Научните открития от 2019 година, които останаха зад нашия хоризонт

2019 година се оказа богата на открития и знакови събития в света на науката. Някои от тях, по една или друга причина, не намериха място на нашия сайт и затова решихме в навечерието на 2020 година да се опитаме да попълним част от тези празноти, които смятаме за особено интересни и важни за науката.

Първата снимка на черна дупка

През пролетта на 2019 година астрономи от Eвропейската южна обсерватория публикуваха първата в историята фотография на черната дупка, и по-точно на нейните „сенки“, тоест на силуета на хоризонта на събития, обкръжен с ореол от излъчвания. За да се получи тази снимка, учените са използвали системата от телескопи Еvent Horizon Telescope, състояща се от осем радио телескопи, простиращи се от Антарктика до Испания и Чили. Те са събирали излъчвания от два източника: свръхмасивната черна дупка Стрелец А* в центъра на Млечния път и аналогичен обект в галактиката М87. Въпреки, че Стрелец А* се намира много по-близо, неговото наблюдение е затруднено от облаци от прах и газ. Специално разработен алгоритъм е обработвал данни, получени от качественото изображение на черната дупка в М87 (отдалечена от Земята на 53 милиона светлинни години), а снимката на Стрелец А* изследователите продължават да я отработват.

Астрономите планират да усъвършенстват своя глобален телескоп, канейки други обсерватории и организации. Зоркото „око“ с диаметър 10 000 километра, вероятно ще може да разгледа процесите случващи се в областите около черната дупка, например акриационните дискове и релативистките струи.

Едно от най-редките явления във Вселената

Физици от колаборацията XENON за пръв път са фиксирали особен тип на радиоактивен разпад в атома на ксенон-124, който се случва, когато два протона от атомното ядро едновременно поглъщат два електрона от електронната обвивка, като при това се образуват две неутрино. Ключовата особеност на този процес се състои в това, че атомът на ксенона се разпада много бавно. Периодът му на полуразпад е 18 хиляди трилиона години, което е многократно повече от възрастта на Вселената.

Разпадът е наблюдаван в подземното експериментално съоръжение XENON1T, предназначено за търсене на частици от тъмната материя. Вътре в специален резервоар се намира повече от тон изотопи на ксенон, с които съгласно теорията трябва да взаимодействат тези частици. За да фиксират разпадането на ксенона, учените са калибровали детекторите и са изчистили ксенона. В бъдеще те планират да фиксират безнеутриново прихващане на два неутрона, което ще бъде още по-рядко явление.

Откриването на метан на Марс

През юни 2019 година специалистите на NASA с помощта на марсохода Curiosity откриха рекордно количество метан в атмосферата на Марс, което косвено свидетелства за възможно съществуване на живи организми. Работата е там, че метанът бързо се разрушава от слънчевата светлина, а значи той може да се е образувал скоро. От друга страна, изследователите отбелязват, че този газ може да се намира вътре в планетата милиони години и сега да излиза на повърхността през пукнатини в планетата.

Скоро след това концентрацията на метан намаля, което даде основание на учените да предположат, че са се сблъскали със сезонно явление. Метан може да възниква в резултат на геохимически процеси, след което се йонизира и се свързва с минерали. Интересното е, че след това Curiosity забеляза още едно странно явление. Заедно с нивото на метана се колебае и концентрацията на кислород, и това не може да бъде обяснено с нито един известен процес. Учените предполагат, че за двете явления има една причина и дейността на живи организми на Марс все още е възможно обяснение на феномена.

Рекордно топла 2019 година

Метеорологическите организации по целия свят съобщават, че юли 2019 година се оказа най-топлия месец на планетата за цялата история на наблюдение. Националното управление за океанографски и атмосферни изследвания (NOAA) заяви, че средното глобално затопляне на повърхността на Земята е била с 1,71 градуса по-висока от средната температура за същия период през целия 20-ти век. Изследователите свързват директно тези рекорди с глобалното затопляне, а не с естествените атмосферни цикли, например Ел-Ниньо. Освен това се фиксира и рекордно топене на ледниците в Гренландия. По изчисления на учените, масата на водата от ледниците изляла се в океана към 1 август е била 12,5 милиарда тона. Виновник за това стана вълната от горещ въздух от Европа, която повиши температурата на острова с 15-20 градуса над нормалната за този период.

Криза в космологията

Астрофизиците признаха за съществуването на проблеми в стандартния космологичен модел, описващ еволюцията на Вселената. Слабото място се оказа разминаването в значението на константата на Хъбъл, изчислена по различни методи. Константата на Хъбъл показва как разстоянието до далечен обект, например галактика е свързано със скоростта на отдалечаване. С помощта на космологичния модел, наречен Ламбда-CDM (ΛCDM), константата на Хъбъл може да се пресметне на основа на реликтовато лъчение. Така е било получено значението от 67,31 километра в секунда на мегапарсек. Но независими оценки, базирани на измерването на разстоянието до отдалечени галактики, показват други значения: от 73,3 до 76,5 километра в секунда на мегапарсек. Това несъвпадение е толкова голямо, че не може да се обясни с погрешност в измерванията.

Учените предполагат, че причината се крие в несъвършенството на самия космологичен модел. В същото време ΛCDM успешно обяснява наблюдаваната структура на реликтовото излъчване (космическия микровълнов фон), разпределението на галактиките, а също така съдържанието на водород и други леки атоми. Затова не е толкова лесно учените да се откажат от този модел. Някои изследователи предлагат внимателно да се внесе поправка в модела, който да касае изключително развитието на Вселената в нейните ранни етапи (до появата на реликтовото лъчение) и да не се отнася за останалия период.

Първата междузвездна комета

Кримският астроном-любител Генадий Борисов откри обекта С/2019 Q4, който се оказа първата междузвездна комета. Както показва моделирането на траекторията и, орбитата на небесния обект е хиперболична , тоест тя е възникнала извън пределите на Слънчевата система. В края на октомври кометата премина между орбитите на Юпитер и Марс, а в декември достигна до най-близката си точка до Слънцето. Тя ще може да бъде наблюдавана до януари 2021 година.

С/2019 Q4 е вече вторият междузвезден обект, посещаващ Слънчевата система и открит от астрономите. Първият беше астероида Оуамуамуа, който беше забелязан на 19 октомври 2017 година на разстояние от 0,25 астрономични единици от Земята (една четвърт от разстоянието между Земята и Слънцето).

Послание от междузвездното пространство

През ноември 2019 година NASA съобщи, че сондата Вояджер-2, изстрелян през 1977 година е напуснал Слънчевата система, следвайки Вояджер-1, и за пръв път е изпратил данни за средата в междузвездното пространство. Информацията е събрана с помощта на пет инструмента на борда: датчик за измерване на магнитно поле, два детектора за енергийни частици и два прибора за изучаванe на плазма. Това позволи на учените повече да разберат за границите на Слънчевата система, където потока на плазма от Слънцето (слънчевия вятър) се сблъсква с междузвездното вещество.

Резултатът от анализа, изпратени от Вояджер-1 и Вояджер-2 потвърди, че плазмата в междузвездното пространство е по-плътна, отколкото вътре в хелиосферата, а температурата е по-ниска. Двете сонди се намират в преходната област, където се наблюдават смущения, свързани със сблъсъка на двете космически среди.

Хибрид между свиня и маймуна

Китайски учени съобщиха за раждането на първите в света химери между свиня и маймуна. Родилите се прасенца имат органи (сърце, черен дроб, бели дробове и кожа), в които се съдържат клетки и ДНК на макак. Животните са получени благодарение на вкарването на клетки от примати в ембриони на свиня, които са били на възраст до четири дена. Били са използвани четири хиляди зародиша, но са се родили десет индивида, осем, от които са умрели в първата седмица на своя живот.

Химера се нарича организъм, в който има разнородни клетки. Понякога химерите се появяват на бял свят по естествен начин, когато в развитието на един зародиш участват две или повече зиготи, тоест оплодени яйцеклетки. Първата междувидова химера, която била между овца и коза, е получена още през 80-те години на миналия век, а през 2017 година беше създаден зародиш, състоящ се от човешки клетки и клетки на свиня, но по етически съображения беше унищожен.