Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали
НАСА продвигает создание отдельного часового пояса для Луны
Опоздание на поезд или автобус может испортить вам день, но пропустить поездку домой на Землю — это уже совсем другой уровень неудобств.
К счастью, НАСА продвигает планы по введению стандартного часового пояса на Луне. Предложенное координированное лунное время (LTC) будет использоваться для планирования миссий и исследований на Луне, что сделает будущие попытки создать какую-то постоянную базу на лунной поверхности немного проще.
Хотя эта идея обсуждалась и раньше, НАСА заявляет, что теперь будет работать с правительством США, коммерческими партнёрами и международными организациями по стандартизации, чтобы мы всегда знали, который сейчас час на Луне.
«По мере развития коммерческой космической отрасли и активного пребывания на Луне всё большего числа стран возрастает потребность в стандартизации времени», — говорит аэрокосмический инженер Бен Эшман, работающий в группе космической связи и навигации (SCaN) НАСА. «Единое определение времени — важная часть безопасной, устойчивой и стабильной работы».
Исследователи НАСА хотят использовать атомные часы для определения времени на Луне, так же как они используются на Земле. Эти часы основаны на частоте, необходимой для изменения состояния электронов в определённых типах атомов, что позволяет нам отслеживать время с невероятной точностью.
Однако есть одна проблема: гравитационная разница между Землёй и Луной приводит к разнице в длительности каждой секунды, то есть часы на лунной поверхности будут выигрывать у земных примерно 56 микросекунд в день.
«Для чего-то, движущегося со скоростью света, 56 микросекунд — это время, достаточное для преодоления расстояния примерно в 168 футбольных полей», — говорит Шерил Грамлинг, старший инженер навигационных систем в НАСА.
«Если кто-то находится на орбите Луны, то наблюдатель на Земле, не компенсирующий эффект относительности в течение суток, будет считать, что орбитальный астронавт находится на расстоянии примерно 168 футбольных полей от того места, где он находится на самом деле».
Учёные работают над созданием математических моделей, необходимых для решения этой сложной проблемы, а также над тем, чтобы часы астронавтов и операторов наземного контроля лучше синхронизировались.
Как только эти проблемы будут решены, учёные НАСА уверены, что система будет достаточно масштабирована, чтобы быть полезной во всей Солнечной системе, а не только на Луне, что будет удобно для планирования видеозвонков на Марс в один прекрасный день.
Разработка координированного лунного времени является важной частью проекта «Артемида» — усилий НАСА по созданию первого долгосрочного присутствия человека на Луне. Следующий полёт астронавтов на поверхность Луны, в котором примут участие первая женщина и первый цветной человек, ступивший на Луну, запланирован на 2026 год.
Великобритания покончила с угольной энергетикой спустя 142 года
Великобритания перестала производить электроэнергию из угля, что положило конец 142-летней зависимости от ископаемого топлива. Последняя в стране угольная электростанция Рэтклифф-он-Соар закончила работу в начале октября, проработав с 1967 года.
Это знаменует собой важную веху в амбициях страны по снижению своего вклада в изменение климата. Уголь — самое грязное ископаемое топливо, при сжигании которого образуется больше всего парниковых газов. Министр энергетики Майкл Шэнкс сказал: «Как страна мы в долгу перед поколениями».
Великобритания была родиной угольной энергетики, и теперь она стала первой крупной экономикой, которая откажется от неё. «Это действительно знаменательный день, потому что Великобритания, в конце концов, построила всю свою мощь на угле, то есть на промышленной революции», — сказал лорд Дебен — самый долгоживущий министр окружающей среды.
Первая в мире электростанция, работающая на угле, — электростанция Holborn Viaduct — была построена в 1882 году в Лондоне изобретателем Томасом Эдисоном, благодаря чему на улицах столицы появился свет.
Томас Эдисон со своей динамо-машиной — электрогенератором, используемым для производства электрического света, на фото 1882 года
С того момента и до первой половины двадцатого века уголь обеспечивал практически всю электроэнергию в Великобритании, питая дома и предприятия. В начале 1990-х годов уголь начал вытесняться газом, но в течение следующих двух десятилетий он оставался важнейшим компонентом энергосистемы Великобритании. В 2012 году он по-прежнему производил 39% электроэнергии в Великобритании.
Рост возобновляемых источников энергии был настолько успешным, что сроки прекращения использования угольной энергии были перенесены на год вперёд, и в первый понедельник октября станция Рэтклифф-он-Соар была закрыта.
Крис Смит проработала на заводе 28 лет в отделе экологии и химии. Она сказала: «Это очень знаменательный день. Станция работала в ежедневном режиме, и мы всегда делали всё возможное, чтобы она продолжала работать… Это очень печальный момент».
Лорд Дебен служил в правительстве бывшего премьер-министра Маргарет Тэтчер, когда многие угольные шахты Великобритании были закрыты, а тысячи рабочих потеряли работу. Он сказал, что из этого должны быть извлечены уроки для нынешних работников индустрии ископаемого топлива.
«Мне особенно нравится то, как это правительство, да и предыдущее, старается сделать так, чтобы новые рабочие места, среди которых очень много «зелёных», появлялись в тех местах, которые страдают от изменений. Так, в нефтяных районах Северного моря мы должны заниматься улавливанием и хранением углерода, именно там мы должны размещать ветряные и солнечные электростанции», — сказал он.
Учёные обнаружили планету на орбите ближайшей к нашему Солнцу одиночной звезды
С помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (VLT) астрономы обнаружили экзопланету, вращающуюся вокруг звезды Барнарда — ближайшей к нашему Солнцу звезды. На этой недавно обнаруженной экзопланете, масса которой составляет не менее половины массы Венеры, год длится чуть более трёх земных дней. Наблюдения команды также намекают на существование ещё трёх экзопланет-кандидатов, находящихся на различных орбитах вокруг звезды.
Расположенная всего в шести световых годах от нас, звезда Барнарда является второй по близости звёздной системой — после группы из трёх звёзд Альфа Центавра — и самой близкой к нам отдельной звездой. Благодаря своей близости она является основной целью поисков землеподобных экзопланет. Несмотря на многообещающее обнаружение в 2018 году, до сих пор ни одна планета, вращающаяся вокруг звезды Барнарда, не была подтверждена.
Открытие новой экзопланеты, о котором сообщается в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, стало результатом наблюдений, проводившихся в течение последних пяти лет с помощью VLT, расположенного в обсерватории Параналь в Чили. «Даже если это занимало много времени, мы всегда были уверены, что сможем что-то найти», — говорит Хонай Гонсалес Эрнандес, исследователь из Института астрофизики Канарских островов (Испания) и ведущий автор статьи.
Команда искала сигналы от возможных экзопланет в пределах обитаемой или умеренной зоны звезды Барнарда — диапазона, в котором на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Красные карлики, подобные звезде Барнарда, часто становятся объектом внимания астрономов, поскольку маломассивные каменистые планеты там обнаружить легче, чем вокруг более крупных звёзд, похожих на Солнце.
Барнард b, как назвали недавно открытую экзопланету, находится в двадцать раз ближе к звезде Барнарда, чем Меркурий к Солнцу. Она обращается вокруг своей звезды за 3,15 земных суток и имеет температуру поверхности около 125°C. «Барнард b» — одна из самых маломассивных известных экзопланет и одна из немногих, чья масса меньше массы Земли. Но планета находится слишком близко к звезде-хозяину, ближе, чем обитаемая зона», — объясняет Гонсалес Эрнандес. «Даже если звезда окажется примерно на 2500 градусов холоднее нашего Солнца, там всё равно будет слишком жарко для поддержания жидкой воды на поверхности».
Для наблюдений команда использовала ESPRESSO — высокоточный прибор, предназначенный для измерения колебаний звезды, вызванных гравитационным притяжением одной или нескольких орбитальных планет. Результаты, полученные в ходе этих наблюдений, были подтверждены данными других приборов, также специализирующихся на поиске экзопланет: HARPS в обсерватории Ла Силла ESO, HARPS-N и CARMENES. Новые данные, однако, не подтверждают существование экзопланеты, о которой сообщалось в 2018 году.
Помимо подтверждённой планеты, международная команда также обнаружила намёки ещё на три кандидата в экзопланеты, вращающиеся вокруг той же звезды. Однако для подтверждения этих кандидатов потребуются дополнительные наблюдения с помощью ESPRESSO. «Теперь нам нужно продолжить наблюдения за этой звездой, чтобы подтвердить сигналы других кандидатов», — говорит Алехандро Суарес Маскареньо, научный сотрудник Института астрофизики Канарских островов и соавтор исследования. «Но открытие этой планеты, наряду с другими предыдущими открытиями, такими как Проксима b и d, показывает, что на нашем космическом заднем дворе полно планет с низкой массой».
Таинственная тихоокеанская мегаструктура может оказаться морским дном времён динозавров
Пример субдукционных процессов в Атлантике
Учёные обнаружили странный участок Земли глубоко под Тихим океаном, который может объяснить, почему в этом регионе в настоящее время формируется самый быстро распространяющийся в мире океанический хребет — Восточно-Тихоокеанское поднятие.
Используя сейсмические данные, геолог Цзинчуань Ванг из Университета Мэриленда и его коллеги обнаружили древние океанические плиты, скрывающиеся глубоко в недрах Земли, которые могут способствовать этому распространению, и датируются они ещё временами динозавров.
«Наше открытие открывает новые вопросы о том, как глубины Земли влияют на то, что мы видим на поверхности, на огромных расстояниях и временных масштабах», — говорит Ванг.
Посылая отражённые звуковые волны вглубь земли для составления сейсмических карт, Ванг и его команда обнаружили странный сгусток мантии, который удивительно медленно движется под плитой Наска, граничащей с континентальной плитой Южной Америки.
Большая часть объёма Земли состоит из раскалённых силикатных пород, зажатых между холодной, тонкой внешней корой и раскалённым ядром. Этот частично расплавленный слой минералов, называемый мантией, движется циклично в течение десятков миллионов лет из-за сильной разницы температур сверху и снизу. Более плотный и холодный материал втягивается в более тёплые внутренние слои в процессе, называемом субдукцией.
В этом районе плита Наска в настоящее время погружается под Южную Америку, как показано на диаграмме ниже. Но на западной стороне плиты находится быстро растущий океанический хребет и очаг геологической активности под островами Пасхи, а также загадочный структурный разрыв между центральной и восточной частями Тихого океана.
«Мы обнаружили, что в этом регионе материал опускался примерно в два раза быстрее, чем мы ожидали, что говорит о том, что переходная зона мантии может действовать как барьер и замедлять движение материала по Земле», — объясняет Ванг.
Команда определила, что эта плитовая структура холоднее и плотнее, чем окружающие регионы, и, похоже, представляет собой окаменевший кусок древнего морского дна.
«Эта утолщённая область похожа на окаменелый отпечаток древнего куска морского дна, который погрузился в Землю примерно 250 миллионов лет назад», — описывает Ванг. «Это даёт нам возможность заглянуть в прошлое Земли, чего раньше никогда не было».
Поскольку остатки того, что когда-то было океанским дном триасового периода, не расплавились так же полно, как окружающая мантия, они выступают глубже в более горячие слои мантии, что приводит к выпячиванию материала в структуры, называемые суперплюмами.
Ткани сердца на МКС бьются в два раза слабее, чем на Земле
Как космические полёты влияют на сердце астронавта? Именно этот вопрос побудил учёных из Университета Джонса Хопкинса отправить 48 образцов биоинженерной сердечной ткани на Международную космическую станцию, где за ними наблюдали в течение 30 дней и сравнивали с идентичными образцами на Земле.
Команда исследовала, как низкая гравитация влияет на силу сокращения клеток, и на любые нерегулярные ритмы биения.
Результаты оказались тревожными — учёные обнаружили, что клетки сердца «действительно не очень хорошо себя чувствуют в космосе», сокращаясь примерно в два раза слабее, чем контрольные образцы на Земле, — тревожными, но не удивительными.
Предыдущие исследования показали, что после возвращения на Землю у астронавтов наблюдается снижение функции сердечной мышцы и нерегулярное сердцебиение, называемое аритмией. Хотя некоторые из этих последствий космических путешествий исчезают со временем, исчезают всё-таки не все — и это будет иметь значительные последствия для долгосрочных космических миссий, включая возможные полёты на Луну и, возможно, даже на Марс.
Деок-Хо Ким, профессор биомедицинской инженерии и медицины в Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса, возглавил проект по отправке сердечной ткани на космическую станцию. Он и его тогдашний аспирант Джонотан Цуй создали биоинженерную сердечную ткань из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (iPSC).
Клетки выращивались в устройствах «орган-на-чипе», представляющих собой миниатюрные модели различных органов, в которых искусственные или естественные ткани и клетки выращиваются внутри микрофлюидных чипов. В данном случае 3D-чип был разработан таким образом, чтобы имитировать сердце взрослого человека в камере размером в половину стандартного сотового телефона.
