Наука
Астрономы открыли новую небольшую планету на краю Солнечной системы и утверждают, что еще дальше скрывается еще одна более крупная планета.
В другом исследовании команда ученых обнаружила астероид со своей системой колец , похожих на кольца Сатурна.
Карликовые планеты
Новая карликовая планета пока была названа 2012 VP113 , а ее солнечная орбита находится далеко за пределами известного нам края Солнечной системы.
Ее отдаленное положение указывает на гравитационное влияние другой более крупной планеты, которая возможно в 10 раз больше Земли и которую еще предстоит обнаружить.
Три фотографии открытой карликовой планеты 2012 VP113, сделанные с разницей в 2 часа 5 ноября 2012 года.
Ранее считалось, что в этой отдаленной части Солнечной системы находится только одна маленькая планета Седна .
Орбита Седны находится на расстоянии, которое в 76 раз больше расстояния от Земли до Солнца, а ближайшая орбита 2012 VP113 в 80 раз больше расстояния от Земли до Солнца или составляет 12 миллиардов километров.
Орбита Седны и карликовой планеты 2012 VP113. Также пурпурным цветом обозначены орбиты планет-гигантов. Пояс Койпера обозначен синими точками.
Исследователи использовали камеру DECam в Андах Чили для открытия 2012 VP113. С помощью телескопа Магеллан они установили ее орбиту и получили информацию о ее поверхности.
Облако Оорта
Карликовая планета Седна.
Диаметр новой планеты составляет 450 км по сравнению с 1000 км у Седны. Она может быть частью Облака Оорта - области, которая существует за пределами пояса Койпера – пояса ледяных астероидов, которые вращаются еще дальше планеты Нептун.
Ученые намерены продолжить поиск отдаленных объектов в Облаке Оорта, так как они могут многое рассказать о том, как формировалась и развивалась Солнечная система.
Они также считают, что размер некоторых из них может быть больше Марса или Земли , но так как они находятся так далеко, их сложно обнаружить с помощью существующих технологий.
Новый астероид в 2014 году
Другая команда исследователей нашла ледяной астероид, окруженный двойной системой колец, похожих на кольца Сатурна. Только у трех планет: Юпитера, Нептуна и Урана есть кольца.
Ширина колец вокруг 250-километрового астероида Чарикло составляет 7 и 3 километра соответственно, а расстояние между ними – 8 км. Они были обнаружены телескопами с семи мест в Южной Америке, включая Европейскую южную обсерваторию в Чили.
Ученые не могут объяснить наличие колец у астероида. Возможно, они состоят из камней и частиц льда, сформировавшихся из-за столкновения с астероидом в прошлом.
Возможно астероид находится в похожей эволюционной стадии, что и Земля раннего периода, после того как объект размером с Марс столкнулся с ней и сформировал кольцо мусора, которое соединилось в Луну.
Физикам уже более ста лет известно о квантовых эффектах, например, способности квантов исчезать в одном месте и появляться в другом, или же находиться в двух местах одновременно. Однако поразительные свойства квантовой механики применимы не только в физике, но и в биологии.
Лучший пример квантовой биологии - фотосинтез: растения и некоторые бактерии используют энергию солнечного света, чтобы построить нужные им молекулы. Оказывается, фотосинтез на самом деле опирается на поразительное явление - маленькие массы энергии «изучают» все возможные пути для самоприменения, а затем «выбирают» самый эффективный. Возможно, навигация птиц, мутации ДНК и даже наше обоняние так или иначе опираются на квантовые эффекты. Хотя эта область науки пока весьма умозрительна и спорна, учёные считают, что однажды почерпнутые из квантовой биологии идеи могут привести к созданию новых лекарств и биомиметических систем (биомиметрика - ещё одна новая научная область, где биологические системы и структуры используются для создания новых материалов и устройств).
3. Экзометеорология
Юпитер
Наряду с экзоокеанографами и экзогеологами, экзометеорологи заинтересованы в изучении природных процессов, происходящих на других планетах. Теперь, когда благодаря мощным телескопам стало возможно изучать внутренние процессы на близлежащих планетах и спутниках, экзометеорологи могут следить за их атмосферными и погодными условиями. и Сатурн со своими невероятными масштабами - первые кандидаты для исследований, так же как и Марс с регулярными пылевыми бурями.
Экзометеорологи изучают даже планеты за пределами нашей Солнечной системы. И что интересно, именно они могут в итоге найти признаки внеземной жизни на экзопланетах путём обнаружения в атмосфере органических следов или повышенного уровня углекислого газа - признака индустриальной цивилизации.
4. Нутригеномика
Нутригеномика - это изучение сложных взаимосвязей между пищей и экспрессией генома. Учёные, работающие в этой области, стремятся к пониманию роли генетических вариаций и диетических реакций на то, как именно питательные вещества влияют на геном.
Еда действительно оказывает огромное влияние на здоровье - и начинается всё в буквальном смысле на молекулярном уровне. Нутригеномика работает в обоих направлениях: изучает, как именно наш геном влияет на гастрономические предпочтения, и наоборот. Основной целью дисциплины является создание персонализированного питания - это нужно для того, чтобы наша еда идеально подходила нашему уникальному набору генов.
5. Клиодинамика
Клиодинамика - это дисциплина, сочетающая в себе историческую макросоциологию, экономическую историю (клиометрику), математическое моделирование долгосрочных социальных процессов, а также систематизацию и анализ исторических данных.
Название происходит от имени греческой музы истории и поэзии Клио. Проще говоря, клиодинамика - это попытка предугадать и описать широкие социальные связи истории - и для изучения прошлого, и как потенциальный способ предсказать будущее, например, для прогнозов социальных волнений.
6. Синтетическая биология
Синтетическая биология - это проектирование и строительство новых биологических частей, устройств и систем. Она также включает в себя модернизацию существующих биологических систем для бесконечного количества полезных применений.
Крейг Вентер, один из ведущих специалистов в этой области, заявил в 2008-м году, что он воссоздал весь геном бактерии путем склеивания её химических компонентов. Два года спустя его команда создала «синтетическую жизнь» - молекулы ДНК, созданные при помощи цифрового кода, а затем напечатанные на 3D-принтере и внедрённые в живую бактерию.
В дальнейшем биологи намерены анализировать различные типы генома для создания полезных организмов для внедрения в тело и биороботов, которые смогут производить химические вещества - биотопливо - с нуля. Есть также идея создать борющуюся с загрязнениями искусственную бактерию или вакцины для лечения серьёзных болезней. Потенциал у этой научной дисциплины просто огромный.
7. Рекомбинантная меметика
Эта область науки только зарождается, однако уже сейчас ясно, что это только вопрос времени - рано или поздно учёные получат лучшее понимание всей человеческой ноосферы (совокупности всей известной людям информации) и того, как распространение информации влияет на практически все аспекты человеческой жизни.
Подобно рекомбинантной ДНК, где различные генетические последовательности собираются вместе, чтобы создать нечто новое, рекомбинантная меметика изучает, каким образом - идеи, передающиеся от человека к человеку - могут быть скорректированы и объединены с другими мемами и мемеплексами - устоявшимися комплексами взаимосвязанных мемов. Это может оказаться полезным в «социально-терапевтических» целях, например, борьбы с распространением радикальных и экстремистских идеологий.
8. Вычислительная социология
Как и клиодинамика, вычислительная социология занимается изучением социальных явлений и тенденций. Центральное место в этой дисциплине занимает использование компьютеров и связанных с ними технологий обработки информации. Конечно, эта дисциплина получила развитие только с появлением компьютеров и повсеместным распространением интернета.
Особое внимание в этой дисциплине уделяется огромным потокам информации из нашей повседневной жизни, например, письмам по электронной почте, телефонным звонкам, постам в социальных сетях, покупкам по кредитной карте, запросам в поисковиках и так далее. Примерами работ может послужить исследование структуры социальных сетей и того, как через них распространяется информация, или же как в интернете возникают интимные отношения.
9. Когнитивная экономика
Как правило, экономика не связана с традиционными научными дисциплинами, но это может измениться из-за тесного взаимодействия всех научных отраслей. Эту дисциплину часто путают с поведенческой экономикой (изучением нашего поведения в контексте экономических решений). Когнитивная же экономика - это наука о том, как мы думаем. Ли Колдуэлл, автор блога об этой дисциплине, пишет о ней:
«Когнитивная (или финансовая) экономика… обращает внимание на то, что на самом деле происходит в разуме человека, когда он делает выбор. Что представляет собой внутренняя структура принятия решения, что на это влияет, какую информацию в этот момент воспринимает разум и как она обрабатывается, какие у человека внутренние формы предпочтения и, в конечном счете, как все эти процессы находят отражение в поведении?».
Иными словами, учёные начинают свои исследования на низшем, упрощённом уровне, и формируют микромодели принципов принятия решений для разработки модели масштабного экономического поведения. Часто эта научная дисциплина взаимодействует со смежными областями, например, вычислительной экономикой или когнитивной наукой.
10. Пластиковая электроника
Обычно электроника связана с инертными и неорганическими проводниками и полупроводниками вроде меди и кремния. Но новая отрасль электроники использует проводящие полимеры и проводящие небольшие молекулы, основой которых является углерод. Органическая электроника включает в себя разработку, синтез и обработку функциональных органических и неорганических материалов наряду с развитием передовых микро- и нанотехнологий.
По правде говоря, это не такая уж и новая отрасль науки, первые разработки были сделаны ещё в 1970-х годах. Однако свести все наработанные данные воедино получилось только недавно, в частности, за счёт нанотехнологической революции. Благодаря органической электронике у нас скоро могут появиться органические солнечные батареи, самоорганизующиеся монослои в электронных устройствах и органические протезы, которые в перспективе смогут заменить человеку повреждённые конечности: в будущем так называемые киборги, вполне возможно, будут состоять в большей степени из органики, чем из синтетических частей.
11. Вычислительная биология
Если вам одинаково нравятся математика и биология, то эта дисциплина как раз для вас. Вычислительная биология стремится понять биологические процессы посредством языка математики. Это в равной степени используется и для других количественных систем, например, физики и информатики. Учёные из Университета Оттавы объясняют, как это стало возможным:
«По мере развития биологического приборостроения и лёгкому доступу к вычислительным мощностям, биологии как таковой приходится оперировать всё большим количеством данным, а скорость получаемых знаний при этом только растёт. Таким образом, осмысление данных теперь требует вычислительного подхода. В то же время, с точки зрения физиков и математиков, биология доросла до такого уровня, когда теоретические модели биологических механизмов могут быть проверены экспериментально. Это и привело к развитию вычислительной биологии.»
Ученые, работающие в этой области, анализируют и измеряют всё, начиная от молекул и заканчивая экосистемами.
Как работает «мозгопочта» - передача сообщений от мозга к мозгу через интернет
10 тайн мира, которые наука, наконец, раскрыла
10 главных вопросов о Вселенной, ответы на которые учёные ищут прямо сейчас
8 вещей, которые не может объяснить наука
2500-летняя научная тайна: почему мы зеваем
3 самых глупых аргумента, которыми противники Теории эволюции оправдывают своё невежество Можно ли с помощью современных технологий реализовать способности супергероев?
«Это не было каким-то обычным временным изменением. Это было полноценное пространственное разделение», — говорит Крюйер.
Что-то должно было удерживать их разделенными такое продолжительное время. И этим «чем-то», по мнению авторов исследования, вероятнее всего, являлся молодой Юпитер.
«Вряд ли это было что-то другое», — добавляет Крюйер.
«Это очень интересная работа, дающая очень интересные результаты, хорошо согласующиеся с нашими нынешними представлениями об истории Солнечной системы. Вероятнее всего, все так и было», — комментирует работу исследователей Константин Батыгин, планетарный астрофизик Калифорнийского технологического института, не принимавший участия в исследовании.
Батыгин сравнивает планетологов с детективами. И те и другие исследуют места событий в поиске оставшихся намеков о том, что на самом деле произошло.
«Порой на месте преступления крошечные капли крови на потолке могут рассказать гораздо больше, чем отрезанные конечности», — говорит Батыгин.
Согласно этой аналогии, планеты представляют собой те самые конечности, в то время как метеориты – капли крови. Но, как и при поиске нужных улик, добавляет ученый, всегда остается место для сомнений.
Например, по мнению астронома Юго-Восточного исследовательского института Колорадо Кевина Уолша, все могло быть совсем иначе. В то время структура протодиска Солнечной системы могла сама разделить метеориты на группы.
«Хотя никто не исключает варианта, что мы просто плохо понимаем особенности распределения метеоритов и астероидов в ранней Солнечной системе, и планета с массой Юпитера на самом деле могла и не играть столь значимой роли во всем этом».
Тем не менее новое исследование пока только подтверждает более ранние идеи о молодой Солнечной системе и в частности эволюции Юпитера. Например, согласно одной из них, носящей название гипотезы большого отклонения, Юпитер начал менять орбиту в ранний период истории Солнечной системы, причем сначала планета приближалась к Солнцу, а затем начала удаляться от светила - подобно лавирующей яхте (отсюда и название, взятое из парусного спорта). Идея была предложена самим Уолшем и получила поддержку других ученых в 2011 году.
Притягивание к Солнцу могло происходить ровно до того момента, пока не сформировался Сатурн, который начал тянуть Юпитер обратно от светила. Такая перетяжка, в свою очередь, могла стать причиной объединения групп метеоритов в единый пояс. Более того, по мнению некоторых ученых, молодой и массивный Юпитер может являться объяснением тому, почему наша Земля получилась относительно маленькой и имеет относительно тонкую атмосферу.
«С галактической точки зрения мы являемся жителями очень странной планеты», — комментирует Батыгин.
Научные данные указывают, что Земля появилась из солнечной туманности примерно через 100 миллионов лет после формирования системы и к этому моменту обладала слишком малой гравитацией, «чтобы нарастить богатую водородом и гелием атмосферу», как правило, встречающуюся у других миров. Благодарить за это нужно Юпитер, который буквально высосал большинство этого материала себе.
Охотники за экзопланетами, наблюдающие за другими звездными системами, обнаружили несколько супер-Земель – планет размером больше Земли, но меньше таких газовых гигантов, как Нептун. Несколько из этих экзопланет больше Земли всего в два раза и находятся в обитаемых зонах своих звезд. По мнению Крюйера, причиной, по которой наша Солнечная система лишена супер-Земель, как раз заключается в Юпитере и его влиянии.
«Даже в своем младенчестве Юпитер оказал серьезное влияние на динамику и эволюцию Солнечной системы. Несмотря на то, что это влияние сейчас сократилось, полностью он его не утратил. Даже через миллион лет Юпитер будет играть важную роль в том, как будет выглядеть наша система», — соглашается Джонсон.
Как все мы знаем Солнце - это самая близкая к Земле звезда, источник света, тепла и жизни на нашей планете.
История появления Солнца
Согласно научным сведениям своим появлением Солнце обязано гигантскому пылевому и газовому облаку, находившемуся на месте Солнечной системы больше 5 миллиардов лет назад. Вышеупомянутое облако - это остатки старых разрушенных звезд. В центре облака под действием гравитации сначала сформировался некий сгусток материи и газа - протозвезда. Под все нарастающим давлением и силой тяжести протозвезда в какой-то момент вспыхнула и превратилась в молодую звезду. В недрах новорожденной звезды начали происходить термоядерные процессы - образование гелия из водорода. Как побочное действие этих реакций, появились свет и тепло, благодаря которым на Земле и зародилась жизнь.
А что еще нам известно о Солнце, помимо того, что без него земная жизнь возможно бы и не зародилась?
10 достаточно новых научных сведений и фактов о Солнце
- Солнце непрерывно "худеет" то есть уменьшается его масса. Выяснилось, что, что за 1 секунду светило уменьшается на 4 миллиона тонн.
- Сила гравитации на Солнце в 28 раз больше, чем на Земле. То есть если представить, что человек попал на поверхность Солнца, то его вес был бы в 28 раз больше.
- Если Солнце станет лишь на 40 процентов ярче, то вся жидкость - реки, моря, океаны на Земле мгновенно испарится. Ученые рассчитали, что через 1,1 миллиарда лет яркость Солнца увеличится на 10%.
- Солнце является одной из 6 тыс. звезд, которые видно с поверхности нашей планеты невооруженным глазом.
- Все тела Солнечной системы - планеты, их спутники, астероиды благодаря силе тяжести Солнца постепенно к нему притягиваются. Когда-нибудь Солнце, подарившее жизнь нашей планете притянет и поглотит ее.
- Свет, который излучает Солнце, достигает Земли всего за 8,3 минуты. За этот короткий отрезок времени он проходи 149,6 млн. км.
- Помимо тепла и света наше светило излучает солнечный ветер - скоростной поток протонов и электронов.
- Температура на поверхности Солнца 5,5 тыс. градусов, а в ядре 13,5 млн. градусов.
- Возраст Солнца в данный момент уже перевалил за его середину. То есть можно сказать, что Солнце это звезда среднего возраста.
В январе 2016 года ученые объявили, что в Солнечной системе, возможно, есть еще одна планета. Ее ищут многие астрономы, исследования пока приводят к неоднозначным выводам. Тем не менее первооткрыватели Планеты Х уверены в ее существовании. рассказывает о последних результатах работы в этом направлении.
О возможном обнаружении за пределами орбиты Плутона Планеты Х астрономы и Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института (США). Девятая планета Солнечной системы, если она существует, примерно в 10 раз тяжелее Земли, а по своим свойствам напоминает Нептун - газовый гигант, самую далекую из известных планет, вращающихся вокруг нашего светила.
По оценкам авторов, период обращения Планеты Х вокруг Солнца - 15 тысяч лет, ее орбита сильно вытянута и наклонена относительно плоскости земной орбиты. Максимальное удаление от Солнца Планеты Х оценивается в 600-1200 астрономических единиц, что выводит ее орбиту за пределы пояса Койпера, в котором располагается Плутон. Происхождение Планеты Х неизвестно, но, как полагают Браун и Батыгин, этот космический объект 4,5 миллиарда лет назад был выбит из протопланетного диска вблизи Солнца.
Эту планету астрономы обнаружили теоретически, анализируя оказываемое ею на другие небесные тела в поясе Койпера гравитационное возмущение - траектории шести крупных транснептуновых объектов (то есть расположенных за орбитой Нептуна) оказались объединены в один кластер (со сходными аргументами перигелия, долготой восходящего узла и наклонением). Вероятность ошибки в своих расчетах Браун и Батыгин изначально оценили в 0,007 процента.
Где именно находится Планета Х - неизвестно, какую часть небесной сферы следует отслеживать телескопам - непонятно. Небесное тело расположено настолько далеко от Солнца, что заметить его излучение современными средствами крайне сложно. А доказательства существования Планеты Х, основанные на оказываемом ею гравитационном влиянии на небесные тела в поясе Койпера, - лишь косвенные.
Видео: caltech / YouTube
В июне 2017 года астрономы из Канады, Великобритании, Тайваня, Словакии, США и Франции результаты поиска Планеты Х с использованием каталога транснептуновых объектов OSSOS (Outer Solar System Origins Survey). Были изучены элементы орбиты восьми транснептуновых объектов, на движение которых Планета Х должна была бы повлиять - объекты сгруппировались бы определенным образом (кластеризовались) по своим наклонениям. Среди восьми объектов четыре рассмотрены впервые, все они удалены от Солнца на расстояние более 250 астрономических единиц. Оказалось, что параметры одного объекта, 2015 GT50, не укладываются в кластеризацию, что заставило усомниться в существовании Планеты Х.
Однако первооткрыватели планеты Х полагают, что 2015 GT50 не противоречит их расчетам. Как отметил Батыгин, численное моделирование динамики Солнечной системы, включающее Планету Х, показывает, что за пределами большой полуоси в 250 астрономических единиц должны существовать два кластера небесных тел, чьи орбиты выровнены Планетой Х: один - стабильный, второй - метастабильный. Хотя объект 2015 GT50 не входит ни в один из этих кластеров, он все равно воспроизводится моделированием.
Батыгин полагает, что может быть несколько таких объектов. Вероятно, с ними связано положение малой полуоси Планеты Х. Астроном подчеркивает, что с момента опубликования данных о Планете Х на ее существование указывают уже не шесть, а 13 транснептуновых объектов, из них к стабильному кластеру относятся 10 небесных тел.
Пока одни астрономы сомневаются в Планете Х, другие находят новые свидетельства в ее пользу. Испанские ученые Карлос и Рауль де ла Фуэнте Маркос исследовали параметры орбит комет и астероидов в поясе Койпера. Обнаруженные аномалии движения объектов (корреляции между долготой восходящего узла и наклонением) легко объясняются, по мнению авторов, присутствием в Солнечной системе массивного тела, большая полуось орбиты которого составляет 300-400 астрономических единиц.
Более того, в Солнечной системе может быть не девять, а десять планет. Недавно астрономы из Аризонского университета (США) существование в поясе Койпера еще одного небесного тела, размерами и массой близкими к Марсу. Расчеты показывают, что гипотетическая десятая планета удалена от светила на расстояние 50 астрономических единиц, а ее орбита наклонена к плоскости эклиптики на восемь градусов. Небесное тело оказывает возмущение на известные объекты из пояса Койпера и, скорее всего, в древности находилось ближе к Солнцу. Специалисты отмечают, что наблюдаемые эффекты не объясняются влиянием Планеты Х, расположенной значительно дальше «второго Марса».
В настоящее время известно около двух тысяч транснептуновых объектов. С вводом новых обсерваторий, в частности LSST (Large Synoptic Survey Telescope) и JWST (James Webb Space Telescope), ученые планируют довести число известных объектов в поясе Койпера и за его пределами до 40 тысяч. Это позволит не только определить точные параметры траекторий транснептуновых объектов и, как следствие, косвенно доказать (или опровергнуть) существование Планеты Х и «второго Марса», но также и напрямую обнаружить их.
