идеальной природной лабораторией для проверки теорий гравитационного взаимодействия и звездной эволюции. Ученые подсчитали, что примерно через 150 миллионов лет наиболее массивные звезды начнут активно обмениваться веществом с компаньонами. Наблюдение за этой системой поможет лучше понять, как рождаются, живут и умирают кратные звездные системы во Вселенной.

Международная группа астрофизиков во главе с Давиде Массари из Италии использовала данные космического телескопа Хаббл, чтобы заглянуть в самое раннее прошлое Млечного Пути. Ученые обнаружили убедительные доказательства того, что наша галактика поглотила крупную карликовую галактику почти 12 миллиардов лет назад. Результаты этого исследования были опубликованы в престижном журнале Nature Astronomy.

Раньше астрономы знали о двух больших слияниях в истории Млечного Пути: с галактикой Стрелец (началось 6 миллиардов лет назад и все еще идет) и с Gaia-Sausage-Enceladus (произошло 10 миллиардов лет назад). Новое открытие отодвигает нашу галактическую летопись на 1,8 миллиарда лет глубже во времени. Теперь мы можем восстановить события, которые случились всего через 2 миллиарда лет после Большого взрыва.

Чтобы узнать о столь далеких событиях, ученые исследовали шаровые скопления — плотные шары из сотен тысяч очень старых звезд. Эти скопления работают как древние летописи: они хранят звезды, которые родились не в Млечном Пути, а были захвачены им при столкновениях. Команда изучила 39 таких скоплений во внутренней области нашей галактики и с высокой точностью измерила их возраст и содержание тяжелых элементов.

Среди изученных скоплений выделилась неожиданная третья группа. Эти объекты оказались старше тех, что достались нам от слияния с Gaia-Sausage-Enceladus, но моложе «коренных» галактических скоплений. Значит, они попали к нам из другого, более раннего столкновения. Так была обнаружена карликовая галактика LKH, которая содержала около 500 миллионов солнечных масс в звездах — заметную часть массы тогдашнего Млечного Пути. Это слияние стало первым крупным «строительным блоком» нашей галактики.

Раньше считалось, что в самые первые эпохи Млечный Путь рос в основном за счет рождения собственных звезд. Теперь ясно, что уже тогда внешние галактики вносили огромный вклад. Это открытие меняет раннюю историю нашего звездного дома. В планах команды ученых продолжить изучение шаровых скоплений с помощью телескопа Хаббл, чтобы отыскать следы всех крупных слияний, которые когда-либо пережил Млечный Путь, и восстановить его полную биографию от самого рождения.

Деймос, похожий на гигантскую картофелину спутник Марса диаметром всего около 12 километров, давно ставил ученых в тупик. В отличие от своего изрезанного кратерами собрата Фобоса, он выглядит на удивление гладким и молодым, словно его поверхность недавно "отполировали". Главная же его примета — огромная 10-километровая впадина на южном полюсе. Долгое время астрономы не могли понять, как эти две особенности связаны между собой.

Разгадка пришла благодаря команде ученых во главе с Сабиной Радукан из Бернского университета. Они провели около сотни компьютерных симуляций на суперкомпьютере и выяснили: когда-то в прошлом 320-метровый астероид врезался в Деймос на огромной скорости под углом 45 градусов. Удар не разрушил спутник, а образовал на его южном полюсе ту самую впадину и одновременно поднял в воздух огромное облако пыли и обломков. Этот материал позже осел обратно, покрыв всю поверхность слоем рыхлого грунта местами глубиной более 100 метров.

Самое удивительное, что древние кратеры под этим пылевым покрывалом остались нетронутыми. Это значит, что ударная волна от столкновения не прошла сквозь тело Деймоса, а погасла. Такой эффект возможен только в одном случае: спутник внутри крайне пористый и рыхлый, то есть представляет собой гигантскую груду камней, слабо скрепленных друг с другом. По своим свойствам он оказался похож на многие астероиды, что дает ученым пищу для размышлений о его происхождении — возможно, он сформировался из выброшенной с Марса породы.

Что дальше? Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, уже получило подтверждение со снимков зонда HERA, сделанных во время его пролета мимо Марса в 2025 году. А этой осенью к Деймосу и Фобосу отправится японская миссия MMX, которая сможет проверить эти выводы на месте. Ученые надеются, что новые данные окончательно раскроют тайну происхождения этого загадочного спутника и помогут лучше понять, как формируются небесные тела в Солнечной системе.

Биологи из Вагенингенского университета решили выяснить, как летают двукрылые насекомые. Они сравнили 133 вида мух, мошек и комаров, изучив их форму тела, движение крыльев и аэродинамику. Результат оказался неожиданным: несмотря на большое разнообразие видов, большинство из них машут крыльями почти одинаково. Оказывается, законы физики настолько строги, что эволюция просто не может придумать ничего лучше, и все приходят к одному и тому же оптимальному решению. Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.

Но есть одно эффектное исключение из этого правила. Комары бьют крыльями с бешеной скоростью, до тысячи раз в секунду! Это делает их полет ужасно неэффективным: он требует в три раза больше энергии, чем у плодовых мушек такого же размера. Зачем же комарам такая расточительность? Ученые считают, что дело не в полете, а в музыке. Характерный писк комара это его визитная карточка, с помощью которой самцы и самки находят друг друга в плотных роях.

Исследователи проводят смелую аналогию: неэффективный полет комара — это как хвост павлина. Он дорого обходится своему владельцу в плане энергии и даже мешает нормально передвигаться, но зато резко повышает шансы на спаривание. Эволюция пожертвовала аэродинамической эффективностью ради акустической. Это наглядный пример того, как разные эволюционные давления формируют живые организмы: для мух важнее летать экономично, а для комаров важно быть услышанными.

Открытие имеет не только теоретическое, но и прикладное значение. Во-первых, понимание природных аэродинамических решений поможет инженерам создавать лучшие инструменты. Во-вторых, знание того, что звук критичен для размножения комаров, открывает новые способы борьбы с ними. Если нарушить их акустические сигналы, можно помешать насекомым находить партнеров и тем самым сократить их популяцию. Это дает надежду на создание новых методов защиты от переносчиков опасных болезней.

Астрофизик Майкл Гарретт из университета Манчестера предлагает изменить привычные представления о поиске внеземного разума. В своей новой работе он утверждает, что знаменитая формула Дрейка опирается на ошибочный параметр. Вместо общей длительности жизни цивилизации куда важнее то, как долго она вообще остается видимой для внешнего наблюдателя. Оказывается, это "окно обнаружения" может захлопываться за считанные десятилетия, и именно этим объясняется оглушительная тишина из космоса.

Модель Гарретта проста и элегантна. Технологический прогресс любой цивилизации растет экспоненциально, и чем быстрее этот рост, тем короче период, когда ее сигналы попадают в диапазон наших приборов. Если развитие идет медленно, окно обнаружения растягивается на сотни лет. Но в эпоху искусственного интеллекта, который ускоряет прогресс, этот промежуток сжимается до ста лет, а для гипотетических сверхцивилизаций — до каких-то 10-20 лет. Это буквально космическое мгновение, которое просто невозможно застать случайно.

Нагляднее всего этот парадокс иллюстрирует эволюция нашей собственной планеты. С 1930-х по 1990-е годы Земля была идеальной радио-мишенью: мощные аналоговые передатчики буквально кричали в космос. Но сегодня мы перешли на цифровые технологии, оптоволокно и низкомощные распределенные сети. Наша цивилизация стала гораздо тише и незаметнее, даже для самих себя. Получается, что современные поиски SETI, все еще нацеленные на поиск старомодных радиомаяков, уже не смогли бы обнаружить даже нас нынешних.

Что же делать? Майкл Гарретт предлагает три стратегических поворота. Во-первых, переходить от узких частот к широкополосному сканированию всего электромагнитного спектра. Во-вторых, искать не сигналы, а долгоживущие артефакты, например, аномальное тепло от гипотетических мегаструктур, которые не могут нарушать законы термодинамики. И в-третьих, доверить эту задачу искусственному интеллекту, который способен вылавливать в океане астрономических данных любые, даже самые неуловимые аномалии.

В итоге ученый приходит к неожиданно оптимистичному выводу. Великая тишина это не доказательство нашего одиночества, а скорее диагноз нашим методам поиска. Мы ищем не там и не то, а те цивилизации, которые мы могли бы заметить, уже ушли вперед, оставив нас смотреть на пустое место. Но это не повод сдаваться, а причина сменить оптику — и буквально и фигурально. Вместо охоты за радиомаяками прошлого стоит научиться замечать тени будущего, которые могут проступать в астрономических данных. Возможно, мы не видим соседей не потому, что их нет, а потому, что смотрим в зеркало заднего вида, тогда как они уже давно едут впереди.