Чёрная дыра, расположенная в центре галактики М87* на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли, продолжает удивлять астрономов своей сложной природой. Наблюдения, проведённые международным проектом Event Horizon Telescope (EHT) в 2017, 2018 и 2021 годах, позволили не только получить первые в истории изображения тени чёрной дыры, но и выявить неожиданное поведение её магнитных полей.

В новом исследовании сообщается о том, что между 2017 и 2021 годами произошло резкое изменение направления поляризации света, исходящего из области вокруг горизонта событий М87*. Этот феномен свидетельствует о том, что структура магнитного поля в непосредственной близости к чёрной дыре более сложна и динамична, чем предполагалось.

Астрономы отмечают, что размер кольца излучения вокруг чёрной дыры остаётся стабильным, что подтверждает предсказания общей теории относительности Эйнштейна. Однако сама поляризация — направление колебаний электромагнитных волн — меняется по времени и указывает на турбулентное движение магнитно-намагниченной плазмы, окружающей чёрную дыру.

«Это указывает на то, что плазма у горизонта событий далека от статичности — она динамична и сложна, что ставит наши теоретические модели перед серьёзным испытанием», — заявил астрофизик из Гарвардского центра астрофизики Пол Тиде, соавтор работы.

После обновления и расширения сети телескопов EHT в 2021 году стала возможна детальная регистрация слабых сигналов от вихревых выбросов частиц, которые излучаются из области вокруг М87* с околосветовой скоростью. Эти джеты, направленные из полюсов чёрной дыры, играют важную роль в формировании и эволюции галактики, влияя на процессы звездообразования и перераспределение энергии в межгалактическом пространстве.

«Обнаружение изменчивых паттернов магнитных полей и новых особенностей джетов — важный шаг в понимании механизмов, управляющих поведением материи и энергии в экстремальных условиях», — подчеркнул Майкл Янссен, астроном из Радбудского университета Неймегена.

Другой соавтор исследования, астроном из Университета Кёнхи Джонхо Парк, отметил: «Это открытие бросает вызов существующим моделям и демонстрирует, насколько много нам ещё предстоит понять о процессах у горизонта событий».

Результаты работы не только углубляют знания о физике сверхмассивных чёрных дыр, но и задают новые ориентиры для будущих теоретических и наблюдательных исследований. Постоянное усовершенствование сети EHT создаёт новые возможности для раскрытия тайн этих экстремальных объектов, которые играют важную роль в жизни галактик Вселенной.

В августе в южно-китайской провинции Гуандун начал работу самый крупный и точный в мире нейтринный детектор — Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO). Расположенный на глубине 700 метров под землёй, детектор предназначен для изучения нейтрино — очень лёгких частиц, которые трудно обнаружить из-за их слабого взаимодействия с веществом.

Основу установки составляет акриловый шар диаметром 35,4 метра, заполненный 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора, вещества, которое светится при взаимодействии с нейтрино. Вокруг шара размещено более 43 000 фотомножителей, способных зарегистрировать даже единичные фотоны, что обеспечивает рекордную точность измерения энергии приходящих частиц.

JUNO располагается в непосредственной близости от двух крупнейших китайских атомных электростанций — Янцзян и Тайшань, находящихся примерно в 53 километрах от детектора. Эти электростанции служат мощными источниками искусственных анти-нейтрино, которые и будут анализироваться учёными. Также детектор исследует нейтрино, приходящие с Солнца, атмосферы Земли и из вспышек сверхновых.

Главная задача JUNO — определить порядок масс трех видов нейтрино (электронного, мюонного и тау-нейтрино) и измерить их параметры осцилляций с точностью менее 1%. В научном мире это считается одной из ключевых нерешённых задач физики частиц, а понимание иерархии масс нейтрино поможет уточнить модель Стандартной модели и расширит знания о фундаментальных процессах во Вселенной.

Кроме того, JUNO сможет проводить поиск «стерильных» нейтрино — гипотетических частиц, не взаимодействующих с обычным веществом, а также изучать редкие процессы, такие как распад протона.

Проект реализован при участии 700 учёных из 74 институтов 17 стран. Его строительство длилось более десяти лет, и только в декабре 2024 была завершена установка детектора и его заливка высокоочищенным сцинтиллятором и водой. Уже первые испытания показали, что параметры работы устройства соответствуют или превосходят проектные ожидания.

Ведущий инженер проекта Ма Сяоян подчёркивает, что благодаря тщательной подготовке и многочисленным инновациям удалось создать надёжный инструмент для изучения нейтрино с непревзойдённой чувствительностью.

Результаты работы JUNO помогут космологам, астрофизикам и геофизикам понять влияние нейтрино на расширение Вселенной, происхождение химических элементов и процессы, происходящие в недрах Земли. Это откроет новую страницу в изучении фундаментальных частиц и позволит улучшить модели Солнечной системы и Вселенной в целом.

19 сентября NASA объявило о заключении контракта с компанией Blue Origin на сумму до $190 миллионов на доставку лунохода Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) на Южный полюс Луны. Доставка запланирована на конец 2027 года в рамках программы коммерческих лунных грузовых перевозок CLPS. Blue Origin осуществит доставку с помощью посадочного модуля Blue Moon Mark 1 (MK1), который сейчас находится в стадии производства.

Это уже второй контракт CLPS, полученный Blue Origin, первый запуск с другим модулем MK1 запланирован на конец текущего года. VIPER проведёт 100-дневную научную миссию, исследуя постоянно затенённые области и помогая определить места будущей высадки астронавтов.

Миссия VIPER пережила отмену в июле 2024 года после технических задержек и роста затрат, несмотря на уже потраченные ~ $450 миллионов и завершённую сборку лунохода. Тогда NASA планировало сэкономить $84 миллиона, даже рассматривая возможность демонтажа VIPER для перепрофилирования его инструментов. Однако в мае текущего года эти планы были приостановлены, и агентство пообещало разработать новую стратегию. Контракт с Blue Origin знаменует собой официальное возобновление миссии.

«NASA стремится изучать и исследовать Луну, в том числе узнать больше о воде на лунной поверхности, чтобы определить, как мы можем использовать местные ресурсы для будущих пилотируемых экспедиций», — заявила Никки Фокс, заместитель администратора Подразделения научных миссий NASA. Blue Origin будет отвечать за всю архитектуру посадки, от интеграции полезной нагрузки до посадки лунохода. NASA будет управлять VIPER после его прибытия на лунную поверхность.

Научные цели VIPER остаются неизменными: поиск летучих веществ, таких как водяной лёд, — ресурса, крайне важного для обеспечения жизнедеятельности астронавтов и производства ракетного топлива.

Техасская биотехнологическая компания Colossal Biosciences впервые вырастила примордиальные клетки голубя — клетки-предшественники сперматозоидов и яйцеклеток. Кроме того, компания разработала генетически модифицированных кур, которые будут использоваться в качестве суррогатных матерей для додо. Учёные планируют ввести в эти эмбрионы специальные клетки с генетическим материалом от ближайшего родственника додо — никобарского голубя.

Благодаря генной инженерии, Colossal надеется, что эти куры смогут однажды вывести потомство, обладающее признаками додо.

«Это важный шаг для проекта по восстановлению додо, а также для сохранения птиц в целом», — заявила Бет Шапиро, главный научный сотрудник Colossal. Бен Ламм, генеральный директор компании, уточнил временные рамки: «Примерно через пять-семь лет мы увидим результаты эксперимента».

Важно, что Colossal не стремится создать генетически идентичную копию вымершего вида, а планирует воссоздать птицу с ключевыми признаками додо. Хотя это звучит правдоподобно, некоторые защитники природы выражают опасения по поводу защиты видов, используемых в таких экспериментах. Успех проекта и его влияние на научное сообщество ещё предстоит оценить.

В конечном итоге, работа Colossal Biosciences может внести значительный вклад в понимание генетических механизмов и методов сохранения биоразнообразия, а также продемонстрировать новые возможности в области генной инженерии.

Samsung начала показывать рекламу на экранах своих умных холодильников серии Family Hub после недавнего обновления программного обеспечения. Теперь в режиме ожидания на дисплеях, встроенных в холодильники стоимостью от $1800 до $3500, появляются рекламные баннеры и промоакции.

Компания запускает пилотный проект в США, заявляя, что эта функция должна «повысить повседневную ценность» для владельцев бытовой техники.

Реклама не отображается, когда пользователи активно используют такие функции, как Art Mode или просмотр фотоальбома на экране. Также пользователи могут пропускать отдельные рекламные объявления, и те не будут показываться повторно в ходе текущей кампании. Однако пока что невозможно полностью отключить рекламу, что уже вызывает обеспокоенность и критику, учитывая высокую стоимость устройств и ожидания покупателей.

Ранее в апреле глава отдела исследований и разработок Samsung заявил, что компания не планирует размещать рекламу на умных дисплеях бытовой техники. Видимо, бизнес-стратегия изменилась, и теперь Samsung тестирует новые источники монетизации за счёт рекламного контента.

Пользователи отмечают, что появление рекламы на домашних устройствах, особенно таких дорогих как Family Hub, может негативно сказаться на пользовательском опыте и подорвать доверие к бренду. Samsung пока не сообщила, когда и будет ли возможность окончательно отказаться от рекламы в будущем.

Группа учёных из Стэнфордского университета и некоммерческого института Arc Institute в Пало-Альто (Калифорния) сообщила о создании новых генетических кодов для вирусов при помощи искусственного интеллекта. Несколько из этих вирусов успешно реплицировались и уничтожили бактерии в лабораторных условиях. Авторы работы описывают свою разработку как «первый генеративный проект полных геномов».

Учёные использовали две версии алгоритма искусственного интеллекта под названием Evo, работающего по принципу больших языковых моделей, таких как ChatGPT. Однако вместо текстов Evo обучался на геномах около 2 миллионов бактериофагов – вирусов, поражающих бактерии. В качестве основы был взят бактериофаг phiX174, имеющий всего 11 генов и около 5000 «букв» ДНК.

Затем учёные химически синтезировали 302 варианта геномов, предложенных ИИ, в виде цепочек ДНК и смешали их с бактериями E. coli. В результате эксперимента, учёные наблюдали образование зон гибели бактерий в чашках Петри. Из 302 созданных геномов 16 оказались работоспособными: спроектированные ИИ бактериофаги начали репликацию, разрушая и убивая бактерии.

Джей Крейг Вентер, создавший одни из первых организмов с искусственно созданной ДНК почти два десятилетия назад, сравнил новый метод с «более быстрой версией проб и ошибок». Он отметил, что его команда в 2008 году создала бактерию с искусственно синтезированным геномом после длительного процесса тестирования различных генов, называя его «ручной версией ИИ». Однако именно скорость является ключевым преимуществом нового подхода. Авторы работы считают, что методы, основанные на моделях искусственного интеллекта, могут значительно модернизировать биологию. Так, в 2024 году Нобелевская премия была присуждена за предсказание формы белков с помощью ИИ. А инвесторы вкладывают миллиарды долларов в разработку новых лекарств с помощью ИИ.

Созданные с помощью компьютера вирусы могут найти коммерческое применение, например, в фаговой терапии – лечении бактериальных инфекций. Аналогичные разработки проводятся для борьбы с чёрной гнилью капусты.

Учёные из Стэнфорда заявляют, что намеренно не обучали свой ИИ на вирусах, опасных для человека. Однако такая технология несёт в себе риск, что другие учёные могут использовать её для работы с патогенами, что вызывает серьёзные опасения. Джей Крейг Вентер выразил глубокую обеспокоенность по поводу возможности использования подобных методов для вирусов оспы или сибирской язвы.

Вопрос о создании генома более сложного организма с помощью ИИ остаётся открытым. Например, геном E. coli примерно в тысячу раз больше, чем у phiX174. На данный момент нет простого способа проверить подход для больших геномов. В то время как некоторые вирусы могут «запускаться» с одной лишь цепочки ДНК, это не относится к бактериям, млекопитающим или человеку.

Стартап из Сиэтла Hubble Network привлёк дополнительные $70 миллионов инвестиций для расширения своей спутниковой сети, которая обеспечивает приём Bluetooth-сигналов с Земли на орбите. Эта технология открывает путь к глобальному покрытию, позволяющему связывать миллиарды устройств без необходимости использования традиционных сотовых сетей.

Новая серия финансирования стала продолжением предыдущих вложений в $30 миллионов и позволяет Hubble Network перейти от демонстрационных испытаний к активному развёртыванию спутниковой инфраструктуры. Компания управляет семью спутниками, которые уже принимают Bluetooth-сигналы с миллионов устройств, и планирует увеличить количество спутников до 60 к 2028 году для достижения полного глобального охвата.

Hubble Network использует модернизированные фазированные антенны, установленные на спутниках, для улавливания слабых сигналов низкой мощности (BLE) с устройств пользователей. Такая технология значительно экономит энергию передатчиков, что продлевает срок службы трекеров и датчиков, что особенно важно для оборудования в отдалённых регионах. Компания сотрудничает с лидерами отрасли, чтобы расширить базу устройств, интегрированных в спутниковую сеть.

По словам соучредителя и CEO Алекс Харо, полученные инвестиции ускорят коммерциализацию сети, сделав спутниковую Bluetooth-связь доступной не только для промышленных и инфраструктурных задач, но и для повседневного использования, включая поиск и мониторинг личных вещей. Инвесторы отмечают, что архитектура Hubble Network является ключом к будущему интернета вещей, обеспечивающему глобальное, масштабируемое и энергоэффективное подключение для миллиардов устройств по всему миру.

В конце августа завершился двухлетний эксперимент NASA по оптической связи в глубоком космосе. Система, установленная на борту космического аппарата «Психея», успешно передала и приняла лазерный сигнал на расстоянии 350 миллионов километров от Земли – это сравнимо с расстоянием до Марса. За время эксперимента, включавшего 65 сеансов связи, на Землю было передано 13,6 терабит данных.

Уже через месяц после запуска в 2023 году система продемонстрировала возможность передачи сигнала на Землю, установив связь с оптическим терминалом на борту зонда. В декабре 2023 года был достигнут исторический рекорд: передача видео ультравысокой чёткости (UHD) с расстояния более 30,5 миллионов километров – примерно в 80 раз дальше, чем расстояние до Луны – со скоростью 267 мегабит в секунду. А 3 декабря 2024 года был побит рекорд дальности оптической связи: данные были приняты с расстояния 494 миллионов километров – больше, чем среднее расстояние между Землёй и Марсом.

Эксперимент проводился с использованием лазерного передатчика на борту «Психеи» и двух наземных станций. Мощный 3-киловаттный лазер на объекте Table Mountain в JPL (Лаборатория реактивного движения) обеспечивал передачу сигнала, помогая аппарату нацеливать лазер обратно на Землю. Для приёма слабого сигнала, преодолевшего миллионы километров, использовался 200-дюймовый телескоп Паломарской обсерватории в Калифорнии, обеспечивающий достаточную площадь для приёма сигнала. Приёмник на обсерватории преобразовывал информацию, закодированную в фотонах.

Учёные столкнулись с трудностями, включая погодные условия и лесные пожары в Южной Калифорнии, но успешно завершили миссию. В рамках эксперимента данные также принимались экспериментальной гибридной (радиочастотно-оптической) антеной, а также с помощью телескопов обсерватории Паломар и меньшего 1-метрового телескопа, демонстрируя возможности резервирования и повышения устойчивости связи.

Успех эксперимента подтверждает возможность использования лазерной связи для будущих миссий. По словам Кевина Коггинса, заместителя руководителя программы космической связи и навигации NASA, будущие миссии на Луну и Марс потребуют передачи больших объёмов данных, включая высококачественные изображения. Сочетание традиционных радиочастотных и оптических коммуникаций позволит NASA выполнить эти требования. Эксперимент открывает новую эру высокоскоростной передачи данных в глубоком космосе, что существенно ускорит исследования и освоение Солнечной системы.

Учёные из Гётеборгского университета Кента доказали, что чайные сорта способны расти в почве, имитирующей лунный грунт. Эксперимент проводился в сотрудничестве с британской чайной плантацией Dartmoor Tea. В контролируемых условиях, имитирующих климатические параметры космоса – температура, влажность и освещение – чайные саженцы в лунной почве прижились и развивались не хуже контрольных растений, высаженных в обычную местную почву. В то же время попытка вырастить чай в имитируемой марсианской почве оказалась неудачной.

Исследование включало детальный анализ состояния почвы и здоровья растений, изучение влажности, содержания питательных веществ, pH, длины корней и состояния листьев. Результаты проекта будут представлены на первой в Европе рабочей встрече по космическому сельскому хозяйству в Словакии.

Уникальность работы заключается не только в возможности выращивать чай на Луне, но и в том, что это помогает лучше понять, как растительные культуры могут адаптироваться и выживать в экстремальных и бедных почвах, что важно и для борьбы с глобальными экологическими проблемами на Земле, такими как изменение климата и деградация земель.

В свою очередь Джо Харпер из Dartmoor Tea выразила удовлетворение сотрудничеством, отметив, что опыт выращивания чая в необычных условиях уже дал плоды в виде улучшения агротехнических методов на плантации в Девоне, и имеет потенциал для расширения влияния на чайную индустрию в целом.

Учёные из Гётеборгского университета разработали «самый маленький в истории» микрочиповый двигатель. Его размеры настолько малы, что он способен пометиться внутри человеческого волоса. Этот результат основан на использовании фотонных шестерёнок, которые позволяют обойти ограничения, существовавшие в микромеханике более 30 лет.

До настоящего времени создание шестерёнок для микромоторов было ограничено размером в 0,1 миллиметра (100 мкм) из-за трудностей в создании механических приводов меньшего размера. Новый двигатель решает эту проблему, заменяя традиционные механические соединения управлением светом.

«Это принципиально новый подход к механике в микромасштабе, — говорит ведущий автор работы, исследователь физики мягкого вещества Ган Ван. — Заменив громоздкие муфты светом, мы наконец-то преодолели барьер размера».

Инновационный микромотор использует кремниевые шестерёнки со специальным оптическим метаматериалом, нанесённым непосредственно на микрочип. Эти крошечные структурированные элементы предназначены для улавливания и управления светом на наноуровне. Вращение шестерёнок обеспечивается лазером, направленным на метаматериал. Управление точное и интуитивно понятное: интенсивность лазерного излучения регулирует скорость вращения, а изменение поляризации света мгновенно меняет направление вращения. Бесконтактный метод управления является значительным преимуществом, поскольку исключает необходимость в физических соединениях с мотором, что делает его масштабируемым.

«Мы создали редуктор, в котором световой двигатель приводит в движение всю цепь. Шестерни также могут преобразовывать вращение в линейное движение, выполнять периодические движения и управлять микроскопическими зеркалами для отклонения света», — добавил Ван в пресс-релизе.

Возможность интеграции этих моторов непосредственно на чипе и питания их светом открывает широкие перспективы. Учёные рассматривают будущее, в котором такие микро- и наномеханизмы смогут манипулировать мелкими частицами, управлять светом или интегрироваться в системы «лаборатория на чипе» для научных и медицинских исследований.

В частности, рассматривается возможность создания медицинских устройств с шестерёнками размером 16–20 мкм, что сопоставимо с размером человеческой клетки. Эти крошечные механзмы могут использоваться в качестве насосов или клапанов внутри человеческого тела для регулирования различных потоков.

Однако пока это лишь прототип, внедрение разработки в будущие механизмы и системы может занять несколько лет.