Край Будущего

Качество изображения определяет разницу между потрясающим мультимедийным опытом и визуальным разочарованием. В биомолекулярной визуализации детали имеют особое значение. Увеличение разрешения в количественной визуализации повышает точность и уверенность в результатах, что способствует открытиям в исследованиях белков, клеток и других биомедицинских приложениях.

Ученые давно изучают отдельные молекулы, чтобы исследовать их наномасштабные структуры и динамику в биологических системах. Однако различение двух близко расположенных дипольных эмиттеров, флуоресцентных молекул, оставалось серьезной проблемой, особенно когда такие молекулы излучают свет одновременно и пространственно совпадают.

Это ограничение мешало исследователям точно измерять ориентацию и угловое разделение диполей, что важно для понимания их вращательной динамики в клеточных средах.

Новое исследование, проведенное Мэтью Лью и Ийяном Ченом из Вашингтонского университета, доказывает, что существующие техники поляризационной визуализации не могут различить две совпадающие дипольные молекулы от одной.

Чтобы решить эту проблему, Лью и Чен объединили два метода, манипулируя поляризацией лазерного освещения и измеряя поляризацию собранной флуоресценции. Их техника улучшает точность измерения ориентации между парами молекул.

"Структура всегда определяет функцию", — отметил Чен. Структуры белков и других биомолекул определяют поведение клеток. Например, антитела должны правильно взаимодействовать с вирусными антигенами, что зависит от их ориентаций.

Чен и Лью разработали математические детали, чтобы показать, что пары диполей производят изображения, идентичные изображениям одной вращающейся дипольной молекулы. Комбинирование поляризованного освещения и поляризационного обнаружения флуоресценции создает уникальные изображения для одной и двух молекул.

Метод улучшает точность измерения ориентации дипольной молекулы на 50% и увеличивает точность измерения углового разделения в два-четыре раза по сравнению с традиционными методами.

Это улучшение имеет потенциал изменить подход к изучению молекулярной динамики, особенно в живых системах, где важны наблюдения в реальном времени. "Чтобы продвигать науку вперед, детали имеют значение", — добавил Лью. "На наноуровне важно рассматривать молекулы как диполи, чтобы правильно измерять направление и интенсивность света, который они излучают." Разрешая молекулярные структуры и динамику с большей точностью, метод может поддерживать приложения от изучения взаимодействий белков до разработки лекарств и исследования заболеваний.

Генеральный директор Института космических и астронавтических наук (ISAS) Масаки Фудзимото сообщил о разработке концепции, основанной на использовании надувной тормозной аэрооболочки, которая призвана обеспечить безопасную посадку космических аппаратов на Марс.

По словам Фудзимото, данный подход объединит передовые технологии, разработанные инженерами JAXA для предстоящей миссии зонда MMX (Mars Moon eXploration), целью которой является доставка на Землю образцов грунта с марсианского спутника Фобоса, и технологии космического аппарата Smart Lander for Investigating Moon (SLIM), успешно осуществившего точную посадку на Луну в январе 2024 года.

Вместо традиционного сверхзвукового парашюта и жесткой аэрооболочки, инженеры планируют внедрить мягкую надувную аэрооболочку, размеры которой будут значительно больше. Это позволит создать повышенное сопротивление набегающей атмосфере и развернуть оболочку на больших высотах, обеспечивая надежную защиту на всех этапах входа, спуска и посадки аппарата во время марсианской миссии.

Специалисты намерены использовать эту технологию для доставки марсоходов весом от 100 до 200 килограммов на поверхность Красной планеты, что значительно расширит возможности исследований и освоения Марса.

Астрономы из Чехии и Аргентины использовали телескоп Gemini South для наблюдения за желтым сверхгигантом HD 144812. В ходе этих наблюдений было установлено, что HD 144812 — редкая звезда, находящаяся на стадии после красного сверхгиганта и окруженная компаньоном. Об этом открытии сообщается в статье, опубликованной 25 марта на сервере arXiv.

Желтые сверхгиганты, которые имеют спектральные типы F или G и начальные массы от 10 до 40 солнечных масс. Большинство YSG быстро остывают и расширяются, переходя в стадию красных сверхгигантов (RSG) после завершения существования на главной последовательности.

Наблюдения показывают, что периоды активности циркумзвездного ветра могут вытолкнуть звезды с ветви RSG на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Эта фаза, известная как пост-RSG эволюция, может быть связана с высокими потерями массы или извержениями, аналогичными тем, что наблюдаются у Луминозных Синих Переменных (LBV).

Команда астрономов под руководством Михалиса Курниотиса из Чешской академии наук проводит спектроскопические наблюдения YSG с инфракрасным избытком, чтобы увеличить количество известных звезд после RSG в Млечном Пути и ближайших галактиках.

Одной из звезд, привлекших внимание исследователей, стала HD 144812, находящаяся на расстоянии около 2500 световых лет. Она была впервые идентифицирована в 1978 году как галактическая эмиссионная YSG и демонстрирует инфракрасный избыток, ожидаемый для эволюционирующих звезд с активными потерями массы.

Команда Курниотиса получила высокоразрешающую спектроскопию HD 144812 с помощью ИК-спектрометра GRating INfrared Spectrometer (IGRINS) на телескопе Gemini South. Наблюдения выявили множество фотосферных абсорбционных линий и характерные эмиссионные линии, в основном из серии водорода и железа. Наиболее выраженной особенностью в K-диапазоне спектра звезды является эмиссия из первой овертонной полосы молекулы угарного газа.

Исследования предполагают, что HD 144812 окружена компаньоном с диском, вероятно, состоящим из материала, вывезенного из ядра звезды на ее поверхность в ходе предыдущей фазы как красного сверхгиганта. Анализ эмиссии угарного газа указывает на то, что HD 144812 находится в пост-RSG фазе, эволюционируя в сторону синего спектра.

В целом, исследователи пришли к выводу, что HD 144812 является редким примером звезды после RSG в бинарной системе. Они планируют продолжить наблюдения за HD 144812 как в инфракрасном, так и в оптическом диапазонах, чтобы получить больше информации о кинематике и свойствах этой системы.

Астероид 2024 YR4, открытый в конце прошлого года, изначально имел вероятность столкновения с Землей в 3% в 2032 году. Однако дополнительные наблюдения позволили ученым существенно снизить эту угрозу до практически нуля, на этом уровне она и остается. Тем не менее, существует небольшая вероятность, что он может столкнуться с Луной в указанный период. Астероид приближается к Земле каждые четыре года.

NASA и Европейское космическое агентство в среду опубликовали фотографии, на которых астероид изображен в виде расплывчатой точки. Согласно данным двух космических агентств, телескоп подтвердил, что диаметр астероида составляет почти 60 метров (примерно 200 футов), что сопоставимо с высотой 15-этажного здания. Это самый маленький объект, когда-либо наблюдаемый данным обсерваторием, который является крупнейшим и наиболее мощным телескопом, когда-либо отправленным в космос.

Астроном Университета Джонса Хопкинса Эндрю Ривкин подчеркнул, что наблюдения с помощью телескопа "Джеймс Уэбб" стали "неоценимой" практикой для изучения других астероидов, которые могут представлять угрозу в будущем. Кроме того, наземные телескопы также отслеживали этот конкретный космический объект на протяжении последних нескольких месяцев.

Все это "дает нам возможность понять, какие объекты размером с 2024 YR4 могут существовать, включая следующий, который может направляться к нам", — отметил Ривкин, который принимал участие в проведении наблюдений, в своем заявлении.

Представьте себе: огромный газовый гигант, который в 11 раз больше нашей Земли, и вот он встречает солнечный ветер лицом к лицу! Ученые из Университета Рединга выяснили, что в 2017 году солнечное событие сжало магнитосферу Юпитера, создав аномально горячую область на полпути к святому атмосфере — температура там подскочила до ужасающих 500°C! Для сравнения, фоновая температура на Юпитере обычно всего лишь 350°C. Похоже, следующим шагом будет открытие нового спа-салона с горячими источниками на Юпитере!

Доктор Джеймс О'Доногью, главный автор исследования, не скрывает своего восторга: "Мы никогда ранее не видели, как Юпитер реагирует на солнечный ветер, и это был совершенно неожиданный поворот! Как большой мяч для сквоша, солнечный ветер сжимал этот магнитный щит планеты и создал гигантскую супергорячую область. Это значит, что Юпитер может иметь свои собственные погодные перепады, как Земля!"

Похоже, что ни одна планета в нашей солнечной системе не чувствует себя в безопасности от влияния Солнца, включая наших любимцев-гигантов. Исследователи объединили данные с наземных наблюдений и информации от космического аппарата NASA Juno и пришли к выводу, что даже такое быстрое вращение Юпитера не может защитить его от солнечной "арматуры". Это открытие действительно подрывает наш прежний стереотип о том, что большие планеты как-то устойчивее.

Профессор Мэтью Оуэнс добавляет еще одну важную деталь: "Наша модель показала, что атмосфера Юпитера действительно может сильно страдать, когда выступает солнечный ветер. Это помогает нам улучшить наши системы прогнозирования, а значит, мы сможем защитить нашу Землю от потенциально опасной космической погоды."

В 1970-х годах зонды Вояджер пролетели через систему Юпитера и сделали снимки его крупнейших луны, известных как галилеевы луны. Эти снимки и собранные данные предложили первые подсказки о том, что под ледяной корой Европы может находиться глобальный океан. Более того, планетарные модели показали, что взаимодействие Европы с мощной гравитацией Юпитера может привести к приливному сгибанию в внутренней структуре луны. Учёные узнали, что у Европы могут быть все необходимые ингредиенты для жизни.

С тех пор Европа считается одной из главных целей в поисках жизни за пределами Земли. Основное внимание в этом поиске уделяется поверхностным струям Европы, которые являются результатом криовулканизма. Ученые могут исследовать эти выбросы на наличие потенциальных биосигнатур, разместив посадочный модуль рядом с активным криовулканом или отправив зонд пролететь через одну из таких струй.

Недавнее исследование, возглавляемое Лабораторией реактивного движения NASA (JPL), предлагает структуру для будущих миссий по выявлению струй, исходящих из глубокого внутреннего слоя Европы. Элоди Лесаж, постдокторант в JPL, возглавила исследование с коллегами из разных университетов и лабораторий. Статья с их выводами была опубликована в журнале Nature Communications.

В настоящее время две астробиологические миссии направляются к Европе: NASA Europa Clipper и ESA JUpiter Icy Moon Explorer (JUICE). Первая прибудет к Европе к 2030 году, а вторая достигнет Юпитера в 2024 году, проводя аналогичные исследования Каллисто, Ганимеда и Европы.

На поверхности Европы выделяются несколько примечательных особенностей, включая паровые струи и криовулканические образования. Подповерхностные резервуары также могут испытывать извержения из-за давления, оказываемого струями, которые замерзают обратно на поверхности. Будущие миссии могут наблюдать за этими особенностями, предоставляя новые сведения о ледяной оболочке Европы и ее обитаемости.

Команда учёных отмечает, что извержения из подповерхностных резервуаров могут не отражать их первоначальный состав, поскольку плавление и замораживание захваченных рассолов могут повлиять на их химический состав. Для этого необходимо улучшенное понимание физико-химических свойств и эволюции подповерхностных особенностей.

Представленная модель CRYOLAVASAURUS изучает тепловую, механическую и композиционную эволюцию ледяных оболочек и криомагматических резервуаров. Используя эту программу, команда провела симуляции соленых водяных резервуаров, что позволило им идентифицировать данные о криовулканизме и извержениях.

Эта структура может быть полезна для будущих миссий к Европе, включая NASA Europa Clipper и ESA JUICE, которые прибудут к Юпитеру в 2030 и 2031 годах соответственно. Эти миссии могут проложить путь для дополнительных астробиологических исследований, включая посадочный модуль на Европе, который будет изучать активность струй на поверхности луны. Данные, полученные в ходе этих миссий, могут предоставить первые доказательства существования жизни за пределами Земли.