НОВОСТИ НАУКИ

Астрофизика

Первая фотография черной дыры

Одним из самых сенсационных научных событий 2019 г. со всей очевидностью стало объявление о получении первого в истории фотографического изображения черной дыры — результате работы международной исследовательской группы Event Horizon Telescope. Расстояние от Земли до этого объекта в центре галактики Messier 87 (названной в честь открывшего ее французского астронома XVIII в. Шарля Мессье) составляет около 50 млн св. лет, или приблизительно 500 квинтиллионов километров. Речь идет о сверхмассивной черной дыре: ее размеры превышают размеры Солнечной системы, ее масса в 6.5 млрд раз больше массы Солнца — гигант в сравнении с черными дырами, сформировавшимися в результате коллапса звезд и имеющими массу, равную нескольким массам Солнца.

Считается, что закрепившийся в научной литературе термин «черная дыра» предложил в 1967 г. американский физик Джон Уилер, имея в виду неспособность этого объекта излучать свет. Согласно современным научным представлениям, сверхмассивные черные дыры присутствуют в центре всех крупных галактик — это подтверждается исследованиями гравитационных взаимодействий небесных тел, однако увидеть загадочные объекты до сих пор не удавалось именно из-за того, что свет не способен преодолеть гравитационное поле черной дыры. Чтобы ее сфотографировать, потребовалось создать сеть из восьми расположенных в разных точках земного шара (на Гавайских о-вах, в Аризоне, Мексике, Испании, Чили, на Южном полюсе) радиотелескопов, которые осуществляли съемку на протяжении пяти ночей в апреле 2017 г. По свидетельству одного из лидеров группы астрономов, Хейно Фальке из Университета в Неймегене (Нидерланды), обработка полученных телескопами данных для генерации изображения черной дыры стала наиболее сложным этапом исследований: для получения изображения использовали методику радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой, предполагающую очень сложную и ресурсоемкую обработку данных, и было очень важно обеспечить ее корректность. Для минимизации ошибки работу по построению изображения дублировали четыре независимые команды. И вот 10 апреля 2019 г. визуальное доказательство представлено: на снимке — огненное плазменное кольцо (аккреционный

Изображение сверхмассивной черной дыры в галактике M87 — результат компьютерной реконструкции на основе информации, полученной от системы радиотелескопов.

диск) вокруг черного жерла округлой формы, подтверждающего предсказание общей теории относительности.

Презентация общественности первой в истории фотографии черной дыры, несомненно, стала

Расположение радиотелескопов, осуществлявших в апреле 2017 г. съемку для получения изображения сверхмассивной черной дыры в галактике M87.

праздником, но научная ценность события получила полярные оценки специалистов — от прогноза присвоения Нобелевской премии астрономам за глобальные достижения в области радиоастрономических наблюдений и обработки информации до заявления об отсутствии какого-либо открытия. Со своей стороны, Хейно Фальке и его коллеги констатировали, что сюрпризов в полученном изображении, которое они назвали «картой черной дыры», действительно нет, и заявили о своих планах измерить спин черной дыры и ее магнитную поляризацию. The Astrophysical Journal Letters. 2019; 875. Doi:10.3847/2041#8213/ab0ec7

Зоология

Забота о потомстве и кормление молоком... у пауков

Китайские ученые наблюдали за пауком-скакунчиком Toxeus magnus, который имитирует своим внешним обликом муравьев, и обратили внимание на то, что в гнездах встречаются или несколько взрослых особей, или самка с детенышами. Это довольно необычно для неколониального вида. Кроме того, оказалось, что паучки первые три недели после вылупления не покидают гнезда, а их мать не приносит им никакой еды. Однако паучки росли. Более внимательные наблюдения показали, что мать вырабатывает для кормления некую питательную жидкость, которую ученые назвали «молоко». Это «молоко» содержит 2 мг/мл сахара, 5.3 мг/мл жира и 123.9 мг/мл белка. Интересно, что белка в паучьем «молоке» содержится примерно в четыре раза больше, чем в коровьем. Ученые предположили, что «молоко» может формироваться из трофических яиц. Они существуют у разных беспозвоночных, включая и пауков, но самка откладывает их обычно единовре

Взрослый паук#скакунчик T.magnus. менно, а если и продолжает «докладывать», то только до вылупления потомства. «Молоко» пауков формируется непрерывно с момента появления паучков до достижения ими подросткового возраста, что более сходно с процессом лактации у млекопитающих.

В первую неделю жизни паучков мать оставляет на внутренней поверхности гнезда капельки жидкости, выделяемые из эпигастральной борозды, а паучки их слизывают. Через неделю маленькие пауки уже просто слизывали «молоко» непосредственно с борозды, расположенной на нижней поверхности брюшка их матери. После 20 дней роста и развития паучки начинали покидать гнездо и кормиться самостоятельно и все же возвращались и продолжали пить «молоко». К 40-му дню, когда пауки становились уже почти взрослыми, кормление прекращалось. В течение следующих 20 дней пауки продолжали оставаться в гнезде на ночь. Но после наступления у пауков половой зрелости мать позволяла это только своим дочерям — сыновья были атакованы при попытке вернуться в гнездо. Возможно, так проявляется один из механизмов предотвращения близкородственного скрещивания.

При получении материнской заботы и «молока» в полном объеме 76% кладки доживает до взрослого возраста. Однако, когда ученые блокировали возможность выделения молока у самки, все вылупившиеся паучки погибли к 10-м суткам. Если же потребление молока искусственно прерывали при достижении 20-дневного возраста, но оставляли с матерью, то, несмотря на то что выживание паучков падало, выжившие не отличались по размеру от тех, что продолжали «молочное» питание. Отделение паучков от матери на 20-е сутки не только увеличивало смертность, но и негативно сказывалось на размерах выросших пауков. Также это оказывало влияние на соотношение полов выросших паучков: если обычно самок более 84% от общего числа детенышей, то в отсутствие матери их становится около 50%. Почему так происходит, пока непонятно. Но известно, что репродуктивный потенциал популяции также зависит от количества особей того пола, который вносит наибольший вклад в заботу о потомстве. Несомненно, что у Toxeus magnus вклад самки в развитие и рост потомства намного больше, чем у самца, т.е. сдвиг в сторону преобладания самок в популяции оптимален для репродуктивного успеха данного вида.

Авторы работы, опубликованной в Science, предполагают, что их открытие приведет к некоторому пересмотру возникновения и распространенности лактации в животном мире. Science. 2018; 362(6418): 1052–1055. Doi:10.1126/science.aat3692