Геліосейсмологи перевірили, як Сонце поглинає енергію

Дослідники розробили оригінальний метод, який дозволив «подивитися» на глибинні верстви Сонця та оцінити, як саме зірка поглинає енергію. Відкриття допоможе більше дізнатися про еволюцію та внутрішню будову нашого світила. Подібно до того, як геофізики «просвічують» Землю, геліосейсмологи «слухають» Сонце, аналізуючи вібрації, що генеруються в його надрах і викликають коливання на поверхні світила. Реєструють ці «акустичні хвилі» за допомогою космічних обсерваторій та наземних телескопів: розшифрування частот та амплітуд дозволяє фактично «просвітити» зірку, обчисливши її температуру та щільність. Почути, як саме звучить Сонце, можна на сайті NASA. 

Взявши за основу власну геліосейсмічну методику, міжнародна дослідницька група під керівництвом Гаеля Бюльдгена (Gaël Buldgen) з Льєжського університету (Бельгія) за допомогою комп’ютерного моделювання відтворила умови всередині зірки – щільність, тиск, розподіл хімічних елементів та температуру. Результати наукової роботи  опубліковані в журналі Nature Communications. 

Йдеться про дуже важливу властивість речовини — непрозорість сонячної плазми, тобто її взаємодію з випромінюванням у надрах зірки. Цей процес впливає на перенесення енергії від ядра до поверхні світила: чим вища непрозорість, тим повільніше тепло «пробирається» назовні. Точне знання цієї величини дозволяє розраховувати вік зірок, їх еволюцію та внутрішню будову, а будь-які неточності впливають на існуючі моделі пристрою світил.

Раніше, окрім теоретичних обчислень, дослідники намагалися відтворити екстремальні сонячні умови в лабораторіях, зокрема на установці Z Machine у ​​Сандійських національних лабораторіях (США), проте результати серйозно розходилися з теоретичними прогнозами. Оскільки геліосейсмологія дає масштабнішу картину, охоплюючи цілий діапазон температур і тиску в надрах зірки, автори нового дослідження дізналися, де саме ті

Результати показали, що в районі переходу до конвективної зони — області, в якій речовина починає активно вирувати і перемішуватися — непрозорість сонячної плазми приблизно на 10% вища, ніж передбачали більшість моделей. Щобільше, деякі теоретичні значення було завищено майже на 30-35%.

Дослідження потепління океану показує, що зміна клімату прискорюється

Дослідники виявили, що океани на Землі стають теплішими, що свідчить про те, що зміна клімату також прискорюється. Вчені виявили, що за останні 40 років потепління океану зросло більш ніж у чотири рази і, ймовірно, прискориться ще швидше в майбутньому. Дослідники опублікували свої результати в новому дослідженні, опублікованому у вівторок (28 січня) в журналі Environmental Research Letters.

Швидкість підвищення температури поверхні моря зросла з 0,1 градуса Фаренгейта (0,06 градуса Цельсія) за десятиліття у 1980-х роках до 0,5 F (0,27 °C) за десятиліття сьогодні. Згідно з дослідженням, моделювання, проведене командою, припускає, що така кількість прискореного потепління повториться протягом наступних двох десятиліть і прискориться ще більшою мірою, якщо ми не усунемо причини зміни клімату та не відійдемо від викопного палива.

Провідний автор дослідження Крістофер Мерчант, професор спостереження за океаном і Землею в Університеті Редінга, Велика Британія, сказав, що океани загалом визначають темпи глобального потепління в цілому, оскільки вони є головним поглиначем тепла Землі та поглинають тепло з атмосфери. Це означає, що якщо потепління океану прискорюється, це свідчить про те, що зміна клімату також прискорюється.

«Далі природа може зробити щось інше, але згідно з поточними тенденціями світ нагрівається швидше, ніж ми звикли», — сказав Мерчант в електронному листі Live Science. «Це означає, що всі удари приходять до нас швидше».

Глобальне потепління призводить до підвищення рівня моря, що загрожує прибережним громадам, посилює екстремальні погодні умови та висушує землю, що ставить під загрозу нашу здатність вирощувати їжу. Вчені попереджають, що неконтрольована зміна клімату принесе невимовні страждання мільярдам людей і призведедо зникнення третини видів на Землі. Мерчант і його колеги використовували супутникові дані для моделювання змін середньої глобальної температури поверхні моря протягом кількох десятиліть. Команда виявила висхідну тенденцію до потепління поряд із природними коливаннями, викликаними такими явищами, як Ель-Ніньо.

Команда пов’язала прискорене потепління океану зі зміною клімату та тим, що Земля поглинає більше енергії, ніж випромінює — це явище називається енергетичним дисбалансом Землі. Парникові гази, такі як вуглекислий газ (CO₂) і метан (CH4), утримують тепло в атмосфері, що нагріває планету, а згодом і океани. Цей процес разом з іншою людською діяльністю та природними змінами є суттєвим рушієм енергетичного дисбалансу Землі, який подвоївся за останні два десятиліття.

Мерчант зазначив, що тенденція до потепління океану посилилася за останні 15 років, тому що Земля поглинає більше сонячного світла, а також тепла, що утримується парниковими газами. Дослідники вважають, що збільшення поглинання сонячного світла пов’язане зі зменшенням хмарного покриву, тобто більше сонячного світла проникає на Землю. Глобальне потепління також зменшує сніговий і льодовий покрив, який інакше відбивав би сонячне світло назад у космос.

Автори дослідження відзначили, що темпи нагрівання поверхні океану, а отже, і глобального потепління за останні чотири десятиліття не є орієнтиром для того, що має відбутися, і що очікується набагато більше потепління, якщо не вдасться пом’якшити зміну клімату.

«Якщо ми хочемо стабілізувати клімат, нам слід примножити зусилля, щоб підтримувати наш спосіб життя без використання викопного палива», — сказав Мерчант. «Хороша новина полягає в тому, що значні зміни вже відбуваються в усьому світі».

Ця проста дієта може допомогти захистити ваш мозок від деменції

Бактерії ротової порожнини можуть впливати на здоров’я мозку, а дієта може допомогти зберегти когнітивні функції. Бактерії у вашому роті можуть відігравати дивовижну роль у здоров’ї мозку, потенційно впливаючи на зниження когнітивних функцій у віці. Нове дослідження показує, що дієта, багата нітратами, які містяться в листовій зелені та середземноморській дієті, може підтримувати корисні ротові бактерії, пов’язані з кращою пам’яттю та зниженням ризику деменції.

Дослідження показує, що мікробні екосистеми в наших ротах можуть впливати на когнітивні функції з віком. Втручання, такі як пребіотики, включаючи дієтичні нітрати, можуть допомогти уповільнити когнітивне зниження.

Приблизно 15% людей похилого віку відчувають легкі когнітивні порушення (MCI), які є найбільшим фактором ризику розвитку деменції або хвороби Альцгеймера. Попередні дослідження встановили зв’язок між пародонтитом (захворюванням ясен) і погіршенням когнітивних функцій. Вчені визначили два потенційних шляхи зв’язку здоров’я ротової порожнини зі здоров’ям мозку:

  1. Патогенні ротові бактерії можуть потрапити в кров і потрапити в мозок.
  2. Ці шкідливі бактерії можуть витіснити бактерії, що знижують кількість нітратів, які відіграють вирішальну роль у виробництві оксиду азоту — сполуки, необхідної для синаптичної пластичності та довготривалої потенціації в мозку.

Дослідження мікробіому порожнини рота та когнітивного здоров’я

Анні Ванхатало та її колеги охарактеризували мікробіом порожнини рота 115 учасників, 55 з яких мали легкі когнітивні порушення. Деякі учасники мали алель аполіпопротеїну E4 (APOE4), який підвищує ризик зниження когнітивних функцій і хвороби Альцгеймера. Висока відносна кількість бактерій у роду Neisseria була пов’язана з кращою виконавчою функцією та зоровою увагою в групі з легкими когнітивними порушеннями. Серед здорових учасників Neisseria корелювала з робочою пам’яттю.

Висока поширеність бактерій у роду Porphyromonas передбачала статус легкого когнітивного порушення, тоді як Prevotella intermedia передбачала статус носія APOE4. На думку авторів, дієта може впливати на мікробіом ротової порожнини, а дієта, багата нітратами (така як середземноморська дієта та дієта «Дієтичні підходи до зупинки гіпертонії»), сприяє бактеріям, пов’язаним з хорошими когнітивними результатами.

Користувачі iPhone можуть звільнити до 7 ГБ пам’яті, вимкнувши Apple Intelligence

З розгортанням iOS 18.3, iPadOS 18.3 і macOS 15.3 остання функція Apple на основі штучного інтелекту Apple Intelligence тепер увімкнена за замовчуванням на сумісних пристроях. Хоча цей набір інструментів штучного інтелекту забезпечує такі функції, як підсумки повідомлень, створення зображень і покращену взаємодію Siri, він також має значні вимоги до пам’яті. Офіційна документація Apple підтверджує, що Apple Intelligence споживає до 7 ГБ пам’яті на iPhone, iPad і Mac.

Ви також можете вимкнути певні функції замість того, щоб повністю вимикати їх

Для користувачів, які борються з обмеженим обсягом пам’яті, або тих, хто просто не вважає функції ШІ корисними, є можливість повністю вимкнути Apple Intelligence. Після вимкнення локальні моделі ШІ видаляються з пристрою, звільняючи зайнятий простір. Це може бути особливо корисним для користувачів iPhone, які мають справу з обмеженим обсягом пам’яті, особливо тим, хто не використовує активно створений штучним інтелектом контент або вдосконалення.

Щоб вимкнути Apple Intelligence, користувачі можуть перейти до налаштувань на iPhone або iPad або системних налаштувань на Mac і отримати доступ до розділу «Apple Intelligence & Siri». З цього моменту вимикання Apple Intelligence запропонує підтвердження, після чого система видалить ресурси, пов’язані зі штучним інтелектом. Деякі функції штучного інтелекту, як-от Інструменти для написання, Genmoji та Image Playground, більше не будуть доступні. Однак певні інструменти, як-от функція «Очищення» в програмі «Фото», можуть залишатися доступними.

Apple Intelligence наразі недоступний у материковому Китаї, і Apple не надала графік його випуску в цьому регіоні. Крім того, Apple Intelligence підтримують лише пристрої, оснащені найновішим апаратним забезпеченням Apple, наприклад iPhone 15 Pro, iPhone 16, а також iPad і Mac серії M. Користувачі, які оновилися до iOS 18.2, також повинні погодитися, щоб отримати доступ до функцій ШІ.

Для тих, хто не впевнений щодо повного вимкнення Apple Intelligence, Apple пропонує варіанти вибіркового вимкнення окремих функцій у налаштуваннях програми. Такі функції, як підсумки повідомлень у сповіщеннях і інструменти допомоги при написанні, можна вимкнути, не вимикаючи повністю пакет AI. Керуючи цими налаштуваннями, користувачі можуть адаптувати свій досвід, зберігаючи контроль над пам’яттю та функціями свого пристрою.

Вчені кажуть, що гігантська радіогалактика може вмістити 30 Чумацьких Шляхів

Гігантські радіогалактики — це космічні мегаструктури, які можуть простягатися на мільйони світлових років, роблячи їх одними з найбільших відомих об’єктів у Всесвіті. Проте, незважаючи на їхні колосальні розміри, такі галактики важко виявити. Тому кожне нове відкриття є значною подією, особливо якщо йдеться про об’єкт настільки величезний і незвичайний, як той, що нещодавно знайшли астрономи за допомогою південноафриканського радіотелескопа MeerKAT. Нова гігантська радіогалактика, яку виявили дослідники, має розмір понад 3 мільйони світлових років від одного краю до іншого, враховуючи величезні струмені гарячої плазми, які вона викидає в міжгалактичний простір. Це більш ніж у 30 разів перевищує розмір нашої галактики Чумацький Шлях.

Загадкова природа нового об’єкта

Як зазначають вчені, ця галактика має незвичайні властивості, які не піддаються простому поясненню. Саме через її загадкову природу дослідники вирішили дати їй відповідну назву — Inkathazo, що в перекладі з мов зулуської та коса означає «проблема» або «труднощі».

«Ми прозвали цю гігантську галактику ‘Inkathazo’, тому що її фізика виявилася складною для розуміння,» — пояснює перша авторка дослідження Кетлін Чарлтон, магістрантка Кейптаунського університету.

Радіогалактики вже самі по собі мають складну фізику: у їхніх центрах знаходяться надмасивні чорні діри, які поглинають матерію та викидають потужні струмені плазми, що світяться в радіодіапазоні. Якщо такі струмені сягають більше 2 мільйонів світлових років, галактику класифікують як гігантську радіогалактику (GRG). Однак навіть серед таких об’єктів Inkathazo виділяється своєю унікальністю.

«Вона не має типових характеристик більшості гігантських радіогалактик», — каже Чарлтон. «Наприклад, її струмені плазми мають незвичну форму: замість того, щоб розтягуватися рівномірно, один із них вигнутий».

Несподіване місцезнаходження

Ще однією загадкою є те, де саме розташована Inkathazo. Як повідомляють дослідники, вона знаходиться в щільному скупченні галактик, де зазвичай немає сприятливих умов для утворення таких величезних плазмових струменів.

«Це захопливе та несподіване відкриття», — зазначає співавтор дослідження Кшитідж Торат з Преторійського університету. «Виявлення гігантської радіогалактики у середовищі скупчення піднімає нові питання про роль міжгалактичних взаємодій у формуванні та еволюції таких об’єктів».

Вік і природа плазмових струменів

Щоб глибше зрозуміти особливості Inkathazo, команда дослідників створила спектральні карти віку цієї галактики за допомогою телескопа MeerKAT. Такі карти дозволяють визначити, наскільки стара плазма в різних частинах галактики, і можуть дати підказки щодо процесів, що там відбуваються. Результати виявили несподівані особливості: у деяких ділянках струменів електрони отримували загадкові енергетичні підсилення.

Науковці припускають, що це може бути наслідком взаємодії з міжгалактичним середовищем. На відміну від більшості гігантських радіогалактик, чия плазма розповсюджується у відносно порожній простір, струмені Inkathazo проходять крізь гарячі газові хмари всередині скупчення галактик. Ці зіткнення можуть пояснити, чому деякі частини плазми отримують додаткову енергію.

«Це відкриття дає нам унікальну можливість вивчати фізику гігантських радіогалактик з неймовірною деталізацією», — каже Торат. «Наші результати кидають виклик існуючим моделям і показують, що ми все ще мало знаємо про складні плазмові процеси в таких екстремальних об’єктах».

Епоха нових відкриттів гігантських радіогалактик

Гігантські радіогалактики колись вважалися рідкісними, але завдяки сучасним радіотелескопам, таким як MeerKAT, їх знаходять дедалі частіше.

«Кількість відкриттів GRG різко зросла за останні п’ять років завдяки новим потужним телескопам», — зазначає Чарлтон. «Ці дослідження розвиваються так швидко, що важко встигати за всіма новими відкриттями».

До цього більшість GRG знаходили за допомогою телескопів у Північній півкулі. Але останні відкриття демонструють, що Південна півкуля також приховує багато космічних скарбів. Зокрема, Inkathazo є однією з трьох гігантських радіогалактик, виявлених в одному секторі неба за допомогою MeerKAT. Це підтверджує, що в південних небесах може ховатися ще безліч таких об’єктів.

«Той факт, що ми знайшли три GRG, просто направивши MeerKAT на одну область неба, вказує на ймовірне існування величезної кількості невідкритих гігантських радіогалактик», — говорить співавторка дослідження Жасінта Делайз з Кейптаунського університету. «MeerKAT має неймовірні можливості і чудово підходить для подальших досліджень цих об’єктів». Дослідження було опубліковане в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

NASA відкриває прихований всесвіт надмасивних чорних дір

Поєднавши дані з телескопів NASA IRAS і NuSTAR, вчені виявили більше прихованих надмасивних чорних дір, ніж припускали попередні оцінки. Їхні результати показують, що понад третина цих чорних дір закрита щільним газом і пилом, що впливає на ріст і еволюцію галактик. Дослідження демонструє силу поєднання архівних інфрачервоних даних із сучасними рентгенівськими спостереженнями для кращого розуміння цих загадкових космічних об’єктів.

Пошук надмасивних чорних дір у космосі

Кілька телескопів NASA нещодавно допомогли вченим досліджувати небо у пошуках надмасивних чорних дір — гігантських об’єктів, які можуть бути у мільярди разів масивнішими за Сонце. Унікальність цього дослідження полягає в тому, що воно здатне виявляти як чорні діри, що приховані за густими хмарами газу та пилу, так і ті, що відкриті для спостереження. Астрономи вважають, що майже кожна велика галактика у Всесвіті має надмасивну чорну діру в центрі. Однак довести цю теорію складно, адже порахувати всі чорні діри у Всесвіті неможливо. Тому науковці аналізують менші вибірки і на їх основі оцінюють загальну кількість чорних дір. Якщо дослідники зможуть точно визначити, скільки з них приховані за хмарами газу, це допоможе краще зрозуміти їх поширеність у Всесвіті.

Більше прихованих чорних дір, ніж очікувалося

У новому дослідженні, опублікованому в Astrophysical Journal, вчені виявили, що близько 35% надмасивних чорних дір сильно закриті від спостереження — настільки, що навіть низькоенергетичне рентгенівське випромінювання не може їх проникнути. Попередні дослідження припускали, що таких чорних дір менше 15%. За теоретичними моделями формування галактик, кількість відкритих і прихованих чорних дір повинна бути приблизно однаковою. Якщо спостереження і надалі показуватимуть значно меншу частку прихованих чорних дір, це змусить вчених переглянути основні уявлення про їхню роль у розвитку галактик.

Як чорні діри можуть бути водночас темними і яскравими

Попри те, що чорні діри самі по собі невидимі (оскільки навіть світло не може уникнути їхнього тяжіння), вони можуть бути одними з найяскравіших об’єктів у Всесвіті. Коли газ наближається до чорної діри, він нагрівається до сотень тисяч градусів, створюючи величезне тертя та випромінювання, що може перевершувати світність всієї галактики. Хмари газу та пилу навколо чорної діри можуть формувати тороїдальну (бубликоподібну) структуру. Якщо цей «бублик» розташований так, що його отвір спрямований на Землю, ми бачимо яскравий диск усередині нього. Якщо ж він повернутий до нас ребром, диск прихований за газовими хмарами.

Thick Torus of Gas and Dust Surrounding a Supermassive Black Hole
У концепції цього художника зображено товстий тор газу та пилу, що оточує надмасивну чорну діру. Тор може затемнювати світло, яке генерується матеріалом, що падає в чорну діру. Спостереження за допомогою телескопів НАСА допомогли вченим ідентифікувати більше цих прихованих чорних дір. Авторство: NASA/JPL-Caltech

Використання сучасних телескопів для виявлення прихованих чорних дір

Більшість телескопів можуть легко розпізнавати «відкриті» надмасивні чорні діри, але не ті, що сховані за пиловими хмарами. Однак є виняток, який допоміг авторам цього дослідження: хмари навколо чорних дір поглинають світло від центрального джерела і випромінюють його на довших інфрачервоних хвилях. Це явище дозволяє виявити приховані чорні діри за допомогою інфрачервоних телескопів.

Поєднання інфрачервоних і рентгенівських спостережень

Телескоп NASA IRAS (Infrared Astronomical Satellite), який працював у 1983 році, виявив сотні потенційних об’єктів. Однак деякі з них виявилися не чорними дірами, а галактиками з високою швидкістю зореутворення, які також випромінюють інфрачервоне світло. Щоб підтвердити, які з об’єктів є справжніми прихованими чорними дірами, дослідники використали рентгенівський телескоп NASA NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array). Оскільки низькоенергетичні рентгенівські промені блокуються пиловими хмарами, вчені сфокусувалися на високочастотному рентгенівському випромінюванні, яке здатне проникати крізь газ і пил. Це дозволило їм точніше визначити кількість прихованих чорних дір.

Важливість дослідження для розуміння еволюції галактик

Результати дослідження допомагають зрозуміти, як чорні діри ростуть і впливають на свої галактики. Якщо чорні діри збільшуються, поглинаючи матерію, то значна їх частина повинна бути оточена щільними газовими хмарами. Нове дослідження підтверджує цю гіпотезу. Чорні діри також відіграють ключову роль у формуванні галактик, оскільки їхні викиди можуть впливати на утворення зірок. Якщо велика кількість газу потрапляє в чорну діру, вона може «відригати» його назад у вигляді потужних потоків випромінювання. Це може розсіювати газ у галактиці та сповільнювати процес утворення нових зірок.

«Якби у галактиках не було чорних дір, вони були б значно більшими», — пояснює Пошак Ганді, професор астрофізики з Університету Саутгемптона та співавтор дослідження. «Наприклад, якби у Чумацькому Шляху не було надмасивної чорної діри, в ньому могло б бути набагато більше зірок, ніж ми бачимо зараз».