Знание-сила, 2009 № 04 (982)

НОВОСТИ НАУКИ

Международной группе ученых из США, России, Германии и Китая, возможно, удалось обнаружить следы частиц темной материи, которая вкладывает около 25 % в полную плотность энергии во Вселенной.

Как подчеркнул участник исследования директор Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ (НИИЯФ), профессор Михаил Панасюк, темная материя, проявляющая себя только через гравитацию, состоит из частиц, практически не взаимодействующих с обычной материей, но при своей аннигиляции порождающих электроны огромной энергии. Именно такие электроны удалось выявить в составе бомбардирующих Землю космических лучей прибору ATIC, который был установлен на высотном аэростате, летавшем над Антарктидой на высоте 35 километров.

В течение пяти недель наблюдений в 2000-м и 2003 году детектор зафиксировал 70 электронов с энергиями от 300 до 800 гигаэлектронвольт. Другой участник исследования, Джон Вефел из Университета Луизианы (США), сравнил это с ситуацией на дороге, где среди обычных машин вдруг появляется сразу десяток роскошных спорткаров. По словам Вефела, трудно ожидать увидеть так много спортивных машин на дороге — или так много электронов очень высоких энергий в космических лучах.

Единственное объяснение: Землю обстреливает такими электронами таинственный объект. Скорее всего, сгусток темной материи. Однако, как подчеркнул профессор Панасюк, электроны с такой энергией не могут пролетать большие, по космическим меркам, расстояния, поскольку тормозятся существующими в Галактике магнитными полями. Согласно расчетам, источник этих электронов — предположительно облако или сгусток темной материи — должен располагаться вблизи Солнечной системы, всего в каких-то 3 тысячах световых лет от Солнца.

По заявлению Вефела, впервые обнаружен дискретный источник космических лучей, выделяющийся из общегалактического фона. Теория Калуцы-Клейна говорит о существовании частиц с энергией 620 гигаэлектронвольт, которые могут при аннигиляции порождать электроны такой же энергии, как и те, что наблюдались в ходе экспериментов.

В соответствии с теорией Калуцы — Клейна физики пытаются объединить гравитацию и другие фундаментальные взаимодействия, вводя дополнительные пространственные измерения. Одним из объяснений природы загадочной темной материи служит утверждение, что ее частицы находятся как раз в этих дополнительных измерениях.

Впрочем, объяснение появления столь высокоэнергетичных электронов аннигиляцией частиц темной материи не является единственным. Авторы исследования не исключают, что неподалеку от Солнечной системы расположен весьма экзотический объект типа пульсара, небольшой черной дыры или остатков сверхновой звезды. Все они способны разогнать электроны до таких энергий. Однако с выяснением истины придется подождать, поскольку прибор ATIC не определяет координаты источника электронов. Но в недалеком будущем это сможет сделать американский орбитальный гамма-телескоп «Ферми».

Стоит отметить, что в международной группе, которая продолжает свою работу, участвуют шесть сотрудников НИИ-ЯФ, где был изготовлен важнейший узел прибора ATIC — полупроводниковая матрица-детектор частиц.

Исследование представлено в журнале Nature.

Астрономам впервые удалось рассмотреть ранние этапы формирования галактик во всех подробностях. При помощи 10-метрового телескопа Keck, который расположен на Гавайях и оснащен адаптивной оптикой, предназначенной для коррекции размытия изображения атмосферой Земли, исследователи наблюдали объект MACS J2135-0102. Данный объект, называемый «Космическим глазом», располагается в созвездии Водолея и состоит из двух галактик: одна находится на расстоянии 2,2 миллиарда световых лет, другая — на расстоянии более 11 миллиардов световых лет от нас.

Благодаря 8-кратному увеличению так называемой гравитационной линзы, создаваемой ближним объектом, ученые впервые смогли изучить внутреннюю структуру молодой галактики. По словам сотрудников Университета Дарема (Durham, Великобритания), которые принимали участие в исследовании, полученные данные свидетельствуют о том, что в данном скоплении постепенно происходит процесс образования галактического диска и ядра.

«Космический глаз» получил такое название потому, что для наблюдателя на Земле ближняя галактика предстает окруженной ореолом, создаваемым светом дальней галактики. Ореол также возникает под воздействием эффекта гравитационной линзы.

Статья опубликована в журнале Nature.

Немецкие ученые обнаружили, что морские губки способны проводить свет, используя природный аналог оптоволокна. Губки являются одними из самых примитивных многоклеточных организмов: у них нет четкого деления на ткани и органы. Если губку разделить на отдельные клетки, она сможет вновь собраться в нормально функционирующий организм.

Два из трех основных типов губок характеризуются наличием скелетных структур, получивших название спикул. Спикулы состоят из кремния и представляют собой стеклоподобные иглы. Ученые решили проверить, способны ли спикулы проводить свет. Для этого они использовали светочувствительную бумагу. В полной темноте исследователи поместили ее кусочки внутрь «тела» губки вида Tethya aurantium. Затем губки выносили на свет, после чего проверяли, произошла ли засветка бумаги. Ответ был положительным, причем расположение засвеченных участков совпадало с расположением спикул. В контрольном эксперименте, проведенном с использованием губок, не содержащих спикул, бумага осталась незасвеченной.

Авторы исследования считают, что способность проводить свет по спикулам необходима губкам для питания обитающих в них микроорганизмов-симбионтов. К ним относятся микроскопические водоросли, или цианобактерии, которые способны синтезировать органические вещества, используя солнечный свет. Поглощая свет, поступающий по спикулам, симбиотические организмы производят питательные вещества, необходимые для роста губок. Используя спикулы, губки смогли «привлечь» симбионтов и занять свободную экологическую нишу на дне океана.

По словам ученых, губки являются единственными известными организмами, использующими природный аналог оптоволокна.

Работа представлена в Journal of Experimental Marine Biology and Ecology.

Недалеко от острова Уайт, расположенного на юге Великобритании, на месте, где в каменном веке существовало поселение, которое сейчас покоится на морском дне, была обнаружена веревка. По словам британских археологов, ее возраст составляет около 8 тысяч лет. Длина веревки — 11,5 сантиметров, она была найдена в 180 метрах от берега на глубине 9 метров. Как считают ученые, поселение ушло под воду в конце последнего ледникового периода в результате таяния ледниковых щитов, которые покрывали большую часть Европы.

Находка уже признана уникальной, поскольку материалы, из которых делались древние веревки, распадались довольно быстро. Вероятно, та среда, в которой столь долгое время находилась веревка, способствовала ее сохранению.

Интересно отметить, что рядом с веревкой были обнаружены деревянные доски и колья.