qwrtru

Содержание ролика:

00:42 Японские ученые оценили загрязнение дна океана

02:30 Рак восстанавливает сам себя по принципу "и так сойдет"

04:23 Ученые еще одно противораковое вещество

05:23 Первые полеты Ingenuity и кислород из атмосферы Марса

07:44 Физики увидели волновую функцию экситона

09:59 Интересные проекты недели - подсмотри за волком

11:02 Лучшая новость предыдущего выпуска

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Японские ученые оценили загрязнение дна океана

Японские ученые исследовали загрязнение морского дна японского побережья пластиком на глубинах от полутора до 6 километров при помощи подводного аппарата Shinkai 6500. И нашли там даже воздушный шарик с надписью I always want more love.  Каждый год в океан мы сбрасываем 10 миллионов тонн пластика, и это явно не идет на пользу флоре и фауне океанов. Знаменитые Тихоокеанские мусорные пятна — это всего около 1% от всего объема, а основная часть либо спускается вниз под своим весом, либо проглатывается животными, либо обрастает всякими ракушками. Результаты обследования достаточно плачевные, морское дно содержит в среднем 5 тысяч фрагментов мусора на каждый квадратный километр дна, из них до 93% это, разумеется, пластик, а из него примерно 85% это одноразовые пластиковые предметы. Тот шарик, кстати, когда-то имел слой из фольги, но он-то разрушился, а вот сам шарик нет. Его попытались поднять наверх для исследований, но потеряли.

Матмоделирование показало, что в северо-западной части Тихого океана, рядом с Японией, мусор достигает дна за неделю, а затем может дрейфовать на расстояние до 500 километров при помощи течения Куросио.

Рак восстанавливает сам себя по принципу "и так сойдет"

Ученые из МФТИ, московского ФизТеха, обнаружили любопытный защитный механизм у раковых клеток.

Во-первых, напомним, что повреждения ДНК и мутации в клетке в принципе ведут к образованию рака. Спонтанные мутации происходят в каждой клетке довольно часто, и у всех живых организмов есть защита от этого - механизм репарации ДНК. С одной стороны это хорошо, иначе рак был бы постоянным спутником вообще всех, а с другой стороны репарация помогает почти убитым клеткам рака после химии или облучения залечиться и поднять голову. Им-то удобно, а человечеству нет. Во-вторых, ученые решили изучить подробнее этот процесс на тканях щитовидки - и здоровых, и с доброкачественными, и со злокачественными опухолями - набрали 95 образцов. Среди этих состояний, именно раковое состояние ткани характеризовалось самым интенсивным процессом репарации ДНК. То же самое оказалось характерным и для множества других видов рака. Рак, сам будучи весьма искореженным с точки зрения мутаций в ДНК, интенсивно залечивал свой геном, чтобы выжить - он активировал все известные пути репарации. Но вот только, и это в-третьих, при этом он отключал систему контроля правильности починки, контроля качества. Дело в том, что она в нормальных условиях уничтожает клетку, если в ней происходит неправильная репарация, как раз, чтобы она не превратилась в раковую. А раку этого не нужно, ему и так сойдет, да еще и скорость деления можно прибавить! Выходит, что репарация в раковых тканях возможна только при выведении из строя систем контроля качества.

И именно этим объясняется удивительная способность рака поддерживать стабильность своей нестабильности.

Ученые еще одно противораковое вещество

А в Дальневосточном Федеральном Университете отыскали вещество, морской алкалоид, которое обладает нестандартным противораковым эффектом.

Оно не заставляет раковую клетку совершить самоубийство - апоптоз, как делают многие другие средства, к которым многие виды рака становятся устойчивыми, а работает более изобретательно, но в то же время более жестко, жестче, чем химиотерапия, как выяснили, опробовав это средство на раке простаты. При этом, вероятно, оно не имеет свойственных химии побочек, а даже если имеет, то их можно их компенсировать при общем лечении. Получили это вещество - Монахоксимикалин С - из редких морских губок (Monanchora pulchra), живущих на Курилах. Так как они редкие, то вещества из них добыть много не получится, там Патрик Стар против, да и вещество весьма сложное и просто так его в лаборатории не синтезируешь. Поэтому, скорее всего, его изучат получше, выяснят механизм действия и на его основе уже разработают лекарство.

Первые полеты Ingenuity и кислород из атмосферы Марса

Небольшие апдейты по марсоходу Perseverance и вертолету Ingenuity. Для начала - Перси смог испытать экспериментальную установку, которая производит кислород. Называется она MOXIE (Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment) и представляет собой 17-килограммовую почти кубическую коробку, внутри которой находится компрессор, система фильтров и нагревателей, а также электролизная ячейка с твердым оксидом, которая и является основой для получения молекулярного кислород из CO2. Т.е. процесс чем-то схож с тем, который наладил Марк Уотни, когда получал кислород, необходимый для производства воды для его картошечки... Смысл в том, чтобы прогреть аппарат до 800 градусов по Цельсию, Перси это делал в течение двух часов, подать энергию на катод с анодом, а затем запустить атмосферу Марса в аппарат и добиться отделения кислорода от углекислого газа. В эксперименте мощность установки составила 6 граммов кислорода в час, за время работы она произвела почти 5,5 граммов кислорода. Этого хватает человеку минут на 10. Опыты обязательно продолжатся, ведь нужно протестировать схему в разное время суток и при разных погодных условиях, но это неплохая заявка на будущую стационарную установку гораздо большей мощности. Просто посмотрите на состав атмосферы Марса - кажется, углекислоты там хватает. Единственное, конечно, атмосфера очень разрежена, поэтому вертолет Индженьюити во время своих первых полетов раскручивал свои лопасти гораздо сильнее, чем это требуется на Земле, более 2 тысяч оборотов в минуту. Да, уже два полета вертолета на Марсе подтвердили возможность летать на других планетах, имеющих хоть какую-то атмосферу. Первый полет длился 39 секунд, выглядел как подъем на 3 метра, зависание на 30 секунд, поворот и посадка и вызвал крайне милое пылевое облако, которое заснял Перси. Ах, Дженни еще и фоточки сделала. А вот во время второго полета вертолет поднялся на целых 5 метров, завис, отлетел в сторону на 2 метра, завис. развернулся, пофоткал и вернулся обратно на точку взлета. Будет еще третий полет, а затем Перси, который сейчас поддерживает вертолет, отправится по своим делам, а Дженни по своим.

Физики увидели волновую функцию экситона

Физики за последнее время настолько уменьшили размеры вещей, которые можно увидеть, что начинает казаться, что в перспективе предела не существует, кроме планковской длины. На это раз они добрались до экситонов.

Чтобы понять, что такое экситон - нужно вспомнить, что существуют дырки. И это не плохой вратарь. Дырка это физический термин, квазичастица с положительным зарядом, незаполненная валентная связь. В общем, это что-то вроде отсутствия электрона в некой сетке, когда электрон выбило фотоном. Тогда экситон - это связь дырки и электрона, причем она бывает разных видов. Время жизни экситона недолгое. Электрон по спирали подкатывается к дырке и всего за триллионную долю секунды происходит аннигиляция с побочным эффектом в виде иллюминации.

Физики сколько не бились, не могли никогда измерить волновые функции экситонов, хотя в их распоряжении и электронные микроскопы, и сканирующие туннельные микроскопы. А это важно, учитывая, что экситоны могут полностью менять способ, каким материал реагирует на свет и очень важны для полупроводников. И наконец метод нашелся.

Визуализировали волновую функцию экситона, т.е. распределение электрона вокруг дырки так: Взяли бутерброд из монослоя диселенида вольфрама и кремниевой подложки при температуре 90 кельвинов. Сформировали в нем экситоны, а затем, выбивая высокоэнергетическими фотонами электроны из этой решетки, они заставили экситоны распадаться. При этом углы и энергии вылетающих электронов измеряли при помощи фотоэлектронной спектроскопии. Подсчитав количество электронов, обладающих определенным импульсом, можно создать волновую функцию и даже определить размеры экситонов. Они выражены, естественно, некой вероятностью, и эта вероятность размазана на несколько десятков ячеек монослоя диселенида вольфрама - вот так это выглядит. Этот процесс похож на изучение частиц в коллайдере, где характеристики частиц определяются по траекториям осколков, на которые они разбиваются.

Но здесь разбивали экситоны. Эти исследования помогут в физике твердого тела и полупроводников, а еще в возбуждении гордости.

Интересные проекты недели - подсмотри за волком

В штатах есть группа исследователей Voyageurs Wolf Project, которые изучают поведение диких волков в Миннесоте и делают с ними потрясающие видео. Страничку проекта оставим в описании. В прошлом году они первыми в мире смогли установить камеру на ошейник волка-одиночки - на старт, внимание, марш. В начале каждого часа камера записывала 30 секунд, а через 6 недель ношения ошейник саморасстегнулся, так было задумано. Много кадров были испорчены волчьей бородой, из чего исследователи вынесли урок, и в следующий раз пригласят специального волчьего барбера. Видео помогло сделать интересное открытие, оказывается, волки охотятся на пресноводных рыб в реках. До этого такое поведение было зафиксировано только у одной конкретной стаи, но, судя по видео, и наш волк-одиночка не гнушался рыбой.

Лучшая новость прошлого ролика — про то, как ученые дорастили химерный эмбрион обезьяны и человека до 19 дня. При этом доля человеческих клеток в эмбрионе составляла целых 7%.

Однако, мы сейчас чуть затронем щекотливую тему - почему, несмотря на очевидные преимущества таких исследований, хотя бы возможность выращивать человеческие органы в теле животного для последующей трансплантации, они вызывают так много беспокойства. Причины три. Первое - химеры, содержащие некую человеческую часть, могут размножиться и произвести потомство с новыми комбинациями в геноме. Второе - человеческие нейроны могут наделить химеру сознанием, подобным человеческому. Третье - химеры, похожие на человека, могут получить характеристики, свойственные человеческой натуре. Хэнк Грили, профессор из Стенфорда, ёмко резюмировал эти опасения следующим выражением: Balls, Brains and beauty. Что можно перевести как "яйца, мозги и красота".

Содержание ролика:

00:00 Лучшие новости науки на QWERTY

00:46 Подсчитано, сколько межпланетной пыли падает на Землю

02:29 Комета Борисова оказалась "девственной"

04:44 Полет Ingenuity отложен

05:29 Созданы химерные эмбрионы обезьяны и человека

08:50 Муравьи смогли увеличить размер своего мозга (после уменьшения)

11:11 Интересные проекты недели

12:18 Лучшая новость предыдущего выпуска

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Сколько межпланетной пыли падает на Землю

Между Землей и Марсом есть пылевое кольцо, которое ответственно за очень красивый визуальный эффект на рассветном или закатном небе — зодиакальный свет. Притяжение Земли не пускает пыль из этого пончика к Солнцу, втягивая ее в себя. Как оказалось, ученые уже давно пытались понять, а сколько же в целом межпланетной пыли оседает на Земле? Ведь некоторые кусочки комет и астероидов, пересекающие траекторию Земли, не успевают сгореть полностью в атмосфере и падают на землю микрочастицами пыли. Чтобы подсчитать количество этого материала, воспользовались методом, похожим на метод определения количества осадков. Только собирали межпланетную пыль на станции Конкордия в глубине Антарктики, и не в ведро, а в специальные емкости. В этой локации почти нет осадков, а пыль с пыльных материков не доносится ветром. За 6 экспедиций ученые набрали достаточно материала - а это были межпланетные частицы размерами от десяти до нескольких сотен микрометров, - чтобы подсчитать, что в год в среднем на каждый квадратный метр поверхности Земли падает 8,6 микрограммов межпланетной пыли, что дает суммарно 5200 тонн в год. Примерно 20% этой массы приходится на астероидные частицы, а другие 80% на кометные. А вот больших метеоритов на Землю ежегодно выпадает всего лишь тонн 10. Чувствуете разницу? Вот так Земля понемногу тяжелеет за счет межпланетной пыли, и сколько-то ее есть и в твоих залежах под диваном.

Комета Борисова оказалась "девственной"

Первая межзвездная комета, посетившая нашу звездную систему — комета 2I/Borisov. Телескоп VLT и комплекс радиотелескопов ALMA в Чили обнаружили крайне интересное её свойство при исследовании свойства солнечного света, поляризованного кометной пылью. Поляриметрические свойства кометы Борисова не похожи на свойства всех других известных нам комет, кроме одной. Это комета Хэйла-Боппа. Про нее можно сказать, что она встречалась с Солнцем лишь единожды - в конце 90х. Т.е. солнечный свет, ветер и вообще Солнце никак на нее не влияли почти всю ее историю. А значит, что ее состав и химия не менялись с момента ее зарождения из газо-пылевого облака, из которого образовалась и она, и Солнечная система где-то 4,5 млрд лет назад. Характеристики кометы Борисова говорят, что ее звездные излучения затрагивали чуть ли не меньше, чем комету Хэйла-Боппа, т.е., вероятно, что никогда. До встречи с Солнцем, разумеется. А значит, у нас есть шанс изучить гостью из другого мира в том состоянии, в котором она находилась в момент зарождения. Конечно же, сделав скидку на то, что она, опять-таки, повстречалась уже с нашим Светилом.

Полет космического вертолета Ingenuity опять отложен

Во время проверки высокоскоростного вращения лопастей марсианского вертолета, что-то пошло не так. Аналитики проанализировали ситуацию, поняли, что надо исправить, и инженеры НАСА писали новый код, который иначе будет работать с полетными контроллерами, переход к полету будет более плавным. Ну и конечно этот код еще его нужно было проверить на имитационных земных моделях. По состоянию на 17 апреля инженеры таки справились с проблемой, и марсианский вертолет тестово раскрутил лопасти на высоких оборотах. Первый полет теперь запланирован на 19 апреля, следите за новостями.

Созданы химерные эмбрионы обезьяны и человека

Химера — это когда в одном организме содержатся клетки или органы другого биологического вида. Основные сложности с химерными организмами - неприживающиеся и отмирающие человеческие клетки в животном эмбрионе. Можно, конечно, отключить у эмбриона ген, отвечающий за клеточное самоубийство, апоптоз, но это чревато развитием рака в дальнейшем. В новом эксперименте ученые доработали эмбриональные человеческие клетки, путем репрограммирования их откатили не просто до зародышевого состояния, что есть обычная практика, а еще немного назад. Т.е. из них можно было бы получить и эмбриональные клетки, и клетки плаценты, например, т.е. и зародышевые и внезародышевые клетки. И это сработало. Во всех 130 шестидневных эмбрионах макак-крабоедов, в которые ввели усовершенствованные эмбриональные человеческие клетки, они прижились. При доращивании вне матки к 15 дню выжило 50%, а к 19му дню - целых 10% эмбрионов, на этой стадии клетки эмбрионов уже разделялись на несколько слоев и сформировали план тела. Доля человеческих клеток в них составляла 7%. И это самый большой результат из подобных экспериментов.

После 19 дня эмбрионы уничтожили по этическим соображениям, а точнее разобрали для анализа. Этические споры уже разгораются, без этого никуда - вдруг человеческие нейроны осознают себя в обезьяньем теле.

По результатам анализа обезьяньи клетки развивались так, как им положено, экспрессировали нужные гены и собирались сформировать разные органы и ткани. А вот человеческие были в целом менее дифференцированы, развивались не так, как в человеческом зародыше и больше склонялись к рецепторным клеткам. Получается, что человеческая часть эмбриона вырабатывала инструменты для общения с обезьяньей частью. И какое-то общение все же происходило. Точнее сказать сложно. За 19-то дней. Но вообще, когда ученые смогут ответить на десятки вопросов, типа - как помочь клеткам выживать лучше, как заставить клетки разных видов лучше дружить, как заставить человеческие клетки формировать нужные ткани - они смогут выращивать органы на заказ в теле животного. В любом случае это первый задокументированный эксперимент с клетками человека и обезьяны с очень высоким результатом выживаемости и процента "химерности".

Муравьи смогли увеличить размер своего мозга (после уменьшения)

Представители индийских прыгающих муравьев - умеют изменять размер своего мозга. В обе стороны, но с некоторыми ограничениями. Во-первых, этот процесс запускается после того, как монархия пала. Ну то есть королева, матка погибает. Так как она единственная, кто может размножаться, без ее яичников колония обречена. Поэтому рабочие сословия - рабочие особи, солдаты, няньки, представленные исключительно бесплодными самками, выдвигают своих представителей на замену матки. Несколько рабочих особей - их называют гамэргатами - начинают перестройку своего организма. Это может выглядеть внешне не очень ярко, но внутри у них меняется почти все - яичники становятся огромными (смотри на видео). Ядовитые железы съеживаются, а мозг так вообще на 20% сжимается. Ведь он потребляет слишком много ресурсов, а их теперь нужно пускать только на деторождение. Да и пользоваться им, сидя в темной камере в окружении нянек, особо не приходится.

А вот если в экспериментальных условиях не дать гамэргатам размножаться, то они вынуждены делать откат системы до прежнего состояния. Этот откат за 6-8 недель подразумевает, помимо прочего, вновь обретенную стерильность и возвращение размеров мозга к прежним, дореволюционным. Все же им опять придется пользоваться. Это называется обратной пластичностью размеров мозга.

Интересные проекты недели

Коротко перечислим и несколько проектов от НАСА и Гугл: Симуляция танца двух черных дыр с аккреционными дисками, представленной НАСА и выполненной при помощи суперкомпьютера. Не будем подробно разбирать все эффекты, которые можно наблюдать в серии видео - это и гравитационное линзирование, и релятивистская аберрация, и допплеровское усиление, - посмотрите и прочитайте сами, ссылка на страницу проекта в описании. Но выглядит это крайне достоверно. Еще один залипательный сервис представил Гугл — таймлапс 37 лет истории изменений Земли в рамках проекта Google Earth. 24 миллиона спутниковых фотографий сложили вместе в интерактивный интерфейс, готовый рассказать истории создания новых объектов и разрушения природных красот, таяния ледников и изменения ландшафтов. Можно покрутить Землю в 4D интерактивно, а можно зайти на страницу с подборкой видео, если браузер откажется тянуть интерактив.

Содержание ролика:

01:00 Ученые обнаружили генетическую причину разницы в размере мозга человека и обезьян

03:10 Ученые сравнили частоты сверхточных атомных часов

06:08 Ученые пронаблюдали рой нанороботов внутри организма

09:11 Ученые выяснили, почему зубы болят от холода

11:56 Мышиные эмбрионы в биореакторах

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Прежде, чем мы перейдем к рассказу о самых интересных новостях науки предыдущей недели, предлагаем вам самую интересную астрономическую новость узнать из ролика пулковского астронома Кирилла Масленникова, опубликованного в прошлый четверг по самым горячим следам https://youtu.be/_HzrSPQY35I (первое в мире изображение тени черной дыры в поляризованном свете).

Ученые обнаружили генетическую причину разницы в размере мозга человека и обезьян

У людей достаточно большой мозг среди приматов - гориллы и шимпанзе отстают по размерам в 2-3 раза. Количество нейронов у только что родившегося человека тоже больше, чем у новорождённого шимпанзе или гориллы раза этак в три.

Заглянем внутрь самого механизма развития мозга — в этом прекрасно помогают церебральные органоиды, мини-мозги, выращенные из стволовых клеток. Ученые взяли нейроны всех трех видов приматов, перепрограммировали их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, т.е. поместили их на стадию эмбрионального развития, и начали выращивать. К пятой неделе органоиды человеческого мозга, ожидаемо, превзошли по размерам собратьев в два раза. Давайте разберемся, почему. Клетки предшественники нейронов, характерные для ранних стадий развития эмбриона, изначально имеют цилиндрическую форму, это очень удобно для деления, ведь их потомки имеют такую же идентичную форму. Чем больше делятся клетки, тем их форма больше напоминает вытянутую конусовидную, как у рожка с мороженым. Эта форма для деления уже неудобна. У обезьян до приобретения клетками-предшественникам нейронов конусовидной формы проходит 5 дней, а у человека - 7 дней. Т.е. у человеческих клеток больше времени для деления, да еще и делятся они чаще. Получилось объяснить это различие и на генетическом уровне. Анализ экспрессии генов показал, что один из генов, ZEB2, отвечающий за форму и активность клеток предшественников нейронов, у обезьян включался раньше, чем у человека. Как только он включается, в эмбрионе замедляется размножение клеток-предшественников нейронов, а это значит, что у обезьян просто вырастает меньше нейронов. И если включить этого ген у обезьян позже, чем положено, то количество нейронов в органоиде начинает догонять человеческое. Разумеется, это всего лишь моделирование на мини-мозгах, однако для объяснения эволюционных процессов и всей линейки Планеты обезьян это очень ценное открытие.

Ученые сравнили частоты сверхточных атомных часов

Ученые потихоньку подбираются к переопределению секунды, которая еще в 1967 году была зафиксирована как время, равное вот такому (9192631770) количеству периодов излучения,

соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. То есть с этого времени секунду определяли по атомным часам с атомами цезия, которые испускают и поглощают свет определенной частоты. Но за последнее время в архитектуре атомных часов произошли качественные улучшения, позволяющие определить секунду еще точнее. От широко используемых микроволновых атомных часов, которые могут измерять время в секундах с точностью до 16 знака после запятой, мы переходим к оптическим атомным часам, которые лучше в 100 раз, т.е. могут дать точность в 18 знаков после запятой. Это происходит за счет возможности измерения частоты в оптическом диапазоне с большей точностью, чем в микроволновом.

Но для того, чтобы внедрить эти улучшения, необходимо убедиться, что мы умеем сравнивать между собой частоту разных часов, использующих разные атомы. С одинаковыми атомами ученые умеют справляться. Более того, сравнение частот в оптическом диапазоне нужно делать через оптоволоконный кабель, а хочется проводить калибровку в беспроводном режиме, как это можно делать с микроволновыми часами.

Ученые из коллаборации Боулдеровская оптическая сеть атомных часов (BACON (Boulder Atomic Clock Optical Network)) решили обе проблемы. Они смогли измерить отношения резонансных частот трех оптических атомных часов, причем часы на основе иттербия-171 и алюминия-27 были в одном институте, а на основе стронция-87 в другом. Их соединили при помощи четырехкилометрового оптоволокна, а часы с иттербием и стронцием еще и оптической лазерной связью по воздуху на расстоянии 1,5 километров. Вот более точная схема. Измерения проводили при помощи так называемых оптических частотных гребенок, высокоточных инструментов работающих с лазером и в волокне, и в воздухе. Их влияние на измерение было минимальным, на порядок меньше измеряемой частоты. В итоге отношения частот в атомах всех трех часов были измерены с точностью от 6 до 8 на 10 в минус 18 степени, и это на данный момент рекордная величина. Эти исследования могут внести вклад в более точную систему хронометража и, соответственно геопозиционирования, геодезии и даже, неожиданно, в поиск отклонения фундаментальных констант, что ведет за пределы Стандартной физики в области Новой физики. Эксперимент коллаборации BACON как раз наложил ограничение на взаимодействие бозонов темной материи с обычной материей.

Ученые пронаблюдали рой нанороботов внутри организма

Рой нанороботов самоорганизовался в организме мыши. Пусть нанороботы в ближайшей перспективе не сильно впечатляют, они должны лишь перемещаться и переносить грузы вроде лекарств к опухолям или пораженным органам. Ни самовоспроизводства, ни мысленного управления, но это пока. Основная проблема с ними сейчас в том, что их очень сложно отслеживать в организме. Для начала разберемся с перемещением. Нанороботы, участвующие в новом эксперименте, работают на ферментной тяге, они используют вещества в

организме, например, мочевину, которые взаимодействуют с заложенными в робота ферментами, в случае с мочевиной это уреаза. В результате химической реакции возникает реактивный поток ионов карбоната и аммония, позволяющий разогнать робота до скоростей в несколько сантиметров в час.

Для того, чтобы унести значимое количество лекарств, роботов должно быть много. И ученым важно понять, как распределяется рой внутри организма. Теперь разберемся с отслеживанием. Проблему визуализации решили с помощью ПЭТ-КТ, т.е. позитрон-эмиссионной томографии, совмещенной с компьютерной томографией. Маркерами для этого метода служат радиоизотопные метки, которые и нанесли на кремниевых нанороботов, а точнее пометили ими фермент уреазу в двигателе и золотые наночастицы в багажнике. Если в обычной чашке Петри с нанороботами присутствует только вода, то роботы остаются в пределах того объема, в который их поместили. А в воде с мочевиной, т.е. с топливом, они ведут себя как рыбы в косяке и равномерно распределяются по всей чашке. Более того, нанороботы успешно преодолевают искусственные препятствия в виде лабиринтов. Но это была лишь пристрелка методики ПЭТ-КТ для визуализации движения. Затем нанороботов внутривенно ввели в организм мыши и стали отслеживать их перемещения. Вот как это выглядело. Яркое пятно - это йод-124 - скопление нанороботов в щитовидке, остальные точки распределяются по легким, печени и другим органам и постепенно выводятся с мочой. При введении в мочевой пузырь, где топлива полно, нанороботы тоже крайне быстро распределяются по всему объему. Побочные эффекты от процедуры не наблюдались. Т.е. представьте, если подобрать нужные ферменты для двигателя, то можно адаптировать нанороботов к разным ситуациям и, например, разным типам опухолей, а затем контролируемо обрабатывать их, причем наблюдая в режиме реального времени. Звучит не мега-фантастично, но весьма хорошо.

Ученые выяснили, почему зубы болят от холода

Если вдруг кто-то из вас, дорогие зрители, никогда не испытывал острую, челюстеломную, ни с чем не сравнимую зубную боль от холодного напитка или укуса мороженого, я вам искренне завидую. Все еще впереди.

Причина, по которой игла боли впивается в нерв, на первый взгляд ясна - повреждение верхнего защитного слоя зуба. Но как сигнал передается к нервам - оставалось загадкой. Это всё TRPC5. Теперь так нужно говорить при холодной зубной боли.

Около десяти лет назад ученые обнаружили, что клетки, производящие белок TRPC5, чувствительны к холоду. Когда становится морозно, в клетках периферической нервной системы этот белок открывает канал, позволяющий ионам преодолевать клеточную мембрану, фактически он позволяет передачу нервного импульса.

Под защитной нечувствительной эмалью в зубе расположен слой дентина, испещренный каналами. Под твердым дентином расположена пульпа, содержащая в себе одонтобласты, клетки, формирующие дентин, и нервы. Кстати, именно нервное сплетение Рашкова дарит нам те самые незабываемые ощущения. Ранее основная теория зубной боли от холода заявляла, что температурные колебания создавали давление на жидкость в каналах дентина, и она уже передавала сигнал в нервы зуба.

В последовавших экспериментах ученые использовали генетически модифицированных мышей с отключенным ионным каналом TRPC5. Они хотели узнать, будут ли их поврежденные зубы также реагировать на холод, как у обычных мышей. Все правильно, такие мыши будто не чувствовали боли, как будто сидели на сильных обезболах.

Кстати, ученые порылись в человеческих зубах и подтвердили, что в них тоже есть этот ионный канал, из чего последовал вывод, что у людей именно он отвечает за болевые ощущения от холода. Сюрприз заключался в том, что TRPC5 активен в одонтобластах, тех клетках, которые производят дентин, и не отвечают вообще-то за передачу ощущений. Но что есть, то есть, холод, проникающий по каналам в дентине, заставляет одонтобласты открывать ионный канал и передавать сигнал в пучки нервов.

Кстати, есть лекарство, эвгенол, применяемое в стоматологии и воздействующее на TRPC5 канал.

Впервые астрономам удалось измерить поляризацию, свидетельство существования магнитных полей, на столь близком расстоянии от края черной дыры. Эти наблюдения являются ключевыми для объяснения механизма образования высокоэнергетических джетов – струйных выбросов из ядра галактики M87, расположенной на расстоянии в 55 миллионов световых лет от Земли.

10 апреля 2019 года учёные опубликовали первое в истории изображение чёрной дыры – яркую кольцеобразную структуру с темной центральной областью, тенью чёрной дыры. С тех пор участники Коллаборации EHT продолжали углубленный анализ полученных в 2017 г. данных наблюдений сверхмассивного объекта в сердце галактики M87. Они обнаружили, что значительная часть излучения из окрестности чёрной дыры в ядре M87 поляризована.

Свет поляризуется, когда проходит сквозь определенные фильтры, например, через стекла поляризационных солнцезащитных очков, или когда излучается разогретыми до высоких температур областями космического пространства, в которых присутствуют магнитные поля. И точно так же, как поляризационные очки помогают нам видеть лучше, понижая отражение и подавляя блики, возникающие на ярких поверхностях.

Новые изображения в поляризованном излучении дают ключ к пониманию того, как магнитное поле позволяет черной дыре поглощать вещество и испускать мощные джеты (яркие джеты – струи энергии и вещества, истекающие из ядра галактики M87 и простирающиеся как минимум на 5000 световых лет от центра галактики).

Для наблюдений галактики M87 был использован Телескоп Горизонта Событий — объединение восьми телескопов, расположенных по всему миру, что позволило создать виртуальный телескоп размером с Землю.

На изображении – три вида центральной области галактики Мессье 87 (M87) в поляризованном излучении и один, полученный на Космическом телескопе Хаббла – в видимых лучах.

Фото вверху, снятое на телескопе Хаббла, покрывает часть джета размерами примерно в 6 000 световых лет.

Следующее изображение — снимок в поляризованном излучении, полученный антенной решеткой ALMA – близкая к центру галактики часть джета размером в 6000 световых лет.

Среднее фото покрывает область размером примерно в один световой год. Оно получено с Решеткой со сверхдлинной базой (VLBA) Национальной радиоастрономической обсерватории США.

Нижний снимок получен телескопом горизонта событий (EHT).

Линии отмечают ориентацию поляризации, связанную с магнитным полем в зарегистрированной области. Данные, полученные на ALMA, позволяют подробно описать структуру магнитного поля вдоль джета. Таким образом, объединяя информацию, полученную с EHTи ALMA, астрономы могут исследовать роль магнитных полей на масштабах от непосредственной окрестности горизонта событий в пределах одного светового дня (изображения, полученные с EHT) до всего протяжения мощных джетов, уходящих далеко за пределы галактики M87 на тысячи световых лет (изображения, полученные на ALMA).

Значения частот в ГГц относятся к излучению, которое регистрировалось в ходе различных наблюдений. Горизонтальные линии показывают масштаб (в световых годах) каждого из индивидуальных изображений.

Ссылка на официальный релиз ESO: https://www.eso.org/public/russia/news/eso2105/

(официальный перевод от автора ролика и этого поста)

Группа астрономов проанализировала движения одного из видов молекул (цианида водорода), которые остались после столкновения планеты с кометой Шумейкер–Леви 9 в 1994 году. Ученые смогли выявить вблизи полюсов Юпитера невероятно мощные стратосферные ветры, со скоростями до 1450 км/ч.

Юпитер знаменит своими красно-белыми полосами — облаками движущегося газа в нижней атмосфере Юпитера. Вблизи полюсов астрономы наблюдают яркие полярные сияния, которые ассоциируются с сильными ветрами в верхней атмосфере планеты. Но вот структуру ветра между этими слоями отследить не удавалось.

Для анализа движения молекул цианида водорода использовались 42 из 66 высокоточных антенн телескопа ALMA, замерив микроскопические изменения в частоте излучения, вызванное ветрами в этом регионе планеты, ученые смогли вывести скорость ветров. Все эти данные подтвердили существование сильных стратосферных ветров вокруг экватора планеты.

Ссылка на официальный релиз ESO: https://www.eso.org/public/russia/news/eso2104/

(официальный перевод от автора ролика)

Подробности и пояснения от Кирилла Масленикова в видео, а ниже приводим небольшой текст расшифровки интерьвью:

Кирилл: Первый вопрос. Твоя статья была опубликована в очень авторитетном научном журнале, который обычно публикует значимые работы. Не могла бы ты объяснить – почему она так важна? Насколько я понимаю, ты наблюдала ситуацию, когда звездообразование было вызвано не ветром от черной дыры в центре галактики, а слиянием галактик. И огромное количество межзвездного газа было выброшено из галактики, в которой звездообразование должно теперь вскоре прекратиться. Вопрос – почему это отличие так важно?

Аннаграция: Я бы сказала, что есть три причины, почему это открытие так важно. Первая причина в том, что, как ты говоришь, мы сейчас наблюдаем галактику, в которой звездообразование должно скоро прекратиться, потому, что большое количество газа было выброшено из галактики, и это значит, что в галактике не будет «строительного материала» для образования в будущем новых звезд. И это важно, потому, что насколько нам известно, мы в первый раз воочию наблюдаем такой процесс в массивной галактике. Уже в течение длительного времени теоретики и наблюдатели спрашивают себя что именно заставляет массивные галактики – как та, которую мы наблюдали – прекращать звездообразование. Наблюдая это явление, мы можем сказать, что одним из путей возможного прекращения звездообразования в массивных галактиках может быть выброс газа из галактик. Это уже было теоретически предсказано, и теперь мы наблюдаем это. Другие же две причины, по которым это важно – возможно, это не было подчеркнуто в пресс-релизах, это несколько более техническая деталь – мы смогли изучить статистику таких событий, чтобы понять, достаточно ли их, чтобы привести к появлению общего числа таких галактик во Вселенной. Были исследования, которые показывали, что такие события редки. Это так, но они всё-таки происходят достаточно часто, чтобы объяснить образование «пассивных галактик» -- называя их «пассивными», я хочу сказать, что в них не образуются звезды.

Кирилл: Можно, я прерву тебя на минутку? Когда ты говоришь о статистике, как можно оценивать её, используя лишь один пример такой галактики?

Аннаграция: Да, это единичное событие, но оно наблюдалось в рамках большого объема данных. Мы воспользовались телескопом ALMA, на котором наблюдали более ста галактик в одну и ту же космическую эпоху, но это событие, этот выброс, мы наблюдали только у одного из этих объектов. То есть, тот факт, что мы наблюдали один такой выброс на более, чем сто объектов, уже позволяет нам понять, насколько частыми являются такие события.

Кирилл: Хорошо. А третья причина? Ты обещала три!

Аннаграция: Третья причина в том, что признаки, по которым мы открыли это событие, на деле очень похожи на признаки других явлений, о которых ты тоже, по-моему, упоминал – ветры от активных ядер галактик. И мы, таким образом, показываем, что эти два явления могут быть очень-очень похожи – ветры и выбросы газа, вызванные слиянием. Это, возможно, говорит о том, что и в других случаях такие явления в прошлом могли путать друг с другом. Но это нормально, так часто происходит в нашей науке, мы нередко движемся вперед методом проб и ошибок.

Кирилл: Эта галактика находится довольно далеко. И масштаб изображения очень мал. Изображение с телескопа Хаббла имеет диаметр около одной секунды – крохотный размер. Как можно оценить темп звездообразования и структуру областей звездообразования внутри галактики при столь малом разрешении?

Аннаграция: Ну, для оценки темпа звездообразования нам нужны интегральные измерения, а не распределенные по изображению.

Кирилл: И это означает, что мы не можем вычислять параметры отдельных звезд.

Аннаграция: Нет, это абсолютно невозможно. Это можно делать только для ближайших галактик. Эти же галактики так далеко, что мы не можем разрешать индивидуальные звезды. Мы можем вычислять глобальный темп звездообразования несколькими способами. В этом исследовании мы использовали для этого наблюдения в дальней инфракрасной области, выполненные спутником «Гершель».

Мы можем преобразовывать данные по светимости и дальнем ИК диапазоне в темп звездообразования.

Кирилл: А насколько точны эти оценки? Ты пишешь, что преобразовала твои далёкие инфракрасные светимости в темп звездообразования и в результате получила громадный темп – около 500 солнечных масс в год, это очень много.С какой точностью вы провели эти преобразования инфракрасных светимостей в темп звездообразования?

Аннаграция: В этом случае довольно точно. В этой галактике темп звездообразования составляет примерно 550 солнечных масс в год при ошибке около 10 солнечных масс в год.

Кирилл: Всего 10 солнечных масс? Очень маленькая ошибка!

Аннаграция: Да, но это еще и потому, что мы получили очень хорошее распределение энергии в спектре галактики, распределение излучения галактики по длинам волн. Наши модели позволяют нам с большой точностью воспроизводить форму спектрального распределения энергии галактики.

Кирилл: То есть, ты абсолютно уверена, что этот избыток инфракрасного излучения не вызван никакой другой причиной, а только звездообразованием? Так ли это?

Аннаграция: Да, в галактиках этого типа, вообще-то, есть звездообразование, а есть и экранирование активного ядра галактики, которое может вносить вклад в ИК светимость. Но согласно нашему моделированию – а оно довольно точное – светимость в дальнем ИК диапазоне в основном вызывается именно звездообразованием. И да, наши оценки весьма точны. Вот почему очень важно иметь большой объём данных на разных длинах волн – это позволяет наложить очень хорошие ограничения на модель.

Кирилл: А что можно сказать о приливном «мосте», о чем-то вроде «хвоста», выброшенного из галактики? Опять-таки, было ли разрешение было достаточным, чтобы получить изображение этого хвоста? Вот давай взглянем на иллюстрации из твоей статьи. Вот эти изофоты – асимметрия изображения галактики, полученного на ALMA.

Аннаграция: Дай я объясню – дело в том, что это нельзя в точности считать изображением. Мы ведь наблюдали эту галактику на ALMA. Разрешение изображений ALMA не очень высокое.

Кирилл: Около полутора секунд?

Аннаграция: Около секунды, что соответствует примерно восьми килопарсекам. Если хочешь представить себе этот масштаб – это чуть меньше радиуса Млечного Пути.

То есть ты не можешь разрешить форму галактики. Наблюдения на ALMA – это не такие изображения, как приведенное здесь же изображение с Космического телескопа Хаббла. Потому, что ALMA – это интерферометр. Это субмиллиметровый телескоп, который работает немного не так, как мы привыкли думать о телескопах. То, что ты видишь здесь – восстановленное изображение. Это не совсем то, что телескоп «видит». И к тому же здесь есть шум. Так что структура, которую ты видишь на изображениях – это не реальная структура галактики, это не «разрешенное изображение», а большой степени картина распределения шума.

Кирилл: То есть, это более или менее искусственная картинка

Аннаграция: Это шум, это шум, а не реальные детали изображения. То есть, форма, которую ты видишь, не соответствует действительности. Здесь не видна форма выброса. Способ, который позволяет нам судить о выбросе, понятен, из предыдущей картинки, которая представляет собой спектр – особенно верхний левый рисунок. Это очень важно, так как это даёт нам указание на то, как именно поток распределен по скорости, представление о распределении скоростей газа.

Кирилл: Красное смещение

Аннаграция: Именно. И, как видишь, широкий спектральный компонент смещен по отношению к галактической эмиссии – а это узкий компонент – из чего мы и заключаем, что газ был выброшен.

Кирилл: И может быть, последний вопрос. Он не относится собственно к твоей статье. Меня очень интересует вопрос о том, как студенты из России могут найти какие-то возможности получить тему для диссертационной работы на Западе, пользоваться европейскими телескопами в своей работе, и всё такое. Для России сейчас это очень острый вопрос – люди пытаются найти какие-то возможности для работы на новых приёмниках, на гигантских телескопах, и так далее – в России сейчас нет новых больших телескопов. Около 50 лет назад у нас был самый большой телескоп в мире – оптический шестиметровый рефлектор на Северном Кавказе. Это был настоящий гигант по тем временам. Но эти времена прошли. А у вас теперь есть и VLT, и ALMA, и строящийся ELT… Так что это сейчас для нас очень серьезный вопрос – как получить доступ к этим возможностям. Я заметил, что среди твоих соавторов, среди большого числа твоих соавторов – люди из Лондона, Лиона, Мюнхена, Испании, Копенгагена. Ты итальянка, твоя карьера началась в Италии, затем ты отправилась во Францию, затем в Университет в Дарэме...

Так как это возможно – столь легко перемещаться из страны в страну, от инструмента к инструменту, работать и учиться все в новых и в новых местах?

Аннаграция: С одной стороны, я бы сказала, это особенность жизни ученого. Когда пишешь диссертацию (PhD), у тебя много шансов попутешествовать – если, конечно, хочешь – а я как раз этого очень хотела. Поэтому, чтобы написать диссертацию, я поехала в ESO, в Мюнхен. Это была прекрасная возможность, так как это мне позволило познакомиться с множеством коллег со всего мира. Затем, продолжая свою постдокторскую карьеру – а это прекрасный момент, ты почти сразу же можешь выбирать место для подачи заявки на позицию по всему миру, и поехать туда, где найдешь хорошие условия для работы…

Я вот поехала в Париж – это была моя первая постдокторская позиция. А потом я попала в Дарэм, где я и теперь нахожусь, это моё второе постдокторское место. Это вообще обычно для астрономии – на самом деле, это одна из тех вещей, которые мне больше всего нравятся в ней. Есть множество возможностей для сотрудничества в любом направлении в астрономическом сообществе. Иногда тебя будит звонок от коллеги, скажем, из Токио, который предлагает тебе принять участие в каком-нибудь проекте. Что касается студентов, то один из способов связаться с астрономическим сообществом – по-моему, одна из хороших вещей, которые мы узнали в эпоху коронавируса – это множество онлайн-конференций, у некоторых из которых дешевый вступительный взнос, а некоторые и вообще бесплатны. Так что один из способов для людей, которые хотят получить ученую степень и найти возможности для этого в Европе – искать такие конференции. Так как я сама была студенткой в ESO, я очень советую искать возможности именно в ESO.