Рубрика: Космос

Згідно з новим дослідженням, мікроби можуть допомогти розблокувати життєво важливі поживні речовини в місячному ґрунті, щоб одного разу допомогти фермам утримувати екіпажі астронавтів на Місяці. Попередні дослідження показали, що місячний ґрунт містить ряд елементів, життєво важливих для росту рослин. Це породило надію, що тепличні ферми на Місяці зможуть використовувати місцеві ресурси, щоб допомогти місячним базам підтримувати життя, замість того, щоб астронавтам доводилося тягати величезну кількість ґрунту або громіздкі гідропонні системи з Землі.

«Перевага вирощування рослин на Місяці не обмежується лише забезпеченням їжею астронавтів, які живуть на місячній базі», — сказав Space.com провідний автор дослідження Ітун Ся з Китайського сільськогосподарського університету в Пекіні. «Це також може допомогти освіжити повітря, надаючи кисень, очищаючи воду і навіть забезпечуючи емоційний комфорт».

Однак попередні експерименти також показали, що місячний ґрунт погано підходить для посівів. У ньому не тільки бракує сполук вуглецю та азоту, необхідних для росту рослин, але й життєво важливі елементи, такі як фосфор, здебільшого замкнені в нерозчинних сполуках, які рослинам важко засвоїти.

«Якщо ми вирощуємо рослини безпосередньо в місячному реголіті, їх ріст буде обмеженим, і вони загинуть рано», — сказав Ся.

У новому дослідженні Ся та його колеги вивчили способи зробити місячний ґрунт більш родючим. Вони відзначили, що мікроби на Землі допомогли зробити нашу планету більш придатною для життя протягом мільярдів років, фізично та хімічно перетворюючи тверді породи на пористий, біологічно активний ґрунт. За словами Ся, відправити мікробів на Місяць для вивільнення нерозчинних елементів виявиться набагато простіше, ніж доставити туди тонни цих добрив із Землі.

Дослідники експериментували з китайським вулканічним порошком, чий склад був схожий на зразки, зібрані місією «Аполлон-14» у 1971 році. Вони досліджували, чи можуть п’ять видів бактерій перетворювати нерозчинний фосфор у цьому симульованому місячному ґрунті в розчинну форму, яку могли використовувати рослини.

«Ці бактерії є звичайними видами в мікробних добривах для сільського господарства», — сказав Ся. 

Вчені змішували зразки місячного ґрунту з мікробами в цукровому бульйоні протягом 21 дня. Вони виявили, що три види бактерій більш ніж подвоїли кількість розчинного фосфору протягом 10-21 дня. Очевидно, мікроби допомогли зробити ґрунт більш кислим, звільнивши фосфор від сполук, які він ув’язнив.

Далі дослідники виростили родича тютюну, відомого як бент, у симульованому місячному ґрунті, обробленому цими трьома видами бактерій протягом 18 днів. Вони виявили, що після 24 днів росту рівень хлорофілу — пігменту, який допомагає рослинам отримувати енергію від світла — у рослинах із цими живими бактеріями був приблизно вдвічі вищий, ніж у рослин, вирощених у симульованому місячному ґрунті з мертвими бактеріями. 

Крім того, рослини, вирощені в симульованому місячному ґрунті з трьома бактеріями протягом 18 днів, як правило, мали довші стебла та коріння після шести днів росту. Вони також зазвичай були важчими та мали ширші скупчення листя після 24 днів росту, порівняно з рослинами, вирощеними в симульованому місячному ґрунті з мертвими бактеріями. 

У майбутньому вчені хотіли б змішати ці бактерії з водоростями або компостом, щоб побачити, як це може ще більше покращити ріст рослин, сказав Ся. Джерело

29-та роботизована вантажна місія SpaceX до Міжнародної космічної станції успішно стартувала в четвер (9 листопада). CRS-29 Dragon стартував на вершині ракети Falcon 9 з Космічного центру імені Кеннеді (KSC) НАСА у Флориді о 20:28 за східним часом (01:28 за Гринвічем 10 листопада). 

Перший ступінь Falcon успішно приземлився в зоні посадки 1 (LZ-1) станції космічних сил на мисі Канаверал. Запуск ознаменував другий політ ступеня, з якого раніше стартував Crew-7. Якщо все піде за планом, Dragon прибуде до МКС близько 5:20 ранку за східним часом (10:20 GMT) у суботу (11 листопада). Ви можете спостерігати за рандеву та стикуванням тут, на Space.com.

Як випливає з назви, CRS-29 є 29-ю роботизованою місією поповнення запасів, яку SpaceX виконує в орбітальній лабораторії NASA. (CRS розшифровується як «Commercial Supply Services».) Dragon перевозить понад 6500 фунтів (2950 кілограмів) припасів і наукового обладнання під час цього заходу, включаючи експерименти NASA AWE та ILLUMA-T.

AWE (скорочення від «Atmospheric Waves Experiment») вивчатиме гравітаційні хвилі, збурення в атмосфері Землі, схожі на хвилі, які виникають, коли камінчик занурюється у ставок. (Гравітаційні хвилі дуже відрізняються від гравітаційних хвиль, які є брижами в тканині простору-часу, спричиненими прискоренням масивних об’єктів, таких як чорні діри та нейтронні зірки.)

ILLUMA-T («Integrated Laser Communications Relay Demonstration Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal») тестуватиме високошвидкісний зв’язок у співпраці з місією NASA Laser Communications Relay Demonstration (LCRD), яка стартувала в грудні 2021 року.

Після того, як ILLUMA-T буде встановлено на зовнішній стороні МКС і перевірено, він почне відстежувати та спілкуватися з LCRD, інструментом, що їздить уздовж супутника Міністерства оборони США, який знаходиться на геосинхронній орбіті, більш ніж 22 000 миль (35 400 кілометрів). ) над Землею. МКС, навпаки, обертається на середній висоті близько 250 миль (400 км).

Разом ILLUMA-T і LCRD «створяти першу двосторонню лазерну ретрансляційну систему NASA», — написали представники агентства в огляді наукового обладнання CRS-29.

«Лазерний зв’язок може доповнити радіочастотні системи, які зараз використовують більшість космічних місій для надсилання даних на Землю та з Землі», – додали вони. «Демонстрація ILLUMA-T також прокладає шлях до розміщення лазерних терміналів зв’язку на космічних кораблях, що обертаються навколо Місяця або Марса». 

Dragon також перевозить різноманітну їжу на CRS-29, у тому числі деякі сезонні страви.

«У нас є кілька цікавих святкових частувань для екіпажу, як-от шоколад, капучіно з гарбузовими спеціями, рисові коржі, індичка, качка, перепілка, морепродукти, журавлинний соус і моті», — Дана Вайгель, заступник керівника програми Міжнародної космічної станції НАСА. сказав під час розмови зі ЗМІ в середу.

За допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба міжнародна група, включно з астрономом Олександром де ла Вегою з Каліфорнійського університету в Ріверсайді, виявила найвіддаленішу спіральну галактику з перемичками, схожу на Чумацький Шлях, яку спостерігали на сьогодні. До цього часу вважалося, що спіральні галактики з перемичками, такі як Чумацький Шлях, не можна було спостерігати до того, як Всесвіт, вік якого оцінюється в 13,8 мільярда років, досягне половини свого поточного віку.

Дослідження, опубліковане цього тижня в Nature, проводили вчені з Centro de Astrobiología в Іспанії.

«Ця галактика, названа ceers-2112, утворилася незабаром після Великого вибуху», — сказав співавтор де ла Вега, докторант відділу фізики та астрономії. «Знахідка ceers-2112 показує, що галактики в ранньому Всесвіті могли бути такими ж упорядкованими, як Чумацький Шлях. Це дивно, тому що галактики були набагато більш хаотичними в ранньому Всесвіті, і дуже небагато мали подібні структури до Чумацького Шляху».

У центрі Ceers-2112 є бар. Де ла Вега пояснив, що галактичний бар — це структура, яка складається із зірок у галактиках. Галактичні батончики нагадують бари в нашому повсякденному житті, наприклад, моноблок. За його словами, можна знайти смуги в не спіральних галактиках, але вони дуже рідкісні.

«Майже всі смуги знаходяться в спіральних галактиках», — сказав де ла Вега, який приєднався до UCR минулого року після отримання докторського ступеня з астрономії в Університеті Джона Гопкінса. «Смуга в ceers-2112 свідчить про те, що галактики дозріли та стали впорядкованими набагато швидше, ніж ми думали раніше, що означає, що деякі аспекти наших теорій формування та еволюції галактик потребують перегляду».

Попереднє розуміння астрономами еволюції галактик полягало в тому, що потрібно було кілька мільярдів років, щоб галактики стали достатньо впорядкованими, щоб утворилися стовпчики.

«Відкриття CEERS-2112 показує, що це може статися лише за частку цього часу, приблизно за мільярд років або менше», — сказав де ла Вега.

За його словами, галактичні смуги, як вважають, утворюються в спіральних галактиках із зірками, які обертаються впорядковано, як це відбувається в Чумацькому Шляху.

«У таких галактиках смуги можуть утворюватися спонтанно через нестабільність спіральної структури або гравітаційні ефекти сусідньої галактики», — сказав де ла Вега. «У минулому, коли Всесвіт був дуже молодим, галактики були нестабільними та хаотичними. Вважалося, що смуги не могли утворюватися або довго зберігатися в галактиках у ранньому Всесвіті».

Очікується, що відкриття ceers-2112 змінить принаймні два аспекти астрономії.

«По-перше, теоретичні моделі формування та еволюції галактик повинні враховувати те, що деякі галактики стають достатньо стабільними, щоб мати бари на дуже ранніх етапах історії Всесвіту», — сказав де ла Вега. «Ці моделі, можливо, потребуватимуть скорегувати, скільки темної матерії утворює галактики в ранньому Всесвіті, оскільки вважається, що темна матерія впливає на швидкість формування смуг. По-друге, відкриття ceers-2112 демонструє, що такі структури, як смуги, можна виявити, коли Всесвіт був дуже молодим. Це важливо, тому що галактики в далекому минулому були меншими, ніж зараз, що ускладнює пошук барів. Відкриття ceers-2112 прокладає шлях для відкриття більшої кількості барів у молодому Всесвіті».

Доктор де ла Вега допоміг дослідницькій групі, оцінивши червоний зсув і властивості Церс-2112. Він також зробив внесок в інтерпретацію вимірювань.

«Червоне зміщення — це спостережувана властивість галактики, яка вказує на те, наскільки далеко вона знаходиться і як далеко назад у часі видно галактику, що є наслідком кінцевої швидкості світла», — сказав він.

Що найбільше здивувало де ла Вегу у відкритті ceers-2112, так це те, наскільки добре можна обмежити властивості його бруска.

«Спочатку я думав, що виявлення та оцінка властивостей смуг у таких галактиках, як Ceers-2112, буде сповнене невизначеності вимірювань», — сказав він. «Але потужність космічного телескопа Джеймса Вебба та досвід нашої дослідницької групи допомогли нам накласти серйозні обмеження на розмір і форму смуги». Джерело

Незважаючи на те, що день, коли люди живуть і працюють на Місяці, ще в невизначеному майбутньому, NASA активно планує, як нас туди доставити. 

Щоб одного разу допомогти забезпечити ресурси, необхідні для стійкої присутності людини на Місяці, Управління місії космічних технологій (STMD) агентства шукає інформацію щодо методів вилучення кисню з місячного пилу. Теоретично цей запит дозволить промисловості та дослідникам надати детальну інформацію про технології, які дозволять майбутнім мешканцям Місяця виробляти, захоплювати та зберігати придатний для дихання кисень із місячного ґрунту. NASA сподівається використати зібрану інформацію для розробки технологічної демонстрації.

Ця концепція використання матеріалів, знайдених на інших тілах, для створення життєво важливих ресурсів, а не транспортування їх із Землі, відома як використання ресурсів на місці або ISRU. «Використання ресурсів на місці має важливе значення для забезпечення тривалої присутності на відстані від Землі. Так само як нам потрібні витратні матеріали та інфраструктура, щоб жити та працювати на нашій рідній планеті, нам знадобляться подібні системи підтримки на Місяці для екіпажу та роботів безпечно та продуктивно», — сказав Прасун Десай, виконуючий обов’язки помічника адміністратора STMD NASA, у заяві, оголошуючи запит на інформацію, або RFI.

На підтримку цієї концепції NASA вказало на експеримент MOXIE марсохода Perseverance Mars , який неодноразово перетворював вуглекислий газ з марсіанської атмосфери на придатний для дихання кисень. Хоча MOXIE виробляє лише близько 0,2 унції (6 грамів) — приблизно еквівалентно невеликому дереву на Землі — його попередні випробування з усім тим довели, що вперше людський пристрій створив кисень в іншому світі.

NASA вважає, що подібна технологія стане надзвичайною перевагою для астронавтів, які в майбутньому будуть проводити час на Місяці в рамках своєї програми Artemis. Виробництво кисню на Місяці означає, що астронавтам потрібно носити його з собою менше, що економить цінну вагу та дозволяє їм залишатися поза Землею для тривалих місій. 

Однак перед тим, як астронавти спробують самостійно виробляти кисень, NASA планує продемонструвати технологію для цього в рамках демонстрації під назвою Lunar Infrastructure Foundational Technologies (LIFT-1). 

Використання ресурсів на місці, перетворюючи легкодоступні матеріали з інших світів на такі ресурси, як кисень, вода та метал, є одним із напрямків досліджень, які NASA підтримує через свою ініціативу Lunar Surface Innovation Initiative. NASA проводить власні дослідження та співпрацює із зовнішніми дослідниками, щоб вивчити життя на Місяці, шукаючи, як побудувати місячну інфраструктуру, як забезпечити цю інфраструктуру енергією та як захистити цю інфраструктуру від місячних елементів. LIFT-1 також може включати демонстрацію цих технологій. Джерело

Космічний телескоп NASA імені Джеймса Вебба та космічний телескоп Хаббла об’єдналися для вивчення великого скупчення галактик, відомого як MACS0416. Отримане панхроматичне зображення поєднує видиме та інфрачервоне світло, щоб зібрати одне з найповніших зображень Всесвіту, яке коли-небудь було зроблено. Розташоване приблизно в 4,3 мільярда світлових років від Землі, MACS0416 являє собою пару скупчень галактик, які згодом об’єднаються, щоб утворити ще більший кластер.

Зображення розкриває безліч деталей, які можливі лише завдяки поєднанню потужності обох космічних телескопів. Він включає в себе велику кількість галактик за межами скупчення та безліч джерел, які змінюються з часом, ймовірно, через гравітаційне лінзування — спотворення та посилення світла від віддалених фонових джерел.

Це скупчення було першим із серії безпрецедентних надглибоких зображень Всесвіту в рамках амбітної спільної програми Hubble під назвою Frontier Fields, започаткованої в 2014 році. Hubble піонером шукав деякі з найслабкіших і наймолодших за своєю суттю галактик, які коли-небудь були виявлені. Інфрачервоне бачення Вебба значно підсилює цей глибокий погляд, занурюючись ще далі в ранній Всесвіт за допомогою інфрачервоного бачення.

«Ми спираємося на спадщину Хаббла, просуваючись до більших відстаней і тьмяніших об’єктів», — сказав Рогір Віндхорст з Університету штату Арізона, головний дослідник програми PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science), яка проводила спостереження Вебба.

Що означають кольори

Щоб зробити зображення, загалом, найкоротші довжини хвилі світла були позначені синім кольором, найдовші довжини хвилі червоним, а проміжні хвилі зеленим. Широкий діапазон довжин хвиль, від 0,4 до 5 мікрон, дає особливо яскравий ландшафт галактик.

Ці кольори дають підказки щодо відстаней до галактик: найблакитніші галактики знаходяться відносно поблизу і часто демонструють інтенсивне зореутворення, що найкраще виявлено Хабблом, тоді як більш червоні галактики, як виявив Вебб, мають тенденцію бути більш віддаленими. Деякі галактики також здаються дуже червоними, тому що вони містять велику кількість космічного пилу, який має тенденцію поглинати синіші кольори зоряного світла.

«Вся картина не стане ясною, поки ви не поєднаєте дані Вебба з даними Хаббла», — сказав Віндгорст.

Різдвяна ялинка скупчення галактик

Хоча нові спостереження Вебба сприяють цьому естетичному погляду, вони були взяті з конкретною науковою метою. Дослідницька група об’єднала свої три епохи спостережень, кожна з яких проводилася з інтервалом у кілька тижнів, із четвертою епохою дослідницької групи CANUCS (CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey). Мета полягала в тому, щоб шукати об’єкти, які змінюють спостережувану яскравість з часом, відомі як перехідні процеси.

Вони ідентифікували 14 таких перехідних процесів у полі зору. Дванадцять з цих транзиентів були розташовані в трьох галактиках, які сильно збільшені гравітаційним лінзуванням, і, ймовірно, являють собою окремі зірки або багатозіркові системи, які на короткий час дуже сильно збільшені. Решта двох перехідних процесів знаходяться в межах помірковано збільшених фонових галактик і, ймовірно, є надновими.

«Ми називаємо MACS0416 скупченням галактик «Різдвяна ялинка» через те, що воно таке барвисте, а також через ці мерехтливі вогні, які ми знаходимо в ньому. Ми можемо бачити перехідні процеси скрізь», — сказав Хаоцзин Ян з Університету Міссурі в Колумбії, провідний автор одного стаття з описом наукових результатів.

Виявлення такої кількості перехідних процесів за допомогою спостережень, що охоплюють відносно короткий проміжок часу, свідчить про те, що астрономи могли б знайти багато додаткових перехідних процесів у цьому кластері та інших подібних до нього шляхом регулярного моніторингу за допомогою Webb.

Зірка кайдзю

Серед перехідних процесів, які команда виявила, один особливо виділявся. Розташована в галактиці, яка існувала приблизно через 3 мільярди років після Великого вибуху, вона збільшена принаймні в 4000 разів. Команда назвала зоряну систему «Мотра» на честь її «чудовищної природи», оскільки вона надзвичайно яскрава та надзвичайно збільшена. Він приєднується до іншої лінзованої зірки, яку дослідники раніше ідентифікували та яку вони назвали «Годзілла». (І Годзілла, і Мотра — гігантські монстри, відомі як кайдзю в японському кіно.)

Цікаво, що Мотра також видно в спостереженнях Хаббла, які були зроблені дев’ять років тому. Це незвичайно, оскільки для такого значного збільшення зірки потрібне дуже специфічне вирівнювання між скупченням галактик на передньому плані та зіркою на задньому плані. Взаємні рухи зірки та скупчення повинні були зрештою усунути це вирівнювання.

Найвірогідніше пояснення полягає в тому, що в кластері переднього плану є додатковий об’єкт, який додає більше збільшення. Команда змогла обмежити його масу від 10 000 до 1 мільйона мас нашого Сонця. Однак точна природа цієї так званої «мілі-лінзи» залишається невідомою.

«Найвірогідніше пояснення — це кульове зоряне скупчення, яке надто слабке, щоб Вебб міг побачити його безпосередньо», — заявив Хосе Дієго з Інституту фізичної науки Кантабрії в Іспанії, провідний автор статті, в якій детально описується знахідка. «Але ми ще не знаємо справжньої природи цієї додаткової лінзи». Джерело

За допомогою сферичного телескопа з п’ятистою апертурою (FAST) астрономи з Китаю та Австралії виявили п’ять нових пульсарів, два з яких мали надкороткі періоди обертання. Про це відкриття повідомляється в дослідницькій статті, опублікованій 1 листопада на сервері препринтів arXiv.

Пульсари — це обертові нейтронні зірки з сильною намагніченістю, що випускають пучок електромагнітного випромінювання від своїх магнітних полюсів. Це випромінювання можна спостерігати лише тоді, коли промінь випромінювання спрямований на Землю.

Найшвидше обертаються пульсари з періодом обертання менше 30 мілісекунд, відомі як мілісекундні пульсари (MSP). Передбачається, що вони утворюються в подвійних системах, коли спочатку більш масивний компонент перетворюється на нейтронну зірку, яка потім розкручується внаслідок акреції речовини з вторинної зірки.

Зараз команда астрономів на чолі з Ці-Цзюнь Чжі з Педагогічного університету Гуйчжоу в Гуйяні, Китай, повідомляє про виявлення п’яти нових пульсарів за допомогою FAST у рамках пілотного дослідження на проміжних галактичних широтах.

«За 13,5 години спостережень, які охоплюють площу 4,7 квадратних градусів, ми виявили п’ять нових пульсарів і виявили всі шість відомих пульсарів у цьому регіоні», — пояснили дослідники.

Новознайдені пульсари отримали позначення PSR J1826−0049, PSR J1852+1200, PSR J1837+0419, PSR J1849+1001 і PSR J1839+0543. Два з цих пульсарів, а саме PSR J1826−0049 і PSR J1852+1200, виявилися MSP з періодами обертання 4,59 і 3,86 мілісекунди відповідно.

PSR J1849+1001 і PSR J1839+0543 були класифіковані як «м’яко перероблені» пульсари з масивними білими карликами (з мінімальною масою приблизно 0,87 маси Сонця). Коли справа доходить до PSR J1837+0419, він виглядає як ізольований нормальний пульсар з періодом обертання 504,74 мілісекунди.

Виявлені пульсари мають міри дисперсії в діапазоні від 42,67 до 174,75 пк/см³. Дослідники також виміряли напруженість поверхневого магнітного поля PSR J1826−0049, PSR J1849+1001 і PSR J1837+0419, яка склала 0,33, 1,3 і 840 мільярдів Гаусів відповідно. Характерний вік цих трьох пульсарів оцінюється в 3 мільярди, 11,5 мільярдів і 5,9 мільйона років відповідно.

Підсумовувати, автори статті відзначили, що такі спостережні установки, як FAST радіотелескопа Parkes, мають величезний потенціал для виявлення наявності навіть сотень нових мілісекундних пульсарів.

«Щоб оцінити потенційний вихід MSP, ми провели моделювання популяції та виявили, що як FAST, так і Parkes new Phased Array Feed опитування, зосереджені на проміжних галактичних широтах, можуть виявити кілька сотень нових MSP», — підсумували дослідники. Джерело