Интересные новости и комментарии

[Дарвинист]

Уважаемый АrefievPV, Вы не давали ссылки на следующие материалы, см., пожалуйста, https://biomolecula.ru/articles/gen-drevnikh-retrovirusov-na-sluzhbe-u-mozga-mlekopitaiushchikh и https://elementy.ru/novosti_nauki/433831/Odna_iz_chelovecheskikh_polimeraz_sposobna_provodit_obratnuyu_transkriptsiyu?

[Дарвинист]

В дополнение к тому: мы, в соседней теме, упоминали о тонкой настройке. Тут, похоже, она, также присутствует, - я о об очень тонкой настройке экспрессии генов в нейронах головного мозга.

Вот, каков ее вклад в эволюцию человека?...

[Gundir]

Геологи объяснили разрушение одного из древнейших кратонов Земли
https://naked-science.ru/article/geology/razrushenie-kratona#utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fdzen.ru%2Fnews%2Fstory%2Fd3f6d2f4-2b3e-5159-ac82-e31d78b8ecd0
Стабильные внутренние части континентальной коры называют кратонами. Это «ядра» всех современных континентов. Ранее считалось, что с ними ничего не происходило на протяжении миллиардов лет, однако недавно международная команда геологов выявила признаки разрушения, деформации и истончения Северо-Китайского кратона.
Изменения в пределах кратонов не регистрировали: для них нехарактерны вулканическая и сейсмическая активности, разломы или образование горных пород. Более того, на протяжении всей геологической истории Земли эти мощные, глубинные блоки собирались в суперконтиненты и «расплывались» по поверхности, оставаясь при этом стабильными и холодными.

Один из древнейших фундаментов континентальной коры, однако, оказался подвержен разрушению. Об этом международная исследовательская группа сообщила в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, после изучения признаков истончения литосферы и значительной деформации Северо-Китайского кратона с начала мезозойской эры (то есть за последние 200 миллионов лет).

Команда под руководством Шаофэна Лю (Shaofeng Liu) из Китайского университета геонаук проанализировала данные о движении мантии и литосферы с помощью компьютерного моделирования, после чего объединила их с большим массивом геологических, геохимических и геофизических данных. Это позволило ученым понять, как процессы в глубинах Земли влияют на ее поверхностные структуры.
Для наглядного представления результатов команда сделала видео, иллюстрирующее динамику модели и ее последствия. Исследователи также объяснили механизм, посредством которого субдукция (погружение одной литосферной плиты под другую) плоской океанической плиты Изанаги и ее последующее отступление могли привести к истончению и деформации кратона.

Команда разделила процесс деформации Северо-Китайского кратона на две основные фазы, которые происходили на протяжении нескольких десятков миллионов лет. Первая привела к субдукции Изанаги под Евразийскую плиту, но вместо того, чтобы продвигаться глубже в мантию, она выровнялась и начала двигаться параллельно континентальной плите. Это привело к сокращению и утолщению литосферы и последующему образованию горного хребта Тайханьшань на северо-востоке КНР.
Затем Изанаги начала отступать (вторая фаза), продвигаясь глубже в обратном направлении. Это стало причиной растяжения литосферы и ее последующего истончения примерно на 26 процентов. Процесс также способствовал нагреву и эрозии основания кратона и сопровождался магматической активностью.

Геологи также сообщили о нескольких эпизодах растяжения земной коры, которые начали происходить примерно 136 миллионов лет назад, но были прерваны сжатием в позднем меловом периоде (примерно 93-80 миллионов лет назад). После этого растяжение возобновилось и продолжается до сих пор, способствуя разрушению кратона.   

Таким образом, обе фазы и последующие процессы привели к значительным изменениям в топографии региона, которые отразились в осадочных бассейнах и на формировании новых геологических структур. Быстрое отступление плиты Изанаги наряду с изменениями, которые происходили на глубине приблизительно 660 километров, сыграли ключевую роль в трансформации Северо-Китайского кратона.
Команда отметила, что разработанная ими модель соответствует эволюции поверхности и современной структуре литосферных плит. Полученные результаты также значительно расширяют знания ученых о динамике Земли и имеют практическое значение. Дело в том, что деформация литосферы влияет на формирование полезных ископаемых и может помочь в прогнозировании сейсмической активности.

[АrefievPV]

Цианобактерии предчувствуют смену сезонов
https://elementy.ru/novosti_nauki/434276/Tsianobakterii_predchuvstvuyut_smenu_sezonov

Фотопериодизм — это способность растений и животных различать длину дня и ночи, чтобы предвидеть сезонные изменения, такие как ежегодные циклы температуры. Этот механизм запускает адаптивные реакции — например, стимуляцию размножения, цветение или зимнюю спячку. Недавняя статья в журнале Science показывает, что такое явление встречается не только у растений и животных, но даже у бактерий.

Авторы установили, что цианобактерии Synechococcus elongatus с жизненным циклом длительностью 5–6 часов могут предсказывать похолодания по длине светового дня, который на протяжении всего эксперимента был длиннее их жизненного цикла. После помещения в лед выживаемость цианобактерий, которые «росли» в условиях коротких «зимних» дней, была 2–3 раза выше, чем у делившихся в условиях «летних» дней. Для этого S. elongatus изменяли состав липидных мембран и заранее активировали специальные стрессовые реакции.

Но обнаружить фотопериодизм у бактерий раньше не удавалось. Между тем, его наличие могло бы свидетельствовать о том, что способность измерять световой день появилась еще у бактерий, на ранних этапах эволюции. Теперь ситуация изменилась: авторы недавней статьи в журнале Science описали фотопериодизм у цианобактерии Synechococcus elongatus. Это одноклеточная водоросль, которую из-за ее короткого жизненного цикла (от полутора до пяти-шести часов) часто используют в промышленности.

Эти эксперименты однозначно показали, что бактерии умеют отличать короткие световые дни от длинных, несмотря на то, что жизненный цикл каждой отдельной бактерии короче, чем любой световой день. Но как это возможно?

Таким образом, по результатам исследования можно выделить три основных пути, которыми бактерии адаптируются к пониженным температурам:

• Синтез ненасыщенных жирных кислот, чтобы увеличить пластичность мембран.
• Активация определенных шаперонов, которые помогают белкам сворачиваться правильно в новых температурных условиях.
• Запасание гликогена перед будущими заморозками, когда эффективность фотосинтеза будет не такой высокой.

Поскольку все эти изменения кодируются на уровне эпигенетики, они наследуются сквозь поколения. В результате каждое поколение понемногу меняет экспрессию генов, и уже на четвертый день экспрессия наиболее подходящих для данного светового режима генов достигает пика. За счет этого бактерии могут адаптироваться к световому дню, который длиннее жизненного цикла каждой отдельной цианобактерии.

P.S. Если удалось сохранить знания (о неких периодически повторяющихся изменениях условий обитания) вне генома (например, в эпигеноме), то их тоже можно использовать для выживания (разумеется, при наличии соответствующих механизмов реализации).

В другой теме я о подобном (только там я говорил о знаниях в культуре, которые передаются тоже вне генома) говорил:

Кстати, в биологических системах на многих уровнях встроены механизмы, генерирующие случайные сигналы. По сути, такие механизмы это способ адаптации биологических систем к непредсказуемости изменений в среде обитания.

А вот механизм сознания (буквально на всех уровнях), это адаптация не к новому, а к старому (к уже известному). И такая адаптация (и в плане накопления знаний, и в плане формирования самих таких механизмов) для выживания весьма полезна. Ведь во многих случаях среда обитания изменяется циклически, и часть средовых условий, параметров среды, повторяется. Соответственно, знания о прежних условиях обитания могут пригодиться в будущем.

Механизм сознания как раз и способен использовать такие знания, но для этого, само собой, уже необходимо иметь функционал памяти (правда, следует учитывать, что всё подробно в гены не «запихаешь»). И все эти способности к прогнозу, реакции опережающего отражения и пр. в своей основе опираются на механизмы сознания, которые используют уже известные знания о прошлом. (замечание в скобках: отсюда в большей степени и «растут ноги» путаницы понятия сознания со способностью к прогнозированию (а иногда и вообще понятие разум сводят к такой способности к прогнозированию))

Если же среда изменилась, а знаний о предыдущих подобных изменениях нет (либо цикл изменений очень длинный, либо вообще пошло хаотично), то выручить может только максимальное разнообразие при максимальном же количестве потомков (кто-нибудь да выживет в новых условиях). При наличии культуры, знания о прошлых условиях могут сохраниться в культуре, но такая опция доступна не всем видам и/или сообществам видов. Можно сказать, что наличие культуры весьма полезная адаптация для вида.

Повторю: всё многообразие условий и во всех подробностях в гены не «запихаешь», а культура многое может сохранить, не «напрягая» геном организмов.

[АrefievPV]

Почему ученые до сих пор не понимают, как работает мозг? Интервью с Константином Анохиным
https://naked-science.ru/article/interview/pochemu-uchenye-do-sih-po

P.S. Комментарии в своей теме разместил.

[АrefievPV]

Гигантские сперматозоиды дрозофил развились под действием полового отбора как индикатор качества генов
https://elementy.ru/novosti_nauki/434287/Gigantskie_spermatozoidy_drozofil_razvilis_pod_deystviem_polovogo_otbora_kak_indikator_kachestva_genov

Для плодовых мушек дрозофилид характерна огромная изменчивость по размеру сперматозоидов. У некоторых видов дрозофил сперматозоиды достигают поистине гигантских размеров (до 6 см в длину). Предполагается, что данный признак развился под действием полового отбора как своеобразное гипертрофированное «мужское украшение», подобно тому, как у других животных развиваются гротескные рога и причудливо разукрашенные перья.

Анализ морфологических и генетических данных по 149 видам дрозофилид позволил расшифровать генетические основы гигантизма сперматозоидов и реконструировать эволюцию этого признака. Выяснилось, что на размер сперматозоидов влияет множество генов, основные функции которых связаны вовсе не с половой системой, а с разными другими системами организма, в первую очередь — с нервной. Поэтому размер сперматозоидов является надежным индикатором приспособленности или качества генов самца, а самкам дрозофилид, которые обычно спариваются с несколькими самцами и хранят полученную сперму в специальном органе — семяприемнике, выгодно отдавать предпочтение самым длинным сперматозоидам.

Степень избирательности зависит от длины семяприемника: чем он длиннее, тем сильнее селективное преимущество длинных сперматозоидов. При этом длина семяприемника коэволюционировала с длиной сперматозоида: увеличение одного из признаков способствовало увеличению другого и наоборот. Результаты исследования хорошо согласуются с предсказаниями теории полового отбора. Кроме того, они объясняют так называемый «парадокс токовища»: почему даже сильный половой отбор не может убрать из популяции всю изменчивость по отбираемому признаку.

В целом результаты исследования хорошо согласуются с теоретическими представлениями о том, как половой отбор создает гипертрофированные мужские украшения и соответствующие женские предпочтения. Морфология семяприемников у самок дрозофил, дающая преимущество длинным сперматозоидам, скорее всего, стала предпосылкой того, что именно длина сперматозоидов в некоторых эволюционных линиях дрозофил стала безудержно увеличиваться, подобно павлиньему хвосту.

Гигантские сперматозоиды — признак обременительный, что делает его «честным» индикатором приспособленности. По той же причине этот признак зависит от множества самых разных генов. Поэтому самкам выгодно выбирать самые длинные сперматозоиды для оплодотворения своих яйцеклеток. Это ведет к отбору на увеличение длины семяприемника, что, в свою очередь, усиливает отбор на удлинение сперматозоидов.

[Шаройко Лилия]

Это в конце сентября было я пропустила хотя собиралась следить, в прошлый раз размещала новость кажется про 16 кубитов, и собирались создать 30, теперь создано 50.

В РОССИИ ВПЕРВЫЕ СОЗДАЛИ 50-КУБИТНЫЙ КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР


Ученые Российского квантового центра и Физического института им. П. Н. Лебедева РАН первыми в России создали 50-кубитный квантовый компьютер. Разработку вели в рамках дорожной карты развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», координатором которой выступает Госкорпорация «Росатом».

Работу провела научная группа Российского квантового центра (РКЦ) и Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН). Экспертную поддержку реализации Дорожной карты оказывает Российская академия наук. В институте есть две молодежные лаборатории, созданные по национальному проекту «Наука и университеты».



Универсальный квантовый вычислитель на ионной платформе с 50 кубитами в настоящий момент является самым мощным квантовым компьютером в России. Доступ к нему осуществляется через облачную платформу, с помощью которой могут быть запущены базовые квантовые алгоритмы.

Созданный квантовый компьютер базируется на уникальной кудитной технологии, которую российские ученые начали использовать третьими в мире, после Австрии и США.

«Всего четыре года назад самым высоким показателем в стране были два кубита. Сегодня 50 кубитов это лучший результат, но не единственный — мы показали прототипы квантовых компьютеров на четырех платформах, — сказал сооснователь Российского квантового центра Руслан Юнусов. — И это лишь первый шаг на пути к масштабному внедрению квантовых вычислений. В рамках дорожной карты до 2030 года мы займемся разработкой промышленных квантовых компьютеров».


Достижение 50-кубитного результата заняло у научной группы четыре года. Средний показатель продолжительности аналогичных исследований в мире составляет 15 лет. Таким образом, скорость развития российского квантового проекта является одной из самых высоких в мире.

«Все ключевые технологии для нашего квантового компьютера мы сделали сами. Также в нём довольно много оригинальных идей. Например, наша ионная ловушка выполнена из меди. Насколько мы знаем, ни в одной лаборатории в мире никто такого не делает, — отметил один из разработчиков 50-кубитного квантового компьютера Илья Семериков, руководитель группы ,,Масштабируемые ионные квантовые вычисления" РКЦ, заведующий лабораторией ,,Распределённые квантовые технологии для решения задач машинного обучения" ФИАН. — У нас есть понимание, почему мы действуем так, а не иначе, что позволяет нам двигаться достаточно быстро. Также очень важно, что у нас есть свой технологический стек. Мы прототипируем все необходимые нам компоненты очень быстро, а течение недель или месяцев. Это позволяет нам не сбавлять темп».

Финансирование исследований в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления» ведется государством и госкорпорацией Росатом на паритетной основе: общий объем финансирования, предусмотренный на реализацию результата в 2020–2024 годах, составляет 24 млрд рублей, из них 12 млрд — средства федерального бюджета, а более 12 млрд — внебюджетные средства Госкорпорации.

Развитие высокопроизводительных российских квантовых вычислителей при координации Росатома будет продолжено в рамках в рамках федерального проекта «Развитие перспективных технологий» национальной программы «Экономика данных». При этом внимание будет уделено как развитию характеристик квантовых компьютеров, так и созданию условий для их практического применения в экономике страны.

Россия, наряду с США и Китаем, сегодня входит в число трех стран-лидеров, создавших квантовые компьютеры на всех четырех платформах, которые считаются в мире приоритетными в качестве основы для квантовых вычислителей (сверхпроводники, ионы, нейтральные атомы и фотоны). Только шесть стран обладают квантовым компьютером с 50 кубитами и более: Китай, США, Канада, Россия, Япония, Франция.

В 2020 году разработки ионных квантовых компьютеров в России начинали с нуля. Впервые российский квантовый компьютер был представлен Президенту России в июле 2023 года на первом Форуме будущих технологий (ФБТ). Это был 16-кубитный компьютер на ионах. Уже на втором ФБТ в феврале 2024 года был продемонстрирован 20-кубитная машина. Менее чем за год ученые увеличили количество кубитов более чем в два раза — до 50. Согласно дорожной карте, этот показатель должен быть достигнут до конца 2024 года.

Сейчас ученые ведут работу над улучшением качества работы квантовых операций и реализации квантовых алгоритмов.

Подробнее:
https://наука.рф/news/v-rossii-vpervye-sozdali-50-kubitnyy-kvantovyy-kompyuter-/

[АrefievPV]

Ученые пересмотрели историю происхождения генетического кода 
https://naked-science.ru/article/biology/uchenye-peresmotreli-isto
Своеобразную «шпаргалку» внутри клеток, объясняющую как перевести набор нуклеотидов («букв») в ДНК или РНК в последовательность аминокислот («деталей»), из которых состоят белки, называют генетическим кодом. Его устройство одинаково почти у всех организмов на Земле, однако ученые до сих пор спорят о времени его происхождения и постепенных изменениях. Теперь, проанализировав фрагменты белковой цепи этой древней генетической «шпаргалки», исследователи пересмотрели устоявшиеся представления о ее происхождении.

Универсальный генетический код позволяет цепочкам ДНК и РНК, сложенным из четырех видов нуклеотидов, превращаться в белковые последовательности, состоящие из 20 аминокислот. Этот сложный процесс возникал поэтапно и постепенно эволюционировал, а предыдущие попытки установить четкую «хронологию» появления аминокислот в генетическом коде опирались в основном на данные о химической доступности соединений в добиологических условиях. 

В частности, знаменитый эксперимент Миллера-Юри показал, что в далеком прошлом вспышки молний в земной атмосфере могли привести к образованию органических молекул, которые вместе с дождем попали в так называемый «первичный бульон». Теперь исследовательская группа из Университета Аризоны (США) обнаружила, что ранняя жизнь предпочитала простые и мелкие молекулы аминокислот (а более крупные и сложные аминокислоты присоединялись к коду позднее).

Авторы научной работы, опубликованной в журнале PNAS, представили новую оценку порядка включения аминокислот в генетический код, основываясь не на абиотических факторах (температура, свет, влажность, химический состав воздушной и водной среды), а на анализе белковых доменов — относительно коротких, устойчивых фрагментов белковой цепи, способных независимо функционировать и развиваться), — которые возникли у последнего универсального общего предка (LUCA).

Команда ученых во главе с Соусан Вехби (Sawsan Wehbi) провела сравнительный филогенетический анализ тысячи семейств белковых доменов  относящихся к LUCA и реконструировала их аминокислотные последовательности. Метод позволил определить, как реальные потребности организмов, а не только условия окружающей среды, повлияли на порядок добавление аминокислот в генетический код.

Оказалось, что более простые и меньшие по размеру аминокислоты вошли в состав универсального генетического кода раньше, чем считали ученые. То же самое верно и в отношении аминокислот, связанных с металлами и содержащие серу (например, цистеин, метионин и гистидин). Выходит, металлоферменты и серосодержащие белковые компоненты играли критически значимую роль в самом начале эволюции клеточного метаболизма.

Более того, современный генетический код мог появиться после исчезновения древних вариантов. Дело в том, что среди доменов, возникших еще до LUCA, наблюдалось повышенное содержание таких ароматических аминокислот, как триптофан и тирозин, хотя их традиционно считали «поздними новичками».

В тексте научной работы также говорится, что порядок включения аминокислот в генетический код мог быть искажен в рамках лабораторных экспериментов, (последние не всегда адекватно отражают реальные условия в древних клетках).

«Это намекает на то, что до возникновения современного генетического кода могли существовать иные системы кодирования аминокислот, которые ушли в глубины геологического времени. Ранняя жизнь, похоже, «любила» кольцевые структуры», — заключили авторы нового исследования.

Таким образом генетики смогли пересмотреть порядок формирования универсального генетического кода, показав, что он не был целиком задан абиотической доступностью аминокислот, а формировался под влиянием метаболических и структурных особенностей древних клеток. Полученные результаты имеют важное значение для понимания процессов, способствующих возникновению жизни на Земле и помогут в поисках жизни за пределами нашей планеты.

[АrefievPV]

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 296: самый большой полностью изученный мозг
https://neuronovosti.ru/nejronauki-v-science-i-nature-vypusk-296-samyj-bolshoj-polnostyu-izuchennyj-mozg/
В октябре в журнале Nature вышел спецвыпуск, посвященный одному из самых громких событий в нейробиологии за прошлый год. В двух основных статьях, а также семи работах, демонстрирующих применение полученных данных, рассматривается полный коннектом мозга взрослой плодовой мухи дрозофилы (Drosophila melanogaster). Американские, британские, израильские и немецкие ученые в составе международного консорциума FlyWire, представили систематическое и иерархическое описание примерно 140 тысяч нейронов и почти 55 миллионов их соединений, что делает этот коннектом самым сложным среди описанных на сегодняшний день.

[АrefievPV]

Осьминоги управляют щупальцами с помощью сегментированных нервов
https://neuronovosti.ru/osminogi-upravlyayut-shhupaltsami-s-pomoshhyu-segmentirovannyh-nervov/
Американские ученые проанализировали структуру аксиального нервного пучка в щупальцах осьминога. Оказалось, что тела нервных клеток в пучке сгруппированы в сегменты и разделены перегородками, через которые нервы и кровеносные сосуды соединяются с мышцами. Эта структура позволяет осьминогу управлять движениями в каждой части своего тела с высокой точностью. Похожее строение щупалец существует и у кальмара, несмотря на то что виды разделены миллионами лет эволюции. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Щупальца осьминога способны изгибаться, скручиваться и легко захватывать предметы, выполняя множество сложных движений одновременно. Каждое щупальце оснащено нервной системой — в «периферии» осьминога больше нейронов, чем в мозге самого животного. Эти нейроны сосредоточены в аксиальном нервном пучке (АНП), который проходит по всей длине щупальца. Ученые уже знали о том, что АНП отвечает за управление движениями, но не понимали механизм его работы.

Американские исследователи проанализировали структуру АНП и его связь с мускулатурой в щупальцах осьминога Octopus bimaculoides. Команда изучила тонкие срезы тканей щупалец и продольные разрезы с помощью микроскопа. Оказалось, что тела нервных клеток в АНП сгруппированы в сегменты, напоминающие гофрированную трубу. Эти сегменты разделены перегородками, через которые нервы и кровеносные сосуды соединяются с мышцами. Такая структура позволяет щупальцу управлять движениями в каждой отдельной части с высокой точностью.


Иннервация щупальца

Нервы в каждой перегородке не только обеспечивают связь с близлежащими мышцами, но и формируют пространственную карту присосок — «сукеротопию». Это помогает осьминогам не только двигать присосками независимо, но и ощущать вкус окружающих предметов.


Иннервация отдельной присоски

Для сравнения исследователи изучили щупальца кальмара (Doryteuthis pealeii). Оказалось, что их нервная система устроена похожим образом, но сегментация присутствует только в тех частях, которые снабжены присосками. Кальмары меньше полагаются на сенсорику своих конечностей и больше — на зрение. Это объясняет, почему у них меньше сегментов на одну присоску.

«Организмы с такими отростками-присосками, которые передвигаются подобно червям, нуждаются в правильной нервной системе», — рассказал Клифтон Рэгсдейл, старший автор исследования из Калифорнийского университета, США. «Различные головоногие моллюски создали сегментарную структуру, детали которой варьируются в зависимости от требований окружающей среды и влияния сотен миллионов лет эволюции».

[АrefievPV]

Первые обитаемые миры образовались еще до первых галактик
https://naked-science.ru/article/astronomy/pervye-obitaemye-miry-obr
До недавнего времени считалось, что в первые сотни миллионов лет Вселенная была «пуста и безвидна»: в темном пространстве еще не было звезд, не то что их планет. Постепенно картина меняется, а новое исследование показало, что уже в первые пару сотен миллионов лет после Большого взрыва начали возникать первые планеты. Это серьезно отодвигает дату возможного возникновения жизни в прошлое.

Традиционное видение эволюции Вселенной в последние годы — особенно из-за наблюдений космического телескопа «Джеймс Уэбб» — дало множественные трещины. Идея о том, что до полумиллиарда лет после Большого взрыва во Вселенной шли Темные века, эра, в которой просто не было звезд, а излучение поглощалось еще не ионизированным межзвездным газом, оказалась несовместима с реальностью. Даже через 300 миллионов лет после начала истории Вселенной галактики уже вполне наблюдаются.

Но остается вопрос: когда начали формироваться классические планетные системы, то есть не просто звезды, составляющие галактики, а такие, близ которых возможна жизнь? Самые первые звезды почти не имели тяжелых элементов, потому что они еще не наработались в недрах сверхновых (ведь до первых звезд первых сверхновых просто не могло быть). Без тяжелых элементов формирование планет и протопланетных дисков малореально. Как минимум о каменистых планетах речь точно не шла: без тяжелых элементов нельзя создать планету, состоящую из тяжелых элементов, типа нашей Земли.

Авторы нового исследования, с которым можно ознакомиться на сервере препринтов Корнеллского университета, решили смоделировать, как именно обстояли дела с образованием планет в самой ранней Вселенной. В частности, они смоделировали скорость эволюции парно-нестабильных сверхновых и их воздействие на окружающую их среду.

Парно-нестабильными сверхновыми называют особо массивные звезды — от 130 и более раз «тяжелее» Солнца, — вспыхивающие сверхновыми по необычному механизму. Когда светило настолько массивно, в его недрах суммарная энергия термоядерных реакций достигает громадных величин, создавая мощнейшее гамма-излучение. Оно настолько сильно, что образовывает пары электронов и позитронов.

Такой процесс запускается, когда фотон очень высокой энергии находится в специфических условиях: например, в поле некоей массивной заряженной частицы или ядра атома. При этом «из ничего» (но на самом деле из энергии фотона) возникает пара «частица — античастица», где роль частицы играет электрон, а античастицы — позитрон (античастица электрона).

Процесс рождения пар может быть лавинным, и пока он идет, давление, оказываемое гамма-излучением из ядра на внешние слои звезды, резко снижается. При этом давление внешних слоев светила на внутренние не уменьшается. Значит, баланс давления между внутренними и внешними слоями нарушается. Звезда частично коллапсирует, что серьезно повышает температуру и давление внутри ее ядра.


Принципиальная схема парно-нестабильных сверхновых / © Wikimedia Commons

При этом могут идти термоядерные реакции, которые в норме энергетически невозможны. Скажем, в обычной звезде реакции слияния ядер останавливаются на углероде (от силы — кислороде или неоне), потому что дальше слияние ядер атомов поглощает больше энергии, чем выделяет. Но при парной нестабильности энергии в ядре звезды так много, что там идет массовая наработка такого тяжелого элемента, как железо.

Важное отличие такого взрыва сверхновой от обычной в том, что из-за очень высоких энергий все вещество звезды выбрасывается в окружающее пространство. Никакая нейтронная звезда или черная дыра не образуется: вся сверхновая разрушается без остатка.

Обычные звезды нашей эпохи так вспыхнуть не могут. Во-первых, им не хватит массы (сегодня такие массивные светила просто не образуются). Во-вторых, для этого нужно, чтобы в звезде почти не было элементов тяжелее гелия. В современной Вселенной просто нет сырья для звезд, настолько бедного элементами тяжелее гелия. Зато 13,5 миллиарда лет назад и более тяжелых элементов почти не было, потому самое первое поколение звезд могло нередко взрываться именно таким образом.

Авторы новой работы рассчитали эволюцию таких звезд и ее влияние на близкую к ней межзвездную среду ранней Вселенной. Оказалось, после ее взрыва содержание тяжелых элементов рядом с взорвавшейся сверхновой может быть велико — иногда даже больше, чем в веществе Солнца. При этом взрыв порождает в окружающем газе серьезную нестабильность. Газ «комкуется» взрывной волной настолько, что в нем возникают протозвездные облака массой до одной солнечной.

Что важно, в этих облаках достаточно не только газа, но и пыли тяжелых элементов, из которых уже может образоваться и планетезималь — тело, образующееся из космической пыли, служащее затем «кирпичиком» для строительства планет. Общая масса таких планетезималей в рассчитанных ранних системах Вселенной может достигать пяти масс Земли. Это не очень много по меркам современных планетных систем, но все же достаточно для образования каменистой планеты земной массы.

Расчеты астрономов показали, что подобные системы будут иметь центральную звезду с массой до 0,7 солнечной. В диапазоне орбит 0,46-1,66 астрономической единицы (одна такая единица равна расстоянию от Земли до Солнца) должно быть достаточное количество воды для формирования планеты, способной иметь океаны.

Из всего этого ученые сделали вывод, что первые обитаемые планеты могли образоваться уже в первые 200 миллионов лет истории Вселенной. Они могли возникнуть еще до появления даже самых древних галактик. Причем подобные планеты можно будет обнаружить в ближайшие годы за счет изучения самых старых из известных звезд нашей Галактики.

[АrefievPV]

Продублирую новость сюда (первую ссылку разместил в сообщении № 2623 этой темы, сейчас ещё одну ссылку с цитатой):

К сообщению:

Гипотеза о циклической Вселенной получила наблюдательную поддержку
https://elementy.ru/novosti_nauki/434235/Gipoteza_o_tsiklicheskoy_Vselennoy_poluchila_nablyudatelnuyu_podderzhku

Волосы Вероники превратили напряженность с постоянной Хаббла в космологический кризис
https://naked-science.ru/article/astronomy/volosy-veroniki-prevratil
Скорость расширения Вселенной разными методами измерения получается разной. Причем, как показывает новая работа, это нельзя объяснить ошибками в измерениях. Совместить новые данные со стандартной космологической моделью не получается, что поднимает вопрос о ее пересмотре. «Наша модель космологии может быть сломана», — утверждает ведущий автор новой работы.

Ранее Naked Science уже отмечал, что так называемое напряжение Хаббла беспокоит космологов в основном потому, что Стандартная космологическая модель предполагает: скорость расширения Вселенной не должна серьезно меняться со временем. Однако другие модели — в частности, пульсирующая Вселенная Николая Горькавого — не только не входит в противоречие с напряжением Хаббла, но и требует его существования. В модели Вселенной по Горькавому скорость ее расширения до определенного момента будет нарастать. То есть в ее рамках вполне логично, что расширение пространства-времени 13,8 миллиардов лет назад шло с меньшей скоростью, чем треть миллиарда лет назад, в Волосах Вероники.