СУХУМ, 30 дек — Sputnik. Уходящий год не ознаменовался сверхзначимыми событиями, сопоставимыми с фундаментальными открытиями последних лет, но при этом именно революционные прорывы 2015-2018 годов в биологии, медицине, астрономии, физике, информационных технологиях дали мощнейший стимул многочисленным прикладным работам этого года. Что нового об окружающем мире мы узнали в 2019-м — в подборке РИА Новости.  

Обнаружена первая межзвездная комета

30 августа 2019 года была открыта первая межзвездная комета. Это второй открытый межзвездный объект, посетивший нашу Солнечную систему. Комета была обнаружена с помощью самодельного телескопа и получила название C/2019 Q4 (Borisov).

Автор открытия Геннадий Борисов работает инженером Южной наблюдательной станции Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ). Полгода назад он сконструировал свой новый 0,65-метровый телескоп, на котором 30 августа он увидел комету.

Вскоре Центр малых планет подтвердил открытие, выпустив циркуляр об открытии новой кометы, в котором указано, что Геннадий Борисов открыл комету C/2019 Q4.

2I/Borisov — это первая межзвездная комета, обнаруженная учеными. Ее родительскую звезду пока не определили. Удивительно, однако, то, насколько эта гостья оказалась похожей на ледяные тела Солнечной системы. Диаметр ядра не более километра, в составе есть водяной лед, простейшие углеводороды, суперлетучие молекулы CO и CO2. Движется со скоростью 30 километров в секунду.

С октября космический телескоп «Хаббл» передает очень четкие снимки 2I/Borisov, где различимо нечто вроде джета — выброса газа из активной поверхности ядра. Комета Борисова прошла на минимальном расстоянии от Земли — примерно две астрономические единицы, то есть в два раза больше, чем от нас до Солнца.

Первую свою комету Борисов открыл в 2013 году, а затем еще шесть. За семь открытых объектов астроном получил три мировых премии Вильсона — это около 2-3 тысяч долларов за комету.

Тень черной дыры

Журнал Science назвал научным прорывом года первую в истории фотографию тени сверхмассивной черной дыры в галактике М87, полученную при помощи глобальной сети телескопов.

Черные дыры были предсказаны более ста лет назад в рамках Общей теории относительности. Долгое время астрономы имели только косвенные доказательства их существования, и лишь недавно, благодаря развитию методик наблюдений и обработки данных, ученые смогли получить прямое свидетельство реальности подобных тел во Вселенной.

В апреле этого года Event Horizon Telescope опубликовала первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре активной галактики M87, расположенной на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Солнца. 

В многолетней работе, предшествовавшей публикации результатов, принимали участие около 200 астрономов из разных стран и 13 научных центров. Восемь радиотелескопов, расположенных в Испании, Чили, США и на Южном Полюсе, объединились в систему под названием «Телескоп горизонта событий».

Вопрос жизни на красной планете

Ученые годами изучали Марс, пытаясь выяснить, есть ли признаки жизни на красной планете. Теперь результаты двух новых исследований содержат то, что эксперты называют «вехами для астробиологии».

Как сообщает National Geographic, новое исследование, опубликованное в журнале Science, свидетельствует о том, что древний Марс когда-то имел органические молекулы, которые представляют собой соединения на основе углерода, являющиеся необходимыми ингредиентами для жизни.

Биогеохимик НАСА Дженнифер Эйгенброд сказала, что марсоход НАСА Curiosity проводит кажущиеся невозможными исследования.

«Когда вы работаете с чем-то, таким же чудом, как марсоход на Марсе, с самым сложным инструментом, когда-либо отправленным в космос, кажется, что мы делаем то, что раньше считалось невозможным», — сказал Эйгенброд.

Самые последние данные Curiosity показывают, что сложные органические молекулы когда-то были в озере, которое заполнило кратер Марса. Однако это не является убедительным доказательством древней жизни на Марсе, так как эксперты говорят, что неживые процессы могли создать те же молекулы. Вместо этого открытие помогает ученым решить, где марсоход должен искать следы «древних марсиан».

С 2014 года исследователи знают, что метан существует в атмосфере Марса. По мнению ученого лаборатории реактивного движения НАСА Криса Вебстера, уровень этого газа на Марсе колеблется в течение сезонов.

У ученого есть подозрения о том, почему уровни метана меняются в зависимости от сезона, но никто не знает, что в первую очередь является причиной возникновения метана.

По словам Вебстера: «Это газ в атмосфере Марса, которого действительно не должно быть».

Исследователь планет из университета Caltech Бетани Эльманн сказала, что уровни метана показывают, что Марс все еще является активной планетой, которая может быть «на грани обитаемости». Хотя эти исследования важны, они не доказывают биологическую активность на Марсе, но также не исключают этого.

Предстоящие исследования могут пролить больше света на производство метана на Марсе. Когда в 2020 году, космический корабль Европейского космического агентства ExoMars сделает шестиметровый подкоп на Марсе. Миссия ExoMars уже собирает данные, которые могут позволить ученым точно определить источники метана на Марсе.

«Рентген» для космоса

Одним из важнейших событий года для мировой космонавтики стал успешный запуск российско-германской орбитальной астрофизической обсерватории «Спектр-РГ». Основное предназначение сложнейшего научного аппарата – построение полной карты нашей Вселенной в рентгеновском диапазоне. Об этом сообщили на сайте Роскосмоса.

Запуск научной обсерватории был успешно произведен 13 июля 2019 года ракетой-носителем «Протон-М» с космодрома Байконур. Активная работа аппарата составит шесть с половиной лет. Все это время обсерватория будет вести астрофизические исследования, из которых четыре года – в режиме сканирования звездного неба, а еще два с половиной года – в режиме точечного наблюдения выбранных объектов во Вселенной по заявкам ученых.

Орбитальная астрофизическая обсерватория несет на борту два уникальных рентгеновских зеркальных телескопа: eROSITA (Германия) и ART-XC (Россия), работающих по принципу рентгеновской оптики. Оба телескопа дополняют возможности друг друга и смонтированы на российской космической платформе «Навигатор», которая была специально адаптирована под задачи научного проекта.

21 октября 2019 года уникальный космический аппарат достиг заданных окрестностей точки Лагранжа, где приступил к работе по изучению звездного неба. Аппарат решает задачи фундаментальной науки. Он должен помочь ученым составить самую подробную карту Вселенной и провести обзор всего звездного неба в рентгеновском диапазоне.

Составленная карта будет самой точной на данный момент времени, а полученными результатами международное научное сообщество будет пользоваться не менее 15-20 лет. Ожидается, что работа обсерватории поможет ученным лучше понять эволюцию и жизнь галактик, черных дыр, отдельных небесных объектов, а также изучить взаимодействие атмосфер всех планет, начиная с Марса, с солнечным ветром.

Квантовые компьютеры

Современные компьютеры достаточно успешно работают с большими массивами данных, находя в них алгоритмы и отдельные сведения. Но там, где закономерность не прослеживается из-за недостатка информации, или, наоборот, из-за слишком большого ее объема, традиционные системы не могут помочь. Однако с этими задачами могут справиться квантовые вычислительные системы, превосходство которых над традиционными было неоднократно доказано.

Квантовые вычисления можно применить для решения проблем моделирования в области химии, поскольку традиционная техника не может, например, смоделировать квантовые состояния даже простой молекулы из-за их большого количества. Компании вроде IBM уже разработали методики, позволяющие исследовать симуляцию химических задач с помощью квантовых процессоров. В перспективе на квантовых компьютерах можно будет осуществлять моделирование сложных молекул и высокоточное предсказание химических свойств.

Квантовые приложения в дальнейшем могут быть использованы для создания новых медикаментов, поскольку с их помощью можно моделировать сложные молекулярные и химические реакции. Также они найдут применение в глобальной логистике, где помогут в построении каналов поставок в наиболее загруженные периоды — например, в праздничный сезон. В сфере инвестиций квантовые инструменты применимы для моделирования финансовых данных и ликвидации факторов риска в процессе инвестиций.

Кроме того, они дадут возможность осуществлять поиск по чересчур большим массивам данных с помощью усиленного искусственного интеллекта, что пригодится при поиске изображений или видео. Также квантовые алгоритмы смогут повысить безопасность облачных вычислений и конфиденциальной информации за счет законов квантовой физики.

Той же осенью российские ученые продемонстрировали квантовый симулятор на двух сверхпроводящих кубитах, способный выполнять алгоритм Гровера — поиск по базе данных с помощью оракула. Процессоры для него создают в технологическом центре НОЦ «Функциональные микро/наносистемы» МГТУ имени Н. Э. Баумана при участии ВНИИА имени Н. Л. Духова. Эти очень совершенные, стабильные и добротные устройства позволили России присоединиться к квантовой гонке.

Генетический казус Ребрикова

Российский молекулярный биолог Денис Ребриков недавно заявил журналу Nature о возможности проведения редактирования генома человеческих эмбрионов с помощью технологии CRISPR/Cas.

Напомним, в ноябре прошлого года китайский исследователь Хэ Цзянькуй заявил о том, что отредактировал геном двух девочек-близняшек с помощью этого метода, причем мишенью для редактирования стал ген CCR5. По утверждению ученого, он внес в этот ген мутацию, сделавшую девочек устойчивыми к ВИЧ.

Новость вызвала чрезвычайно сильный общественный резонанс, переходящий в скандал.

Тем не менее, Ребриков заявил, что собирается повторить эксперимент Хэ, однако с помощью более безопасного и этически приемлемого метода. Ребриков планирует отредактировать ген CCR5 у эмбрионов и имплантировать его ВИЧ-положительным женщинам, чтобы снизить риск передачи вируса от матери к плоду в ходе внутриутробного развития.

Хэ же редактировал геномы эмбрионов от ВИЧ-положительных отцов, однако риск передачи вируса от отца к ребенку чрезвычайно мал. Ребриков утверждает, что уже получил одобрение московского ВИЧ-центра на проведение описанного эксперимента с ВИЧ-положительными женщинами. Тем не менее, планы Ребрикова подверглись жесткой критике со стороны иностранных исследователей.

Глобальное потепление

Межправительственная группа экспертов по изменению климата при ООН (IPCC) 25 сентября опубликовала доклад о состоянии Мирового океана и криосферы. Один из главных вопросов: когда и с какой скоростью растает ледяной щит, покрывающий Антарктиду.

Пока давать оценки затруднительно из-за недостатка данных, объяснили РИА Новости российские ученые, участвовавшие в подготовке доклада. Но в принципе разрушение антарктических льдов вероятно. Негативные изменения особенно заметны в западной части континента. Неясно, обратимы ли они.

В семь раза быстрее, чем в 1990-х, тают ледники Гренландии. Эту информацию озвучили в декабре в Мадриде на очередных переговорах ООН по климату. Такую скорость не предсказывали модели, представленные в отчетах IPCC. Если она сохранится, то к концу века уровень Мирового океана поднимется на семь сантиметров выше, чем ожидалось, — всего на 67 сантиметров. Это поставит под угрозу судьбу сотен миллионов людей, живущих вдоль береговой линии, некоторые островные государства полностью уйдут под воду.

Сокращается и большинство горных ледников, за исключением аномалии Каракорум в высокогорной Азии. Сильнейшее потепление испытывает Арктика, где который год наблюдается рекордное таяние морских льдов. Заметно глобальное таяние многолетних мерзлых пород (вечной мерзлоты). В январской статье в Nature Communications международная группа ученых, в том числе из России, констатировала: температура мерзлых грунтов растет. Если вечная мерзлота растает, это еще больше усилит парниковый эффект на планете.

Таяние криосферы не только повышает уровень Мирового океана, но и приводит к более частым штормам, ураганам разрушительной силы, обрушению береговой линии, ранним паводкам, пожарам, волнам тепла и блокирующим явлениям в атмосфере — вроде того, что наблюдается сейчас над европейской частью России, из-за чего здесь в декабре нет морозов и снега.

Неудивительно, что на фоне таких тревожных новостей кампания шведской экологической активистки Греты Тунберг, призывающей к немедленным действиям против глобального потепления, получила мировой резонанс. Журнала «Тайм» назвал 16-летнюю девочку «Человеком года — 2019».

Читайте также: