Некоторые исследования показывают, что мозг владеющих двумя языками людей намного больше проявляет свою активность в областях, связанных с исполнительными функциями, которые обеспечивают когнитивную гибкость при появлении новых, ранее не встречавшихся стимулов: поиск решения проблем, избирательное переключение внимания и др. Согласно новым результатам, полученным сотрудниками Вашингтонского университета, основные различия между одно- и двуязычными людьми проявляются очень рано: в возрасте до 11 месяцев, до того как ребенок начинает произносить свои первые слова.

«Наши результаты показывают, что у растущих в двуязычных семьях детей по сравнению с одноязычными наблюдается более интенсивное речевое и умственное развитие. Дети остаются более «открытыми» для изучения нового языка, дольше остаются восприимчивы к его звучанию», – говорит руководитель исследования Ная Ферьян Рамирес (Naja Ferjan Ramírez).

Для проведения своего исследования специалисты использовали магнитоэнцефалографию (МЭГ) – метод, позволяющий наиболее точно измерять и визуализировать изменения магнитных полей, возникающих вследствие электрической активности мозга. При помощи МЭГ специалисты выполняли сравнительный анализ образцов активности нейронов у детей, растущих в одноязычных и двуязычных семьях.

В эксперименте участвовало шестнадцать 11-месячных детей, восемь из которых находились в семьях, говорящих только на английском, и восемь – на английском и испанском языках. На протяжении 18 минут им было нужно слушать речевые потоки обоих языков под контролем МЭГ-сканера.

Сравнив реакцию детей, ученые обнаружили, что префронтальная и орбитофронтальная области головного мозга двуязычных малышей сильнее реагировали на воспроизведенные речевые потоки. Это означает, что дети, проживающие в билингвальных семьях, вынуждены уметь переключаться между языками, а это, соответственно, дает импульс развитию исполнительных функций.

Ная Ферьян Рамирес отметила, что изучение сразу двух языков не мешает скорости и качеству обучения малышей. По ее словам, мозг 11-месячного ребёнка одинаково «готов» учиться как одному, так и двум языкам, звучащим в его окружении. Подводя итог всему, можно смело утверждать, что раннее детство является наиболее оптимальным временем для изучения двух языков, при котором стимулируется деятельность головного мозга и улучшаются исполнительные функции.

Когда зонд NASA «Новые горизонты» пролетел мимо Плутона 14 июля 2015 года, он сделал лучшие в истории снимки поверхности этого твердого мира и обеспечил нам новый и беспрецедентный вид на его геологию, состав и атмосферу. В принципе, новые прекрасные снимки «Новых горизонтов» известны широкой публике лучше всего. Но космический аппарат также отправил на Землю ценные измерения солнечного ветра — непрекращающегося потока солнечных частиц, которое Солнце отправляет в космос в области, которую посетили лишь несколько космических аппаратов.

Этот беспрецедентный набор наблюдений дал нам возможность заглянуть в почти никак не исследованную часть нашей космической среды и заполнил большой пробел между тем, что видели другие миссии ближе к Солнцу, и тем, что видел «Вояджер» подальше от него. Новое исследование, которое появилось в The Astrophysical Journal Supplement, подробно описывает наблюдения «Новыми горизонтами» солнечного ветра, встреченного на пути аппарата.

Данные «Новых горизонтов» не только показывают нам новые участки космической среды внешней Солнечной системы, но и помогают нам завершить нашу картину влияния Солнца на космос, от околоземных эффектов до границы, где солнечный ветер встречается с межзвездным пространством. Новые данные показывают, что частицы солнечного ветра, получившие начальный энергетический толчок, в дальнейшем ускоряются. Они могут быть семенами чрезвычайно энергетических частиц, которые называются аномальными космическими лучами. Полагают, что такие лучи дальше и при более низких энергиях играют определенную роль в формировании границы, где солнечный ветер встречается с межзвездным пространством — областью нашей Солнечной системы, которую в настоящее время исследует «Вояджер-2».

Изучение солнечного ветра

Хотя космос примерно в тысячу раз «чище», чем самый лучший лабораторный вакуум на Земле, он не является полностью лишенным материи: постоянный отток солнечного ветра наполняет космос тонкой и разреженной пеной частиц, полей и ионизированного газа, известного как плазма. Этот солнечный ветер, наряду с другими солнечными явлениями (к примеру, корональными выбросами массы), влияет на саму природу космоса и может взаимодействовать с магнитными системами на Земле и в других мирах. Такие эффекты также влияют на радиационный фон, через который наши космические аппараты уже — а космонавты потом — летят на Марс.

«Новые горизонты» измерили космическую среду на протяжении более полутора миллиардов километров на своем пути, начиная от орбиты Урана и до самой встречи с Плутоном.

После облета Юпитера в 2007 году, измерительный инструмент планировали включать лишь для ежегодной проверки, говорит Хизер Эллиотт, космический научный сотрудник в Юго-Западном научно-исследовательском институте в Сан-Антонио, штат Техас, и ведущий автор исследования. «Мы придумали план поддерживать активными инструменты по частицам во время крейсерской фазы, в то время как остальная часть космического аппарата пребывала в спячке, и начали наблюдения в 2012 году».

Этот план обеспечил три года почти непрерывных наблюдений космической среды в области космоса, которую пролетали лишь несколько аппаратов, причем почти не совершая подробных измерений.

«В этой области миллиарды кубических километров, и лишь несколько аппаратов пролетали через нее каждые десять лет, — говорит Эрик Кристиан, космический ученый в Центре управления космическими полетами им. Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, который изучает гелиосферу — область нашей Солнечной системы, в которой присутствует солнечный ветер. Он не принимал участия в исследовании. — С каждым из них мы узнавали все больше».

Так как Солнце является источником солнечного ветра, события на Солнце являются основной силой, которая формирует космическую среду. Солнечный ветер создает космическую погоду — в виде, например, полярных сияний на мирах с магнитными полями. Во внутренней Солнечной системе эти события обладают индивидуальной и весьма тонкой природой, но «Новые горизонты» не увидели таких подробных отличий во внешней Солнечной системе.

Данные «Новых горизонтов» показали, что космическая среда во внешней Солнечной системе имеет менее подробную структуру, чем среда ближе к Земле, поскольку мелкие структуры имеют тенденцию «слипаться» по мере движения наружу, создавая меньше — но крупнее — особенностей.

На этой диаграмме показаны наблюдения солнечного ветра, сделанные «Новыми горизонтами» с 1 января по 25 августа 2015 года. Это измерение зародышевых частиц для аномальных космических лучей в солнечном ветре принципиально новое для этого региона космоса. Точки в верхней части диаграммы отвечают высокоэнергетическим частицам, а красный и желтый цвета показывают большое число частиц, попавших в детектор. Детектор иногда отключался, отсюда и провалы.

«На таком расстоянии масштаб различимых структур увеличивается, поскольку структуры поменьше истончаются или сливаются вместе», говорит Эллиотт. Сложно предсказать, создаст ли взаимодействие мелких структур структуру побольше или же они рассеются совершенно.

Во внешней Солнечной системе также труднее обнаружить более тонкие признаки влияния Солнца. Параметры солнечного ветра, включающие скорость, плотность и температуру, задаются в регионе Солнца, из которого вытекает этот ветер. По мере того, как вращается Солнце и его различные образующие ветер области, формируются и повторяющиеся паттерны. «Новые горизонты» не увидели никаких определенных паттернов, когда был ближе к Солнцу, но определенную структуру приметил.

Скорость и плотность приобретают средние значения по мере удаления солнечного ветра. Но ветер по-прежнему нагревается за счет сжатия по мере движения, так что следствия вращения Солнца можно увидеть по температуре даже во внешней Солнечной системе.

В поисках источника опасной космической радиации

Наблюдения «Новых горизонтов» показали то, что может быть исходными семенами чрезвычайно мощных энергетических частиц, образующих аномальные космические лучи. Они наблюдаются вблизи Земли и могут представлять существенную опасность для космонавтов, поэтому ученые хотят лучше понять, что их вызывает.

Семена для этих энергетических и сверхбыстрых частиц также могут помочь сформировать границу, где солнечный ветер встречается с межзвездным пространством. Аномальные космические лучи наблюдались двумя «Вояджерами» вблизи этих границ, но лишь в своей окончательной стадии, так что остались вопросы касательно точного расположения и механизма их происхождения.

«Вояджеры не смогли измерить зародыши этих частиц, только результат, — говорит Кристиан. — Поэтому когда «Новые горизонты» вошли в этот регион, этот пробел в наблюдениях заполнился данными».

Сравнивая модели с результатами наблюдений

Поскольку «Новые горизонты» — один из немногих космических аппаратов, которые исследовали космическую среду внешней Солнечной системы, отсутствие подкрепляющих данных означает, что ключевой частью работы Эллиотт стала просто калибровка данных.

Она откалибровала наблюдения «Новых горизонтов» в соответствии с результатами обширных испытаний на лабораторной версии прибора и сравнила с данными из внутренней Солнечной системы. Инструменты NASA ACE и STEREO, например, наблюдают за космосом вблизи орбиты Земли, позволяя ученым делать снимки солнечных событий, когда те отправляются на край Солнечной системы. Но поскольку космическая среда во внешней Солнечной системе является относительно неисследованной, было неясно, как будут развиваться эти события. Единственная предыдущая информация о пространстве этого региона осталась от «Вояджера-2», который пролетал эту область космоса около четверти века назад.

«Есть ряд схожих характеристик между тем, что видели «Новые горизонты» и «Вояджер-2», но некоторые события отличаются, — говорит Эллиотт. — Солнечная активность была интенсивнее, когда «Вояджер-2» пролетал через эту область».

Теперь, вооружившись двумя наборами данных из этой области, ученые располагают большим объемом информации из этого удаленного уголка космоса. Это не только позволит нам лучше охарактеризовать космическую среду, но и поможет проверить важные модели распространения солнечного ветра в Солнечной системе.

SpaceX наконец удалось приземлить свою ракету Falcon 9 на беспилотный корабль в море после ее запуска в космос в полдень по местному времени (по московскому — около полуночи). Впервые компании удалось осуществить прямое приземление в океане: все четыре предыдущих попытки заканчивались неудачей. Сегодняшний успех — важный этап для SpaceX, поскольку демонстрирует, что компания может сажать свои ракеты как на твердую почву, так и в океане.

Это второе успешное приземление для SpaceX ракеты после запуска; впервые это удалось сделать в декабре, когда ракета Falcon 9 уверенно встала на наземной посадочной площадке на мысе Канаверал, штат Флорида, после вывода спутника в космос. Но более желанной целью для SpaceX была все же посадка на плавучую баржу. Теперь, когда SpaceX продемонстрировала, что может осуществлять оба типа посадок, компания потенциально сможет восстанавливать и повторно использовать больше ракет в будущем. Это будет означать существенную экономию расходов для SpaceX и, как следствие, снижение цен на запуск.

Успешное приземление на баржу в океане имеет особое значение, поскольку этот тип приземления SpaceX, вероятно, будет использовать чаще. На недавней пресс-конференции NASA Ханс Кенигсманн, вице-президент по обеспечению полетов SpaceX, сказал, что ближайшие два-три полета будут включать посадки на беспилотные корабли. В конечном счете, компания  рассчитывает приземлять треть своих ракет на землю, а остальные — в море.

Почему для SpaceX так важны именно океанские посадки? В беспилотную баржу, плавающую в океане, сложнее попасть, чем в огромный кусок земли, поскольку первая меньше и качается на воде. Кроме того, все попытки посадить ракету на баржу у SpaceX приводили к взрыву ракеты. Тем не менее, посадка в море может быть менее сложной, чем на земле, и основная причина — топливо. Чтобы вернуться на Землю, Falcon 9 нужно использовать топливо, оставшееся от взлета, чтобы заново зажечь двигатели несколько раз. Они помогают отрегулировать скорость ракеты и переориентировать транспорт в нужное положение для входа в атмосферу Земли, а затем и для посадки.

Различные типы посадочных методов требуют различного количества топлива, и это влияет на запуск Falcon 9. Ракета отправляется не прямо в космос, а следует параболической дуге и уходит далеко от стартовой площадки. Из-за этого, ракета должна пройти довольно далеко, чтобы приземлиться на суше. Ей нужно замедлить движение, полностью развернуться и наверстать вертикальную и горизонтальную дистанцию, на которую она удалилась от земли, чтобы вернуться на место посадки. Как понимаете, это выливается в кучу дополнительного топлива.

С посадками в океане все не так сложно. Баржа SpaceX может отправиться в идеальное место, чтобы «перехватить» ракету, когда та будет естественным путем возвращаться на Землю. Это уменьшит расстояние, которое нужно пройти ракете, а также количество топлива, необходимо для посадочного маневра Falcon 9.

Для миссий SpaceX, которые расходуют много топлива, осуществление посадки на землю может быть вообще невозможным. Ракеты, которые доставляют тяжелый груз или выходят на высокую орбиту, требуют большей скорости во время начального подъема, а большая скорость нуждается в большем количестве топлива. Те Falcon 9, которые полетят высоко, будут иметь не так много топлива на возвращение. Поэтому посадка на баржу подойдет идеально.

Весь смысл приземления этих ракет заключается в том, чтобы сэкономить SpaceX затраты на запуск. Сейчас большинство ракет уничтожается или выбрасывается сразу после запуска в космос, что означает необходимость строительства новых ракет для каждой миссии. SpaceX надеется восстанавливать столько ракет, сколько получится, тем самым урезая расходы на строительство новых ракет. Построить Falcon 9 стоит 60 миллионов долларов, а заправить — всего 200 000 долларов. Если восстановленная ракета не потребует слишком большого обновления и ремонта, экономия будет колоссальной. Президент SpaceX Гвинн Шотуэлл ожидает, что многоразовые ракеты снизят затраты на запуск на 30%.

Каждая клетка нашего организма содержит ДНК, макромолекулу, обеспечивающую хранение, передачу и реализацию генетической информации. Получение доступа к этим данным, как кажется на первый взгляд, является работой для высокообразованных специалистов. Однако интернет-ресурс Popular Science показал, что процесс извлечения ДНК из клеток на самом деле удивительно прост и может быть воспроизведен в домашних условиях.

Конечно, следует упомянуть, что описанная Popular Science инструкция не позволяет получить «чистейший образец» дезоксирибонуклеиновой кислоты, но, по словам биологов, извлеченный материал поддается «очистке».

Для выделения ДНК в домашних условиях вам понадобится: чистый стаканчик, слюна (источник ДНК), средство для мытья посуды, поваренная соль, ананасовый сок (или раствор для очистки контактных линз), крепкий охлажденный алкоголь (ром), соломенная трубочка для напитков и зубочистка (или стеклянная палочка).

На первом этапе необходимо на четверть наполнить стаканчик слюной, так как именно в слюне имеются клетки многослойного эпителия щек, из которых будет извлекаться ДНК. Если она вырабатывается в недостаточном количестве, то, согласно совету Popular Science, нужно представить, что вы рассасываете во рту карамель.

На втором этапе следует добавить в стаканчик несколько капель моющего средства для растворения клеточных мембран.

После этого налить небольшое количество ананасового сока (или раствора для очистки контактных линз) и бросить щепотку соли. Это позволит очистить раствор от белков и разрушить ядра эпителиальных клеток, содержащих ДНК.

После аккуратного перемешивания ингредиентов нужно добавить несколько капель крепкого охлажденного алкоголя. Сотрудники Popular Science использовали в качестве примера ром.

Образовавшиеся тянущиеся нити и являются дезоксирибонуклеиновой кислотой, которые довольно легко можно извлечь при помощи зубочистки или стеклянной палочки. Полученный образец, по словам ученых, можно использовать для проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР), описание которой ранее представлено Popular Science.

Итальянская компания Moleskine известна во всём мире благодаря своим высококачественным канцелярским товарам, а в особенности – блокнотам для записей и зарисовок. Видя, что цифровые технологии начинают вытеснять из наших жизней ручку и бумагу, специалисты Moleskine решили создать такой бумажный блокнот, который мог бы сохранять все записи и зарисовки, например, в память ручки или мобильного гаджета. В результате на свет появился набор Smart Writing Set.

Smart Writing Set включает в себя умную ручку Neo Pen+, произведённую корейской компанией NeoLab, с встроенной в неё видеокамерой, специальный блокнот со скруглёнными краями, чем-то напоминающий планшет, а также мобильное приложение-компаньон для iOS (в случае с Android придётся пользоваться альтернативным софтом). Страницы блокнота покрыты специальными крошечными метками, благодаря которым умная ручка будет точно знать, в каком месте страницы производится запись. Каждая линия, каждый штрих будут аккуратно вноситься в память ручки, а затем, при нажатии на специальный символ «конверт» в уголке страницы, передаваться в мобильное устройство. Ручка способна вместить в себя до 1000 страниц.

Далеко не всем людям по душе писать и рисовать специальным стилусом на экране своих гаджетов. Всё-таки в рисовании на бумаге есть своё очарование, как и в чтении бумажных книг вместо их цифровых копий. Именно на это и сделала упор Moleskine. Нельзя сказать, что это первая попытка итальянской компании преодолеть барьер между «старой школой» и поколением технического прогресса. До этого уже был проект Livescribe, в котором также задействовалась ручка с встроенной в неё камерой, а ещё ранее компания сотрудничала с Evernote и даже с Adobe. Но все эти начинания не принесли особых результатов.

И всё вроде бы замечательно. Рукописный текст автоматически преобразуется приложением в цифровой, а свои наброски на экране смартфона или планшета можно раскрашивать кончиками пальцев, но главным препятствием на пути к успеху проекта Smart Writing Set может стать его цена. Он будет стоить 199 долларов, а каждый новый блокнот со специальной разметкой страниц обойдётся вам в дополнительные 29 долларов. Учитывая текущий курс доллара, на эти деньги гораздо проще накупить гору обычных блокнотов, а вечерами просто сканировать свои зарисовки при помощи старого доброго сканера.

Порядка двух миллионов лет назад по соседству с Землей взорвалась гигантская звезда. Если австралопитеки и другие ранние гоминиды смотрели на небо, они наверняка заметили внезапное появление звезды, пылающей ярче, чем полная Луна: жуткого голубоватого маяка, который был виден, возможно, даже днем. Взрыв, который произошел в 300 световых годах от нас, был недостаточно близко, чтобы нанести вред жизни на Земле. Но для планеты он тоже не прошел незамеченным: когда звезда взорвалась, она забрызгала наш мир и Луну формой нестабильного радиоактивного железа.

Астрономы, изучающие отпечатки распадающегося железа в отложениях на дне моря, пришли к выводу, что где-то 1,5-2,3 миллиона лет назад взорвались несколько сверхновых. Еще ученые подозревают, что знают, где именно в небе случились эти взрывы.

Две статьи, опубликованные в Nature, описывают эти события и объясняют, как они, возможно, поучаствовали в создании Местного пузыря — большой космической пещеры, вмещающей Солнечную систему и ближайшие звезды. Кроме того, эти сверхновые могли повлиять на эволюцию жизни на Земле.

Звездная пыль

Внутри умирающих звезд выпекается большая часть элементов периодической таблицы. Элементы, которые выбрасываются сверхновой, оставляют подсказки о типе умирающей звезды, что, в свою очередь, помогает астрономам определить, когда и где произошла космическая смерть.

Проблема в том, что сначала нужно найти эту звездную пыль.

«Если вся она разом свалится на голову, будет больно, — говорит Брайан Филдс из Университета Иллинойса. — Но если распространится по всей Земле, то станет незаметной».

В 1999 году ученые, изучающие глубоководную кору Земли, обнаружили крошечные количества нестабильной формы железа — железа-60 — которые могли родиться в брюхе давно умершей гигантской звезды. Спустя пять лет, исследования возраста железа-60 показали, что звезда должна была взорваться поблизости порядка двух миллионов лет назад.

Теперь же другая команда решила взглянуть на железо-60, изъятое у глубоководной коры в Индийском, Тихом и Атлантическом океанах, а также на другие связанные с ним материалы — конкреции и отложения. И все оказалось намного сложнее.

Во-первых, глубоководная астрономия, как ее называет автор работы Антон Воллнер из Австралийского национального университета, выявила, что сигнатура старого железа может быть результатом взрыва еще одной сверхновой возрастом в восемь миллионов лет.

«Они первыми указали на то, что могла быть еще одна сверхновая, — говорит Филдс. — Свидетельства в пользу этого не такие сильные, как с сигналом в два миллиона лет, но тем не менее это интригующее послание из далекого прошлого».

Еще более ученых озадачила скорость, с которой железо-60 накапливалось в отложениях морского дна с течением времени. Как и ожидалось, железо было двух миллионов лет возрастом, но скапливалось в течение более миллиона лет.

«Такой сигнал говорит о больше чем одной сверхновой», — говорит Дженни Фейге из Технического университета Берлина. Возможно, это смазанный сигнал работы множества сверхновых или же расширяющегося кольцом мусора, созданным взрывами за много лет. Часть ответа на этот вопрос зависит от того, как много железа накопилось в отложениях, постоянно размываемых течениями и морскими организмами.

«Мы используем морские отложения как телескоп, — объясняет Филдс. — Вам только нужно понять этот телескоп, а вместе с ним и тех, кто в нем живет. Это в новинку для астрономов».

Прах к праху

Если это так, эти смазанные отпечатки прекрасно накладываются на результаты второй статьи, опубликованной в Nature. Вместо того чтобы пытаться понять, когда железо-60 прибыло на Землю, вторая группа ученых решила понять, откуда оно взялось.

Пространство между звездами заполнено диффузной завесой газа и пыли. Но Солнечная система и ее соседи находятся в большой горячей пустоте, которую почему-то назвали Местным пузырем. Астрономы полагают, что он образовался порядка 10-20 миллионов лет назад, когда ближайшие гигантские звезды выросли, взорвались и иссушили горячим газом космос.

Ученые подозревают, что эти давно почившие звезды жили в соседнем звездном скоплении, известном как звездная ассоциация Скорпиона-Центавра, которое также могло быть ответственным за орошение Земли железом-60.

На основании наблюдаемых движений звезд, Дитер Брейтшвердт из Технического университета Берлина и его команда перевели часы и выяснили, где именно в космосе скопление Скорпиона-Центавра могло быть несколько миллионов лет. Затем они населили скопление, отталкиваясь от существующих теорий, и позволили звездам взорваться. В рамках симуляции, разумеется.

Они обнаружили, что молодые звезды в ассоциации могли «отложить» атомы железа-60, которые нашли в земной коре. Время межзвездной пересылки, размеры звезд, расстояния — все подходит.

«Это как собрать воедино различные части головоломки и увидеть целостную картину», говорит Брейтшвердт.

Ученые говорят, что глубоководные отпечатки, вероятнее всего, появились от множества сверхновых, которые были видимы в созвездиях Весов и Волка. Две ближайших сверхновых несут ответственность за большую часть железного сигнала, включая взрыв 2,3 миллиона лет назад — когда австралопитеки и первые члены рода Homo еще бродили по Африке — и 1,5 миллиона лет назад, когда австралопитеки исчезли и Homo erectus начал населять земной шар.

Тем не менее команда отмечает, что остается возможность того, что железо-60 появилось не в результате непосредственно отдельных взрывов. Взрывающиеся звезды уже могли создать пузырь в космосе, а мусор от всех этих взрывов — скопиться в оболочке пузыря. Железо могло скопиться на Земле еще тогда, когда оболочка окутала Солнечную систему несколько миллионов лет назад. Это сделало бы сигнал железа-60 возрастом в восемь миллионов лет назад еще более загадочным.

«Если оболочка Местного пузыря действительно дошла до нас только два-три миллиона лет назад, тогда более старый сигнал не имеет ничего общего с эволюцией Местного пузыря, и нам придется поискать другое объяснение», говорит Фейге.

Фантастическое путешествие

Сверхновые, которые взрываются поблизости, могут напугать. Но чтобы сверхновая действительно испортила вам день, она должна взорваться в 30 световых годах от Земли. Но такие взрывы уже давно случились, в ином случае они положили бы конец всему живому на Земле.

Вместо этого ученые предполагают, что эффекты этих взрывов могут быть менее заметными: высокоэнергетические частицы попадают в атмосферу Земли и влияют на образование облаков, что, в свою очередь, приводит к крупномасштабным изменениям климата.

Эта часть древней истории пока не проработана. Но используя морское дно в качестве гигантского телескопа, астрономы будут продолжать изучать звезды и собирать по частям историю о том, как галактика влияла на Землю все эти миллионы — даже миллиарды лет.

Группа исследователей из Института химической биологии и фундаментальной медицины (г. Новосибирск) совместно с коллегами из Института биофизики (г. Красноярск) впервые разработали биосенсор, способный выявлять вирус клещевого энцефалита.

Светящийся зонд представляет собой особую белковую конструкцию, состоящую из двух отделов, один из которых соединяется с вирусом клещевого энцефалита, другой – сигнализирует о его наличии. По словам старшего научного сотрудника ИХБФМ кандидата биологических наук Веры Витальевны Морозовой, первым фрагментом биосенсора является вариабельный домен специфичных моноклональных антител, взаимодействующий непосредственно с белком вируса, второй — люминесцентный белок (люцифераза), представляющий собой созданную из мягкого коралла Renilla muelleri сигнальную молекулу.

Оба компонента при помощи генной инженерии объединяются в одну структуру – плазмиду, которую затем «помещают» в бактериальные клетки для синтеза гибридного, достаточно стабильного белка.

Вся методика проведения теста технически представляет собой определенную последовательность. Как объясняет младший научный сотрудник ИХБФМ кандидат химических наук Иван Константинович Байков, сначала клеща захватывают пинцетом, затем из него извлекают водную часть, в составе которой может иметься вирус, после этого взвесь вносят в ячейки, содержащие антитела. Если вирус клещевого энцефалита присутствует, то произойдет его накопление в антителах, что соответственно выявится при добавлении биосенсора. Если же вируса нет, то антитела будут «пустыми», и сигнальный белок не будет активным. Для выявления химической реакции люминесценции необходим специальный прибор – люминометр.

Диагностировать неклеточный инфекционный агент в крови намного сложнее, чем в водной суспензии. Поэтому разработанный российскими ученым метод в основном найдет свое применение в виде экспресс-проверки клещей-переносчиков, от которых, по данным Роспотребнадзора, в прошлом году пострадали полмиллиона человек.

Как заявляют авторы, по принципу работы биолюминесцентного зонда можно создать аналогичные биосенсоры, специализирующиеся на других не менее важных агентах: патогенных грибах и бактериях. Специалисты уже проводят новые исследования тест-системы, являющейся в настоящее время одной из самых интересных направлений диагностики.

Всего десять лет назад миллиарды людей благодаря астрономам твердо верили в то, что Солнечная система состоит из восьми планет. И теперь, все те же самые ученые пытаются заставить нас поверить в то, что девятая планета все-таки существует. И речь идет совсем не о Плутоне, который этот статус утратил.

В январе этого года астрономы, «убившие Плутон», Константин Батыгин и Майк Браун из Калифорнийского технологического института поделились с миром весьма уверенными доказательствами того, что внутри Солнечной системы имеется планета больше Земли и примерно в 500 раз дальше расположена от Солнца. Девятую планету воочию никто не видел, но тем не менее о ее существовании ясно указывает поведение других космических объектов, расположенных в этой области космоса. С этого момента астрономы по всему миру устроили негласную гонку, главным призом которого (помимо всеобщей любви и признания, разумеется) является эта самая пока неуловимая взору Девятая планета.

«Я никогда не видел ничего подобного раньше», — делится Браун.

«Люди смотрят на наши доказательства и очень твердо уверены в их достоверности. Я даже волнуюсь в некотором роде»

Следует отметить, что такой положительный настрой в отношении «открытия» планеты сейчас действительно выглядит несколько странно. Ведь это далеко не первый случай, когда астрономы объявляют о том, что на задворках нашей системы, там, за ледяным кольцом древних астероидов и метеоритов, называемым поясом Койпера, находится еще один, скрытый от нас мир. Такие заявления звучат не одно десятилетие. Как говорит Браун, «когда происходит что-то интересное во внешних границах Солнечной системы, обязательно появляется кто-то, кто уверенно заявляет о том, что речь идет о планете».

Но, как правило, каждый раз, когда дело доходит до глубокого анализа данных, сами же астрономы и развенчивают все эти мифы о новых планетах. Однако в этот раз совсем наоборот. Чем больше анализа проводится, тем более уверенными становятся ученые в наличии где-то там еще одной планеты. Первое свидетельство относится еще к 2003 году, когда Браун определил наличие кружащего по эллиптической орбите вокруг Солнца объекта диаметром около 1000 километров, расположенного в весьма большой удаленности от внешней границы пояса Койпера.

Орбита Седны (красным) в сравнении с другими планетами и Плутоном (фиолетовым)

Седна. Такое имя в честь эскимосской богини получил этот наиболее удаленный из известных космический объект, оборачивающийся вокруг Солнца. И что самое интересное, никто до сих пор не может объяснить, как он туда попал. В научной статье, опубликованной в следующем после открытия году, Браун и его коллеги предположили, что Седна была притянута на такую очень странную орбиту проходившей мимо блуждающей звездой или ранее невиданной планетой. И вот уже более десяти лет эта загадка до сих пор остается неразгаданной и лишь постоянно увеличивает интерес ученых.

В 2014 году астрономы Чад Трухильо и Скотт Шеппадр объявили об открытии еще одного очень удаленного космического объекта с орбитой, похожей на орбиту Седны, после чего рассказали о том, что обнаружено еще шесть объектов пояса Койпера, которые тоже обладают странными орбитальными характеристиками. Каждый из этих ледяных камней обладает эллиптической орбитой, которая завершается в одной и той же точке Солнечной системы. Более того, все орбиты этих объектов обладают одинаковым углом отклонения, составляющим около 30 градусов от плоскости орбиты других планет, обращающихся вокруг Солнца.

Если основываться на нашем понимании динамики объектов пояса Койпера, существование таких орбит кажется крайней неправдоподобным. Но это так! Какова вероятность того, что схожая орбита будет иметься у шести разных объектов? Примерно 1 к 14 000!

Именно тогда теоретик Батыгин и наблюдатель Браун решили объединить все свои знания и начать искать ответы.

«Нашей ключевой задачей являлся поиск доказательств того, что причиной всех этих событий является не планета, а скорее какой-то другой динамический эффект», — отмечает Батыгин.

Шесть самых удаленных объектов в Солнечной системе с орбитой позади Нептуна, все они каким-то образом выстроились в одном направлении. Для такого эффекта там должна находиться планета, в 10 раз массивнее Земли и чья орбита несколько отличается от расположения орбит других планет

И все же, спустя два года математических расчетов и бесчисленных компьютерных симуляций с использованием мощнейших суперкомпьютеров, все данные указывали на то, что там находится планета. Поведение Седны, шести объектов пояса Койпера и множества других, не менее странных космических тел, перпендикулярно расположенных по отношению к другим планетам системы, можно объяснить лишь наличием планеты, которая в 10 раз массивнее нашей Земли.

«Наши предположения заключались не только в существовании там планеты, но и являлись попыткой объяснить все те физические процессы, которые определяют форму внешней Солнечной системы», — говорит Батыгин.

Согласно расчетам Батыгина и Брауна, Девятая планета имеет продолговатую асинхронную орбиту, при которой ближайшая точка ее сближения с Солнцем расположена в прямой противоположности с другими планетами Солнечной системы. У этого мира уходит от 10 до 20 тысяч лет лишь для того, чтобы совершить один полный оборот вокруг Солнца и дальнейшая точка его орбиты расположена в сотне миллиардах километров (или около 1200 дистанциях от Земли до Солнца).

В январе Батыгин и Браун опубликовали данные о своем открытии в журнале Astrophysical Journal. Объявление о том, что девятая планета может на самом деле существовать, вдохновила не только множество астрономов-любителей, которые до сих пор не могли смириться с «убийством» Плутона, но и все научное сообщество. Любители и эксперты разных мастей начали задаваться вопросом о том, не могла ли эта девятая планета ранее мелькать в их собственных научных наблюдениях.

Ведь если в конечном итоге астрономы, обнаружившие Девятую планету, действительно правы, то это только лишь вопрос времени, когда мы на самом деле сможем ее отыскать на небе.

Очевидным и самым твердым доказательством существования планеты является, конечно же, ее визуальное определение. В случае с Девятой планетой эта задача выглядит весьма трудной, потому что если она и есть, то находится в тридцать раз дальше от Солнца, чем тот же Нептун, и к тому же не отражает никакого света. Однако Браун, построивший свою карьеру вокруг обнаружения маленьких и труднозаметных космических объектов в поясе Койпера, оптимистично настроен и уверен, что Девятую планету можно обнаружить.

«В общем и целом методика поиска аналогична той, которую мы используем для обнаружения новых объектов в поясе Койпера», — говорит Браун.

«Вы делаете снимок, немного ждете, потом делаете другой снимок той же области и проверяете, не появилось ли чего нового. Если вы сможете сказать, где именно Девятая планета была в тот или иной промежуток времени, я смогу без всяких проблем ее найти».

Проблема же заключается в том, что мы не знаем, где была и есть Девятая планета. Ее орбита слишком гигантская, чтобы это можно было выяснить так просто. И пока астрономы продолжают следить за сотнями разных объектов пояса Койпера, просто наведя в ту или иную область неба свои телескопы, поиск определенного объекта в таких гигантских космических просторах является гораздо более сложной задачей.

«Если скажете, где уже была Девятая планета, я без проблем смогу ее найти»

«Что касается объектов пояса Койпера, то здесь мы можем использовать обычную статистическую выборку. Но если говорить о Девятой планете, то мы хотим на самом деле ее найти и увидеть. Поэтому нам необходимо очень систематически подходить к вопросу наблюдения за небом и стараться не пропустить ни одной его части», — объясняет Браун.

Лучшим инструментом для этой работы — как в плане мощности и чувствительности, так в плане широкого угла обзора, — является Субару, 8,2-метровый оптический и инфракрасный телескоп, расположенный на краю спящего вулкана Мауна Кеа на Гавайях. Батыгин и Браун уже подали запрос на использование данного телескопа осенью этого года. Телескоп очень популярен среди астрономов и поэтому ежегодно выстраивается целая очередь желающих его попробовать в том или ином научном проекте. Тем временем несколько коллег ученых решили использовать южное полушарие ночного неба в охоте за «невидимой» планетой, используя сверхчувствительную камеру темной энергии, расположенную в обсерватории в Чили.

Телескоп Субару на вулкане Мауна Кеа

Хотя, конечно же, необязательно обладать хорошим телескопом, чтобы имелась возможность помочь в поиске Девятой планеты. Агнес Фиенга, эксперт по планетарной динамике французской обсерватории в Ницце предлагает совершенно иной способ, который позволит найти нужную цель, — космический зонд NASA «Кассини».

C 2003 года Фиенга и ее коллеги использовали различные радиоданные, собранные навигационной системой зонда «Кассини», чтобы точно определить движение Сатурна. Путем анализа данных, ученые создали детальные модели движения всех планет и астероидов внутри Солнечной системы. Когда Батыгин и Браун опубликовали данные орбитальной траектории девятой планеты, Фиенга поняла, что ее модели могли бы помочь сузить круг ее поиска.

«Совсем несложно подставить данные о планете и просто проверить вероятность данной теории», — делится Фиенга.

Добавив Девятую планету в отлаженную благодаря собранной в течение 10 лет информации с «Кассини» модель Солнечной системы, Фиенга и ее коллеги смогли исключить уже половину вероятных расположений планеты на ночном небе.

«Это исследование просто потрясающее!», — говорит Батыгин и отмечает, что предполагаемые командой Фиенги позиции планеты включают и перелигий — ближайшую точку своей орбиты от Солнца. Это независимое исследование подтвердило точку зрения Батыгина на то, что в настоящий момент планета, скорее всего, находится на более удаленном от нас расстоянии.

В то же время Ник Кован из Университета Макгилла (Канада) предложил еще один способ, благодаря которому мы сможем найти Девятую планету. Этим способом является поиск ее тепловой сигнатуры. Ведь даже самая холодная из известных науке планет все равно выделяет небольшой объем энергии, который можно заметить в миллиметровом диапазоне радиотелескопа. Благодаря тому же типу энергии ученые, например, пытаются изучать историю рождения Вселенной.

«Природа удивительно поработала над созданием планет, наделив их самыми невообразимыми свойствами»

«Я совсем не эксперт по части вопросов о Девятой планете, и, кроме того, я не космолог», — объясняет Кован, занимающийся изучением состава атмосферы экзопланет.

Однако коллега Кована, Гил Холдер предполагает, что тепловая сигнатура Девятой планеты может быть обнаружена благодаря инструментам, которые обычно используются для изучения реликтового излучения — древнейшего радиоизлучения, оставленного после Большого взрыва и большого интереса Кована.

«Я провел некоторые расчеты и пришел к заключению, что температура поверхности планеты может составлять от 20 до 40 Кельвинов», — говорит Кован.

Следует отметить, что это должен быть чертовски холодный мир, если это так. И кроме того, это может означать, что излучение Девятой планеты примерно в 2000 раз менее интенсивное (холоднее) по сравнению с Ураном и Нептуном.

«Я тогда подумал, что это на самом деле бредовая идея», — говорит Кован.

Но когда Кован поделился своими выводами с Холдером, он осознал, что ошибался.

«Оказывается, мы используем Уран и Нептун для калибровки экспериментов по наблюдению за реликтовым излучением, потому что эти планеты действительно очень яркие», — делится ученый.

«Поэтому существование планеты в 2000 раз холоднее — вполне возможно!»

Нептун, самая далекая из известных на данный момент планет, используется для калибровки данных по измерению реликтового излучения

Кован, Холдер, а также Нэйтан Кайб из Университета Оклахомы написали на базе этой идеи статью, которая сейчас находится на рассмотрении журнала The Astrophysical Journal. Кован надеется, что будущие космологические эксперименты позволят найти Девятую планету, или по крайней мере серьезно сузить круг поиска. И если нам повезет, ее тепловая сигнатура уже может содержаться в чьих-то данных исследования реликтового излучения.

Батыгин, со своей стороны, продолжает в настоящий момент проводить компьютерные симуляции. Несколько недель назад эти модели добавили веса. Мишель Баннистер из Викторианского университета (Канада) объявила о существовании еще одного объекта пояса Койпера, который по иронии судьбы и согласно ее моделям находится на той же орбите, на которой находятся другие шесть объектов, о которых говорилось выше в этой статье.

«Наши самые большие опасения заключались в том, что следующий набор объектов, которые мы можем обнаружить, смогут в пух и прах разнести нашу теорию. Мы окажемся обведенными вокруг пальца своими же мозгами», — говорит Батыгин.

«Однако первый среди обнаруженных новых объектов оказался именно там, где мы и предсказывали. То есть это фактически подтверждает нашу теорию».

Тем не менее шампанское открывать пока рано. Необходимо найти больше убедительных доказательств, однако большинство астрономов сейчас соглашаются с тем, что возможность существования за поясом Койпера никогда ранее невиданной планеты сейчас как никогда высока.

«Я не могу сейчас быть на сто процентов уверен в том, что этот объект является или не является планетой. Однако я считаю, что за год мы почти наверняка должны найти нужный ответ», — говорит Фиенга.

Но если мы действительно найдем Девятую планету, что с этого? А это, в свою очередь, сможет изменить наше представление о Солнечной системе, так же как в свое время это сделало открытие объектов пояса Койпера в начале 2000-х. Это открытие поможет нам собрать воедино историю нашей системы: узнать о том, как сформировались планеты, почему они такие разные, а также выяснить, как они обрели свои текущие орбиты. Кроме того, это открытие позволит нам по-новому смотреть на открываемые нами миры вокруг других звезд.

«Самым удивительным для меня в Девятой планете является то, что это совершенно неисследованная для нас территория. Вы делаете расчеты и осознаете, что можно реально легко спрятать планету где-то там, и, возможно, даже не одну. Природа удивительно постаралась, создавая все эти миры и наделив их самыми невообразимыми свойствами», — делится Кован.

«Я думаю, определенно есть одна вещь, по поводу которой мы можем быть уверены. В Солнечной системе еще полно нераскрытых тайн», — соглашается Батыгин.