Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали

«Хаббл» и «Чандра» обнаружили дуэт сверхмассивных чёрных дыр

Космический телескоп НАСА «Хаббл» и рентгеновская обсерватория «Чандра» обнаружили ближайшую к нам подтверждённую пару сверхмассивных, находящихся очень близко друг от друга – между ними примерно 300 световых лет. Эти чёрные дыры, расположенные глубоко внутри пары сталкивающихся галактик, подпитываются падающим газом и пылью, что заставляет их ярко светиться как активные галактические ядра (АГЯ).

Эта пара АГЯ — самая близкая из обнаруженных в местной Вселенной с помощью многоволновых наблюдений (в видимом и рентгеновском свете). Хотя до этого было обнаружено несколько десятков «двойных» чёрных дыр, расстояния между ними обычно намного больше, чем то, что было обнаружено в богатой газом галактике MCG-03-34-64. Астрономы с помощью радиотелескопов наблюдали одну пару двойных чёрных дыр в ещё более тесном соседстве, чем в MCG-03-34-64, но без подтверждения в других длинах волн.

Подобные бинары АГЯ, вероятно, были более распространены в ранней Вселенной, когда слияния галактик происходили чаще. Это открытие позволяет взглянуть на близкий пример, расположенный на расстоянии около 800 миллионов световых лет.

Открытие было сделано случайно. При съёмке с высоким разрешением «Хаббл» обнаружил три оптических дифракционных пика, расположенных внутри галактики-хозяина, что указывает на большую концентрацию светящегося кислородного газа в очень маленькой области. «Мы не ожидали увидеть нечто подобное, — сказала Анна Триндаде Фалькао из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского университетов в Кембридже, штат Массачусетс, ведущий автор статьи, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal. — Такой вид — необычное явление в близлежащей Вселенной, и это говорит нам о том, что внутри галактики происходит что-то ещё».

Дифракционные всплески — это артефакты изображения, возникающие, когда свет из очень маленькой области в космосе огибает зеркало телескопа.

Затем команда Фалькао изучила ту же галактику в рентгеновских лучах с помощью обсерватории «Чандра», чтобы разобраться в происходящем. «Когда мы посмотрели на MCG-03-34-64 в рентгеновском диапазоне, то увидели два отдельных мощных источника высокоэнергетического излучения, совпадающих с яркими оптическими точками света, которые наблюдал Хаббл. Мы соединили эти части вместе и пришли к выводу, что перед нами, скорее всего, две близко расположенные сверхмассивные чёрные дыры, — сказала Фалькао. — Мы не смогли бы увидеть все эти тонкости без удивительного разрешения «Хаббла»».

На расположенной недалеко от нас экзопланете планете царит адская атмосфера и дуют железные ветры

На сегодня астрономы обнаружили очень разные экзопланеты с широким диапазоном условий в их атмосферах. WASP-76b — одна из самых экстремальных, с дневной температурой более 2 000 градусов.

Однако команда исследователей обнаружила, что она ещё более причудлива, чем казалось на первый взгляд. Она находится в приливном захвате со своей звездой, поэтому по её поверхности циркулируют интенсивные ветры. Они содержат большое количество атомов железа, которые перетекают из нижних слоёв атмосферы в верхние.

WASP-76b, привлекла к себе немало внимания в последнее время. Это сверхгорячий газовый гигант, который находится в 640 световых годах от нас в направлении созвездия Рыб. Он был открыт ещё в 2013 году и имеет очень близкую орбиту к своей звезде, совершая один оборот всего за 1,8 земных суток.

Именно близость к звезде стала причиной экстремальных дневных температур — более 2 000 градусов. Считается, что сильное тепло испаряет железо, которое затем конденсируется в жидкость на более холодной ночной стороне и выпадает в виде железного дождя.

Группа астрономов, в том числе из Женевского университета, опубликовала в журнале Astronomy & Astrophysics результаты исследований, свидетельствующие о наличии интенсивных железных ветров в атмосфере WASP-76b.

Команда «Вояджера-1» справилась со сложной заменой двигателей

Инженеры, работающие над зондом НАСА «Вояджер-1», успешно устранили проблему с двигателями космического аппарата, которые удерживают далёкий исследовательский аппарат направленным на Землю, чтобы он мог получать команды, отправлять инженерные данные и возвращать собираемые им уникальные научные данные.

Спустя 47 лет топливная трубка внутри двигателей забилась диоксидом кремния — побочным продуктом, который с возрастом выделяется из резиновой мембраны в топливном баке космического корабля. Засорение снижает эффективность работы двигателей. После нескольких недель тщательного планирования команда переключила космический корабль на другой набор двигателей.

В качестве топлива для них используется жидкий гидразин, который превращается в газ и выпускается в виде струй длиной в десятки миллисекунд, чтобы плавно наклонить антенну космического корабля к Земле. Если бы засорившийся двигатель был «здоров», ему требовалось бы проводить около 40 таких коротких импульсов в день.

В 2002 году инженерная группа миссии, работающая в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, заметила, что некоторые топливные трубки в ветви двигателя ориентации, используемой для наведения, засорились, и команда переключилась на вторую ветвь. Когда в 2018 году и эта ветвь показала признаки засорения, команда переключилась на маневровые двигатели коррекции траектории и с тех пор использует эту ветвь.

Теперь трубки маневровых двигателей коррекции траектории засорены ещё сильнее, чем первоначальные трубки, когда команда поменяла их местами в 2018 году. Засорившиеся трубки находятся внутри двигателей и направляют топливо в катализаторы, где оно превращается в газы.

Переключение на другие двигатели было бы относительно простой операцией для миссии 1980 или даже 2002 года. Но возраст космических аппаратов создал новые проблемы, в первую очередь связанные с энергоснабжением и температурой. Миссия отключила все несущественные бортовые системы, включая некоторые нагреватели, на обоих космических аппаратах, чтобы сберечь постепенно сокращающийся запас электроэнергии, который вырабатывается распадающимся плутонием.

Хотя эти меры позволили снизить энергопотребление, они также привели к тому, что космический корабль стал холоднее, и этот эффект усугубился потерей других неосновных систем, которые вырабатывали тепло. В результате ветви движителей ориентации стали холодными, и включение их в таком состоянии могло бы повредить их, сделав непригодными для использования.

Команда решила, что лучшим вариантом будет прогреть двигатели перед переключением, включив то, что считалось неосновными нагревателями. Однако, как и в случае со многими другими проблемами, с которыми столкнулась команда «Вояджера», здесь возникла новая задача: запас энергии на космическом корабле настолько мал, что включение неосновных нагревателей потребовало бы отключения чего-то ещё, чтобы обеспечить нагреватели достаточным количеством электроэнергии, а всё, что работает в данный момент, считается необходимым.

Изучая этот вопрос, инженеры исключили возможность отключения одного из всё ещё работающих научных приборов на ограниченное время, поскольку существует риск, что прибор не вернётся в строй. После дополнительных исследований и планирования команда инженеров решила, что может безопасно отключить один из основных нагревателей космического корабля на час, высвободив достаточно энергии для включения нагревателей движителей.

Это сработало. 27 августа они подтвердили, что необходимая ветвь двигателей снова работает и помогает направлять «Вояджер-1» на Землю.

Губаны-чистильщики проверяют размер своего тела в зеркале, прежде чем принять решение о драке, показало исследование

Группа специалистов из Университета Осаки (Osaka Metropolitan University) продемонстрировала, что голубые губаны-чистильщики (Labroides dimidiatus) проверяют размер своего тела в зеркале, прежде чем решить, нападать ли на рыб, которые немного больше или меньше их самих.

Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, предполагает, что голубые губаны-чистильщики могут оперировать ментальными образами (например, ментальным образом тела, стандартами, намерениями, целями), которые являются элементами самосознания.

На этот раз поведение губана-чистильщика, который при необходимости смотрелся в зеркало, установленное в аквариуме, указывало на возможность того, что рыба использует зеркало для сверки размеров своего тела с размерами тела других рыб и предсказания исхода поединков.

«Результаты, свидетельствующие о том, что рыбы могут использовать зеркало в качестве инструмента, могут помочь прояснить сходство между самосознанием человека и нечеловеческих животных и дать важные подсказки для выяснения того, как происходила эволюция самосознания», — сказал доктор Кобаяси.

Учёные нашли удивительное практическое применение кофейной гуще

Мы можем производить на 30 процентов более прочный бетон, если будем добавлять в смесь обожжённую кофейную гущу, обнаружили исследователи из Австралии. Их хитроумный рецепт может решить сразу несколько проблем.

Ежегодно в мире образуется 10 миллиардов килограммов кофейных отходов. Большинство из них попадает на свалки.

«Утилизация органических отходов представляет собой экологическую проблему, поскольку они выделяют большое количество парниковых газов, включая метан и углекислый газ, которые способствуют изменению климата», — объясняет инженер Университета RMIT Раджив Ройчанд.

В условиях бурного развития строительного рынка во всём мире постоянно растёт спрос на ресурсоёмкий бетон, что также создаёт ряд экологических проблем.

«Постоянная добыча природного песка по всему миру — обычно его берут из русел рек и берегов — для удовлетворения быстро растущих потребностей строительной отрасли оказывает большое влияние на окружающую среду», — говорит инженер RMIT Цзе Ли.

«В связи с ограниченностью ресурсов и воздействием добычи песка на окружающую среду существуют серьёзные и долгосрочные проблемы, связанные с поддержанием устойчивых поставок песка. Применяя подход, основанный на циркулярной экономике, мы сможем избежать захоронения органических отходов на свалках, а также лучше сохранить наши природные ресурсы, такие как песок».

Органические продукты, такие как кофейная гуща, нельзя добавлять непосредственно в бетон, поскольку они содержат химические вещества, ослабляющие прочность строительного материала. Поэтому команда нагрела кофейные отходы до температуры более 350 °C в отсутствии кислорода.

Этот процесс называется пиролизом. Он расщепляет органические молекулы, в результате чего образуется пористый, богатый углеродом древесный уголь, который может образовывать связи с цементной матрицей и таким образом встраиваться в неё.