Знание-сила, 2008 № 09 (975)

НОВОСТИ НАУКИ

Обнаружена черная дыра рекордно малой массы для черных дыр звездного происхождения. Об этом сообщило НАСА со ссылкой на доклад, представленный Николаем Шапошниковым и Львом Титарчуком на заседании Отделения астрофизики высоких энергий Американского астрономического общества.

«Рекордная» черная дыра находится в Млечном Пути, в двойной системе (черная дыра и обычная звезда, называемая звездой-компаньоном) XTE J1650-500, которая была открыта в 2001 году. Измерения показали, что масса черной дыры составляет 3.8 солнечной массы, что значительно меньше предыдущего рекорда — 6.3 солнечной массы. Диаметр открытой черной дыры должен быть равен 24 километрам.

Поскольку непосредственно наблюдать черные дыры нельзя, изучать их свойства позволяет поведение соседних объектов, в частности аккреционных дисков — вращающихся дисков, вещество которых дыра постепенно поглощает. Очередная порция газа, перед тем как быть поглощенной черной дырой, образует раскаленную массу, испускающую рентгеновские лучи. Это излучение называется квазипериодическими колебаниями. Шапошников и Титарчук доказали, что период этих колебаний зависит от массы черной дыры (чем меньше дыры, тем короче период), и, таким образом, получили возможность определять массу.

Масса дыры в XTE J1650-500 лежит близко к нижнему пределу масс для черных дыр звездного происхождения — тех, что образуются в результате коллапса крупной звезды. Точное значение этого предела неизвестно, но предположительно оно составляет две-три солнечной массы. Если ядро коллапсирующей звезды имеет меньшую массу, образуется не черная дыра, а нейтронная звезда.

Любопытно, что не так давно была обнаружена черная дыра, которой принадлежит противоположный рекорд среди черных дыр звездной массы. Анализируя данные, полученные рентгеновской обсерваторией НАСА Chandra и наземным телескопом Gemini, расположенным на Гавайях, группа американских, немецких и израильских астрономов под руководством профессора Джерома Ороса из Университета Сан- Диего (США) установила, что масса черной дыры в созвездии Треугольника, получившей название M33 X-7, составляет 15.7 масс Солнца. То есть она является самой массивной звездной черной дырой из известных на сегодняшний день.

Звезда, вокруг которой вращается черная дыра, также имеет рекордную массу для звезд подобного типа. Масса этой звезды в 70 раз превосходит массу Солнца. В результате вращения наблюдаются затмения черной дыры, происходящие с периодом 3.5 дня, изучая которые ученые смогли очень точно определить массу черной дыры и ее компаньонки, сообщается в пресс-релизе НАСА.

Свойства бинарной системы M33 X-7 трудно объяснить с помощью существующих моделей эволюции массивных звезд. Масса звезды, из которой образовалась черная дыра, должна быть больше массы звезды-компаньонки, а ее радиус в таком случае должен быть больше, чем имеющееся расстояние между звездами. Очевидно, звезды сблизились в процессе деления общей внешней атмосферы. Обычно этот процесс приводит к тому, что большая часть массы теряется системой, и, следовательно, гигантская черная дыра в этой системе образоваться не может.

Для того чтобы черная дыра все-таки образовалась, ее «звезда-прародительница» должна была терять массу в 10 раз медленнее, чем предсказывает теория. Ученые считают, что такой же процесс может лежать в основе наблюдавшейся недавно вспышки очень яркой сверхновой SN 2006gy.

Напомним, что среди сверхмассивных черных дыр, происхождение которых до конца не выяснено, абсолютным рекордсменом по массе является черная дыра, входящая в квазар OJ287 — ее масса составляет около 18 миллиардов солнечных масс.

Исследования группы ученых под руководством Саида Тавазойи (Принстонский университет, США) показали, что бактерии Escherichia coli обладают определенными способностями к обучению.

Известно, что бактерии способны реагировать на изменяющиеся условия внешней среды. Например, повышенная кислотность воды вызывает у них определенные изменения метаболизма. Если же флуктуации кислотности происходят с достаточно точной периодичностью — микроорганизмы к этому приспосабливаются и даже реагируют заранее. Но Тавазойи и его коллеги обнаружили куда более сложную реакцию бактерий.

Ученые поместили колонии бактерий в чашках Петри в специальные камеры, в которых температура повышалась с 25 до 37°С, а затем содержание кислорода снижалось с 20% до нуля. Проследив в течение нескольких недель за «ответом» сотен поколений бактерий, исследователи выяснили, что микроорганизмы «научились» заранее перестраивать свой метаболизм под нехватку кислорода, как только начинала повышаться температура.

Как отмечает Тавазойи, далеко не все определяется гомеостазом (способностью колонии бактерий выживать посредством соответствующих реакций). Фактически бактерии не только реагируют на меняющиеся условия, но даже способны их спрогнозировать. Как известно, человек или животные набираются опыта в течение всей своей жизни, в то время как бактериям для достижения этого результата требуется сменить несколько поколений.

Как показали новые исследования, возраст палеолитического поселения Монте Верде, найденного в торфяном болоте в 800 километрах южнее Сантьяго, столицы Чили, составляет 14 тысяч лет. Таким образом, оно является на данный момент древнейшим как в Северной, так и в Южной Америке — до этого наиболее ранние из найденных американских поселений датировались 13 тысячами лет.

Поселение Монте Верде было обнаружено археологами еще в 1976 году. Оно представляет собой руины нескольких хижин, рассчитанных на 20 — 30 человек. Диету жителей этого поселка, судя по органическим остаткам, составляли овощи, орехи, моллюски, водоросли и некоторые виды млекопитающих: вымершие ныне виды лам и слоноподобные животные — гомфотерии. Предварительная датировка Монте Верде — 14 тысяч лет — вызвала переполох в ученом сообществе и считалась в течение десятилетий не вызывающей доверия. Однако позднейшие исследования найденных на поселении водорослей позволили точно датировать верхний культурный слой Монте Верде: 13 980 — 14 220 лет.

Уточненная датировка чилийского поселения вынуждает ученых пересмотреть теорию заселения Северной и Южной Америки. Если ранее считалось, что люди мигрировали из Северной Азии на Аляску по Берингову перешейку единой волной 13 тысяч лет назад (культура Кловис), то поселение Монте Верде свидетельствует о существовании более ранней волны переселенцев, двигавшейся вдоль побережья. Эти первопроходцы использовали морские ресурсы, а не осваивали внутренние районы, как это делали носители культуры Кловис, охотники за крупными млекопитающими.

По мнению ученых, Монте Верде находилось в 120 метрах над уровнем моря, на берегу притока крупной реки и в 80 километрах от моря. Тем не менее жители Монте Верде приносили с собой морскую гальку, использовали в пищу много водорослей и прибрежных растений. Вероятно, они постоянно «курсировали» между внутренними и прибрежными районами, целенаправленно осваивая континент. Хотя это происходило медленнее, чем предполагалось ранее.

Елена Щукина