Астрономы насчитали 65 гамма-источников неизвестной природы

Гамма-телескоп Ферми

Изображение: NASA

Астрофизики провели перепись объектов, дающих гамма-излучение с энергией свыше 10 гигаэлектронвольт. Среди 514 источников особняком стоят 65: их природа до сих пор не установлена. Каталог, в котором систематизирована информация, полученная при помощи космической обсерватории Fermi, доступен в архиве препринтов arxiv.org.

Данные, которые позволили составить новый каталог, собирались на протяжении трех лет при помощи самого совершенного на сегодня гамма-телескопа. Гамма-телескоп Fermi представляет собой специализированный детектор, при помощи которого можно регистрировать кванты с энергией до сотен гигаэлектронвольт, и авторы нового обзора подчеркивают, что эта энергия намного больше той, которую позволяли регистрировать предыдущие гамма-обсерватории. Многие из вошедших в него объектов (доля таких составила 87 процентов) были известны и ранее, но тогда ученые не знали про то, как будут эти источники выглядеть при наблюдении в диапазоне свыше десяти гигаэлектронвольт.

Больше всего ярких точек на небе оставили активные ядра галактик, внутри которых сверхмассивные черные дыры поглощают окружающую их плазму. На втором месте идут пульсары (быстро вращающиеся нейтронные звезды), а далее разнообразные объекты иной природы: остатки сверхновых звезд, области активного формирования новых звезд, яркие голубые переменные звезды (их яркость может превышать яркость Солнца в миллионы раз) и радиогалактики. Наибольший интерес представляют объекты, не включенные в главную часть таблицы: гамма-источники неустановленной природы. Причем некоторые из них оказались едва ли не самыми яркими, в разы ярче идентифицированных источников.

Особое внимание в обзоре, который подписан всеми участниками коллаборации Fermi (это около сотни ученых из Великобритании, Исландии, Испании, Италии, США, Франции, Швеции и Японии) уделено проблеме регистрации источников. Согласно каталогу, самые яркие в использованном для наблюдений диапазоне объекты давали крайне малое количество квантов. На матрицы детектора площадью 80х80 сантиметров в ходе наблюдений попадало не больше одного кванта за один рабочий день, причем одновременно с их регистрацией ученым потребовалось еще отделить полезный сигнал от помех и определить направление на объект. В сводном перечне указано направление, яркость, энергетические характеристики и тип объекта.

Процесс принятия решений отследили на клеточном уровне

Активность нервных клеток при уходе от поилки (слева) и приближении к ней (справа)

Cold Spring Harbor Laboratory / http://www.cshl.edu/

Нейробиологи из лабораторий Колд-Спринг-Харбор в США смогли найти нервные клетки, активность которых связана с выбором того или иного действия. Ученые показали, что в тот момент, когда мышь выбирает, остаться ли ей у поилки или пойти осмотреться снаружи, в мозгу активируются определенные нейроны. Подробности изложены на сайте лабораторий со ссылкой на публикацию в Nature neuroscience.

Исследователи зафиксировали активность двух популяций нейронов в префронтальной коре. В ходе опытов лабораторные мыши могли свободно перемещаться внутри экспериментальной установки, внутри которой была смонтирована поилка: и когда животное подходило к источнику воды, в префронтальной коре активировались нейроны определенного типа. Другая группа клеток проявляла себя в момент выхода из камеры с поилкой, причем статистический анализ исключает случайные совпадения.

Более того, выявленные учеными клетки — далеко не рядовые нейроны. В работе нейробиологов речь идет об особенных популяциях клеток, которые синтезировали белок парвальбумин (PV-клетки) или соматостатин (SOM-клетки). Такие нейроны достаточно давно изучались многими другими коллективами, и к моменту начала новых опытов уже было известно про то, что и PV-, и SOM-клетки играют важную роль в процессе торможения.

По словам авторов исследования, в момент приближения к поилке у животных временно снижалась активность SOM-клеток. Соответственно, в связанных с ними клетками префронтальной коры активность, напротив, увеличивалась: кора становилась доступной для переработки новой информации. Когда же мышь покидала поилку, группа PV-нейронов давала синхронный всплеск активности и это, как считают ученые, играло роль своего рода сигнала перезагрузки для связанных с этими нейронами клеток: тем самым мозг настраивался на продолжение осмотра местности в поиске чего-то нового.

Отдельно специалисты Колд-Спринг-Харбор подчеркивают то, что их работа была бы невозможна без новых оптогенетических методов. Традиционная регистрация активности клеток при помощи вживленных электродов не позволяет определить то, с каких именно клеток записываются электрические сигналы, а без этой информации выделить отдельно PV- или SOM-клетки невозможно. Для определения типа клеток геном мышей был изменен таким образом, что интересующие ученых нейроны синтезировали специальные светочувствительные молекулы вместе со своими специфичными белками и затем реагировали на освещение определенным светом. Осветив мозг мыши, ученые смогли определить то, с каких именно клеток они регистрируют электрические сигналы, причем это не приводило к серьезным нарушениям работы мозга. Ранее подобный метод (его принято называть оптогенетическим) нейробиологи использовали для того, чтобы отследить пути мотивации.

Астрономы, работающие с данными космического телескопа «Хаббл» сфотографировали процесс слияния двух галактик разных типов — спиральной и линзовидной. Изображение в высоком разрешении выложено на сайте обсерватории, там же приводится его описание.

На снимке можно видеть, как рукава спиральной галактики обхватывают похожее на облако линзовидное звездное скопление. Активное ядро спиральной галактики, получившее наименование ESO 576-69, различимо в виде яркого пятна в центре фотографии. По словам астрономов, это ядро было выброшено из центра спиральной галактики в процессе слияния двух звездных скоплений. Воздействие на ядро приливных сил вызывает его растягивание в видимый звездный поток.

Столкновение и слияние галактик обычно сопровождаются резким ростом образования новых звезд. Такие столкновения сопровождаются гравитационными возмущениями, которые дают «вторую жизнь» даже старым линзовидным и эллиптическим галактикам, в которых мало межзвездного вещества.

Недавно другой группе астрофизиков удалось наблюдать процесс слияния двух небольших звездных скоплений в массивную галактику. Ранее считалось, что последние образуются только путем накопления мелких сателлитных галактик вокруг крупного центра.

Генетики нашли европейские корни у древних критян

Фото: Marsyas / Wikipedia

Минойская цивилизация, которая раньше существовала на Крите, имела европейские, а не африканские, как считалось ранее, корни. К такому выводу пришла греко-американская группа генетиков, представившая 15 мая свои результаты в Nature Communications.

Минойцы интересны тем, что эта одна из первых цивилизаций Европы, существовавшая уже во времена Древнего Египта, задолго до появления Афин или тем более Рима. Именно минойцы построили вошедший в легенду о Минотавре дворец-лабиринт и они же оставили после себя письменность, до сих пор не поддавшуюся дешифровке лингвистами.

Ученые смогли выделить из останков древних минойцев фрагменты митохондриальной ДНК и сопоставили их последовательности с мтДНК еще 135 различных этнических групп. Анализ изменений в этих молекулах позволил определить то, насколько давно сопоставляемые группы отделились друг от друга и, таким образом, исследователи восстановили картину миграции прародителей минойцев.

Авторы нового исследования считают, что данные о митохондриальном геноме древних обитателей Крита говорят в пользу гипотезы об их европейском происхождении. Генетический материал указывает на то, что остров первоначально заселили во времена неолита (около 9000 лет назад), и минойская цивилизация была создана именно потомками первых переселенцев. Причем ближайшие родственники этих колонистов вовсе не жители северной Африки, а современные греки и жители поселений на плато Лассити на Крите.

Примерно за полтора тысячелетия до нашей эры минойская цивилизация пришла в упадок после катастрофического извержения вулкана на острове Санторин и в итоге была уничтожена дорийцами. Однако, как показали изыскания генетиков, вовсе не бесследно - наследуемая по материнской линии мтДНК минойцев обнаруживается и у современных критских греков.

Российские ученые Александр Гуревич и Анатолий Караштин нашли новые экспериментальные подтверждения теории о том, что причиной молний являются космические лучи - высокоэнергетические заряженные частицы из космоса. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters.

Процесс возникновения грозового разряда является довольно сложным и достоверно неизвестно, что именно вызывает саму молнию. Считается, что для возникновения разряда между облаками и землей (или соседними облаками) необходимо наличие большой разницы потенциалов. Когда она достигается, возникает пробой. В реальности, однако, наблюдаемые в облаках потенциалы на порядок меньше необходимых для пробоя

В начале 90-х российский физик Александр Гуревич предложил собственную теорию возникновения атмосферных разрядов на основе открытого им эффекта пробоя на убегающих электронах (ПУЭ). ПУЭ представляет собой лавинообразное размножение в веществе быстрых электронов с характерной энергией 0,1-10 мегаэлектронвольт. В атмосфере ПУЭ возникает в постоянном электрическом поле, на порядок меньшем поля обычного пробоя. «Затравкой» же для ПУЭ служат космические лучи.

В рамках новой работы Гуревич и Караштин проанализировали данные наблюдений более 3,8 тысячи молний над Россией и Казахстаном. В нескольких сотнях случаев им достоверно удалось обнаружить, что молниям предшествует радиоимпульс. Характеристики этих импульсов совпали с теми, которые были получены Гуревичем в результате математического моделирования процесса возникновения молний.

Главным недостатком теории Гуревича оставался тот факт, что космические частицы нужной для запуска пробоя на убегающих электронах энергии встречаются реже, чем молнии. В рамках новой работы ученые предлагают объяснение и этого эффекта - по их мнению дополнительную энергию для ПУЭ сообщают свободные электроны (они возникают в результате механической ионизации в грозовом облаке), пролетающие рядом с каплями или градинами.

Ученые собрались прочитать геном египетских мумий

Фото: Hawn Baldwin / Discovery Channel

Немецкие биологи научились выделять ДНК из египетских мумий и показали, что их геном можно прочитать при помощи технологий секвенирования (определения последовательности) следующего поколения. Работа ученыхопубликована в журнале Journal of Applied Genetics, краткое о ней пишетNatureNews.

В ходе исследования ученые выделили ДНК из пяти мумий, хранящихся в музее университета Тюбигена и, в качестве дополнительного контроля, двух скелетов из Боливии. Мумии принадлежали людям, жившим в относительно поздние годы Древнего Египта - с 806 года до нашей эры по 124 год нашей эры. Последовательность выделенной ДНК определяли при помощи технологии пиросеквенирования напрямую - без специфического обогащения тех или иных участков методом ПЦР.

Ученым пока не удалось прочитать достаточно фрагментов ДНК, чтобы собрать их в единый геном, как обычно предполагает метод. Вместо этого авторы в своей статье решили проанализировать все прочитанные к настоящему моменту последовательности и поискать в них интересные фрагменты.

Так, ученым удалось найти в выделенной ДНК участки, которые говорят о принадлежности исследованных египтян к распространенной в западной Азии родственной группе (гаплогруппе) I2. Кроме того, в данных секвенирования нашлись кусочки ДНК возбудителей малярии и токсоплазмоза, а также последовательности нуклеиновых кислот сосны и ели, - растений, которые использовались для бальзамирования тел.

В последнее время биологам удалось прочитать геномы нескольких древних людей, в том числе «снежного человека» Отци, человека из денисовской пещеры и саккакского охотника. Во всех описанных до сих пор случаях ДНК сохранялась в образце при низкой температуре, что предохраняло ее от разрушения. Многие ученые до сих пор сомневаются, что ДНК мумий, которые хранились в теплых условиях Египта, имеет достаточную сохранность для того, чтобы из нее можно было бы составить полный геном.