Новости науки AB-NEWS

Межзвездная комета 3I/ATLAS, обнаруженная в июле прошлого года, стала ценной находкой для астрономов. Это всего третий объект из-за пределов Солнечной системы, который удалось зафиксировать человечеству, и его необычайная яркость позволила провести беспрецедентные по точности измерения. Ученые из НАСА под руководством Мартина Кординера, используя телескопы «Джеймс Уэбб» и ALMA, выяснили, что этот ледяной скиталец хранит в себе тайны, возраст которых исчисляется миллиардами лет.

Главное открытие заключается в уникальном изотопном составе кометы. Содержание дейтерия — тяжелого водорода, в 3I/ATLAS примерно в 30 раз выше, чем у любых объектов нашей Солнечной системы. Такое соотношение элементов может сформироваться только в экстремально холодной среде с температурой около минус 243 градусов Цельсия. Эти данные не просто удивляют, они меняют представления о том, как могли выглядеть условия в далеких уголках галактики, где рождались первые планетные системы задолго до появления нашего Солнца.

Самое поразительное — это возраст небесной странницы. Согласно расчетам, возраст кометы 3I/ATLAS может достигать 10-12 миллиардов лет, что почти в три раза превышает возраст нашей Солнечной системы (4,5 миллиарда лет). Ученые предполагают, что она сформировалась в эпоху «космического полудня» — периода, когда во Вселенной активно рождались новые звезды. Заброшенная в межзвездное пространство во время турбулентных процессов формирования планет, комета провела миллиарды лет в одиночестве, путешествуя по невообразимым траекториям вокруг центра Млечного Пути, пока ее путь случайно не пересекся с нашей планетной системой.

Хотя точный возраст кометы пока остается вероятностной оценкой, даже самые осторожные прогнозы утверждают, что она определенно старше любого тела, сформировавшегося в пределах Солнечной системы. В ближайшее время, с полным вводом в строй мощной обсерватории имени Веры Рубин в Чили, астрономы рассчитывают обнаруживать такие межзвездные объекты значительно чаще, превращая разрозненные случайные находки в систематическое исследование галактического масштаба.

Долгое время биологи были уверены, что горизонтальный перенос генов — обмен наследственной информацией между неродственными видами, это прерогатива бактерий и микробов. Считалось, что у сложных организмов, таких как насекомые или млекопитающие, такие «заимствования» случаются крайне редко и практически не оставляют следа. Однако международная команда исследователей, опубликовавшая свою работу в журнале PNAS, решила проверить эту догму на примере тараканов и их постоянных бактериальных спутников — микробов Blattabacterium cuenoti. И результат оказался шокирующим: геномы насекомых оказались настоящим архивом чужеродных генетических фрагментов.

Ученые просканировали 18 разных видов тараканов и нашли в их ДНК более 40 тысяч бактериальных вставок. У некоторых австралийских роющих тараканов количество таких фрагментов превышало три тысячи на геном — это в десять раз больше, чем фиксировалось у любых других многоклеточных животных. Эти кусочки ДНК не лежат компактно, а разбросаны по всем хромосомам, словно кто-то рассыпал генетический «песок». Причем многие вставки оказались химерными, сшитыми из разных участков бактериального генома, что указывает на сложные процессы починки ДНК внутри клеток хозяина.

Самое удивительное, что эти бактериальные фрагменты не просто случайно попали в геном, они закрепились там и начали передаваться по наследству от поколения к поколению. Некоторые вставки сохраняются в определенных линиях тараканов как минимум 29 миллионов лет! Это говорит о том, что они либо оказались полезными для насекомых, либо были настолько нейтральными, что эволюция не сочла нужным от них избавляться. Интересно, что от 91 до 95 процентов вставок остаются «молчащими» и не считываются в РНК, однако оставшиеся несколько процентов активно транскрибируются и даже встраиваются в рабочие гены, что намекает на их потенциальную функциональную роль.

Это исследование доказывает, что горизонтальный перенос генов у сложных организмов происходит гораздо масштабнее, чем предполагалось ранее. Тараканы предстают перед нами не как чистые носители собственной наследственности, а как живые мозаики, в которых переплетаются миллионы лет эволюции хозяина и его бактериальных партнеров. Открытие ставит перед учеными новые вопросы: влияют ли эти вставки на устойчивость тараканов к ядам, их поведение или способность выживать в экстремальных условиях. Ближайшие исследования эндосимбиотических организмов, вероятно, откроют еще немало подобных «генетических кладов», и мы лишь начинаем понимать, насколько сложна и переплетена эволюционная история жизни на Земле.

Более ста миллионов лет назад в окрестностях Солнечной системы произошло одно из самых ярких событий во Вселенной — слияние двух нейтронных звезд, породившее килоновую. Этот колоссальный взрыв оказался настолько мощным, что выбросил в межзвездное пространство огромное количество тяжелых элементов, включая радиоактивные изотопы плутония и кюрия. И хотя само событие давно кануло в вечность, его «эхо» в виде атомов-долгожителей до сих пор продолжает оседать на нашей планете. Ученые нашли неоспоримые доказательства этого в самой неожиданной летописи — на дне Тихого океана.

Исследователи из Германии и Австралии изучили железомарганцевую кору, которая растет со скоростью буквально нескольких миллиметров за миллион лет. Этот природный архив, поднятый с четырехкилометровой глубины, позволил заглянуть в прошлое на десятки миллионов лет. Используя сверхчувствительный ускорительный масс-спектрометр в австралийском центре ANSTO, команда выделила из килограмма породы всего несколько сотен атомов плутония-244. Но самое удивительное ждало их дальше — эти атомы были распределены по слоям равномерно, без пиков, связанных со вспышками сверхновых, которые случались два и семь миллионов лет назад.

Ключевым моментом стало отсутствие кюрия-247, который, согласно теории, должен был родиться вместе с плутонием в равных количествах. Но период полураспада кюрия "всего" 16 миллионов лет — намного меньше, чем у плутония (81 миллион лет). Поскольку ученые не нашли ни одного межзвездного атома кюрия, это означает лишь одно: взрыв случился так давно, что кюрий попросту распался весь без остатка. Математический анализ показал, что событие произошло как минимум 100 миллионов лет назад, но при этом не более миллиарда — иначе исчез бы и плутоний. Такое совпадение идеально указывает именно на килоновую звезду, а не на сверхновую.

Теперь перед исследователями открываются новые захватывающие горизонты. Остается открытым вопрос: мог ли этот взрыв повлиять на биосферу или климат древней Земли? Возможно, ответы скрыты в еще более старых горных породах или в лунном грунте, где космическая пыль миллионы лет лежала нетронутой.

Осколки этого взрыва в виде тяжелых трансурановых элементов до сих пор продолжают оседать на Земле, что дает ученым уникальную возможность изучать процессы образования элементов, которые невозможны в обычных звездах.

Недавняя публикация правительством США сотен рассекреченных отчетов о неопознанных аномальных явлениях, охватывающих период с 1940-х годов до наших дней, вкупе с новым фильмом Стивена Спилберга «День раскрытия» вновь разожгла интерес публики к инопланетным визитам. Опросы в Австралии, США и других странах показывают, что около трети населения верит в присутствие пришельцев на Земле. Однако научное сообщество относится к таким заявлениям с огромным скепсисом, и вот почему.

Первая причина — это поистине невообразимые масштабы космоса. Ближайшая к Солнцу звезда, Проксима Центавра, находится в 4,3 световых годах от нас. Даже самый быстрый современный зонд Parker Solar Probe, развивающий скорость 191 километр в секунду, добирался бы до нее почти 6650 лет. Если же разогнаться до околосветовой скорости, вступают в силу законы Эйнштейна: для пассажиров корабля время замедлится, и, вернувшись домой, они обнаружат, что на их родной планете прошли века или даже тысячелетия — они станут настоящими изгнанниками во времени.

Вторая проблема — чудовищные энергетические затраты. При приближении к скорости света масса космического корабля стремится к бесконечности, а значит, требует бесконечного количества энергии для разгона, что физически невозможно. Кроме того, космос не абсолютно пуст: рассеянные атомы водорода при ударе об обшивку на околосветовой скорости превращаются в смертоносное излучение, которое разрушит и корпус, и все живое внутри. Зачем тратить столько ресурсов на путешествие к Земле, если развитая цивилизация способна добыть все необходимое у себя дома?

Третья причина кроется в уникальности нашей биосферы. Земная жизнь и планета развивались совместно миллиарды лет. Кислород, которым мы дышим, на самом деле крайне реактивен и был бы ядовит для инопланетных организмов, эволюционировавших в иной среде. Интересно, что ни в одном сообщении о наблюдении НЛО не описываются защитные скафандры, которые были бы абсолютно необходимы пришельцам для выживания в нашей агрессивной атмосфере.

Так существуют ли инопланетяне где-то во Вселенной? Скорее всего, да — число планет в Галактике огромное, и часть из них может быть обитаема. Ученые ищут разумные сигналы с помощью проектов SETI и Breakthrough Listen, но пока безуспешно. Однако, как было отмечено еще в журнале Nature в 1959 году, если не искать, вероятность успеха падает до нуля. Так что инопланетяне, вероятно, есть — но они не посещают Землю, и скорее всего, никогда не посещали.

Миф о «когнитивном щелчке» рушится. Долгое время археологи верили в «быструю человеческую эволюцию»: будто 50 тысяч лет назад мозг Homo sapiens внезапно переключился на современный режим, и люди сразу начали создавать искусство, сложные орудия и расселяться по всему миру. Но антрополог Хув С. Гроукатт в журнале Quaternary Science Reviews называет эту красивую историю иллюзией. По его данным, никакого единого момента озарения не было, это археологи сами хотят верить в простые объяснения.

Гроукатт показывает, что и анатомия, и поведение анатомически современных людей складывались мозаично. Где-то уже 300 тысяч лет назад появлялись черты, которые мы считаем современными, а где-то архаичные признаки сохранялись до 12 тысяч лет назад. Бусы из раковин, костяные орудия и сложные инструменты возникали на короткое время, потом исчезали, словно эксперименты, а не финальные достижения. Африка была не единым очагом эволюции, а полем медленных и неравномерных проб.

Одну и ту же окаменелость можно датировать по-разному — например, возраст челюсти из пещеры Мислия «прыгает» от 70 до 190 тысяч лет в зависимости от метода. Генетика тоже не находит никакого внезапного переключателя: вместо одной мутации, долгая и запутанная история смешения популяций. И если судить о расселении из Африки только по костям, или только по орудиям, или только по ДНК, то получатся три совершенно разные истории.

Что в итоге? Эволюция Homo sapiens была не взрывом, а медленным, регионально изменчивым процессом без единого стартового сигнала. Гроукатт призывает ученых перестать выборочно выбирать удобные факты из разных дисциплин и честно работать с противоречиями. Правда сложнее, чем «момент озарения», но именно за этой сложностью стоит реальная история нашего вида.

С 1992 года человечество подтвердило существование более 6000 экзопланет, а еще около 7000 кандидатов ждут своей очереди. В одной только галактике Млечный Путь, где насчитывается свыше 100 миллиардов звезд, на каждую звезду в среднем приходится одна планета. Но среди этого океана миров главный вопрос остается без ответа: есть ли там жизнь?

Единственный способ заметить признаки жизни издалека — проанализировать газовую оболочку планеты. Именно атмосфера защищает поверхность от космической радиации и может выдать биологические процессы. Однако для начала нужно понять, какие планеты вообще способны удерживать такую оболочку достаточно долго, чтобы у жизни появился шанс.

Ученые разработали модель обитаемости для планет меньше Земли (STEHM). С помощью вычислительного кода ExoPlex они создали шесть профилей миров радиусом от 0,5 до 1,0 земного. Учитывались состав мантии, запасы углерода, концентрации радиоактивных элементов (тория, урана, калия) и даже температура «горячего старта» при формировании планеты.

Результат оказался четким: планеты с радиусом менее 0,7 земного теряют атмосферу уже в течение миллиарда лет — это слишком мало для развития сложной жизни. А вот миры размером от 0,8 R⊕ и выше могут сохранять газовую оболочку 10 миллиардов лет и дольше, если находятся в обитаемой зоне у звезды, подобной Солнцу. Модель успешно предсказала плотную атмосферу Венеры и почти полную потерю у Марса, подтвердив свою надежность.

Теперь у астрономов появился простой фильтр по размеру: не тратить драгоценное время телескопов на планеты мельче 80% земного радиуса — у них почти нет шансов. Это сильно сужает круг поиска. Ученые уже готовят следующий этап, сравнение планет с жесткой «застойной крышкой» и миров с подвижной тектоникой плит, как у Земли. Возможно, мы только начинаем понимать, насколько уникальна наша планета и почему до сих пор не встретили соседей по Вселенной.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (NASA) впервые напрямую обнаружил метан на межзвездном объекте — комете 3I/ATLAS. Также подтверждено, что она аномально богата углекислым газом. Результаты наблюдений с помощью прибора MIRI опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Когда комета 3I/ATLAS уже миновала Солнце и начала удаляться на окраины солнечной системы, телескоп «Уэбб» провел два сеанса наблюдений — в середине и в конце декабря. Именно тогда исследователей ждал сюрприз. Впервые на межзвездном объекте удалось зафиксировать метан, и появился он не сразу, а с заметной задержкой. Это значит, что метановый лед не лежал на поверхности, а был скрыт под плотной корой. Только спустя время, когда солнечное тепло проникло вглубь, газ начал выделяться в космос. Причем отношение метана к воде оказалось на удивление высоким — такие пропорции не встречаются у комет, родившихся в нашей Солнечной системе.

Но это еще не все. Наблюдения подтвердили, что 3I/ATLAS выделяет гораздо больше углекислого газа по сравнению с водой, чем типичные кометы Солнечной системы. Оба этих факта — и метановое изобилие, и углекислый газ говорят об одном: эта межзвездная странница родилась в совершенно иных, непохожих на наши условиях. Она несет в себе «отпечаток» своей далекой и, вероятно, очень древней родины, давая ученым уникальную возможность заглянуть в процессы формирования вещества в другой планетной системе.

Где сейчас комета? По мере удаления от Солнца выделение газа у кометы резко упало. Это ожидаемо: чем дальше от звезды, тем холоднее. Сейчас комета находится между орбитами Юпитера и Сатурна, на расстоянии более 1 миллиарда километров от нас, и становится невидимой даже для очень мощных телескопов. Астрономы уже потеряли ее из виду, и, скорее всего, она исчезла навсегда, уходя в глубины космоса.