Ушедший год подарил нам ряд удивительных открытий и космических загадок: первую комету, прилетевшую из-за пределов Солнечной системы, первый снимок сверхмассивной черной дыры, метан на Марсе. Ученые и общественность горячо обсуждали проблемы климата и экологии, а заявление российского биолога о намерении отредактировать геном человеческих эмбрионов вызвало в научной среде сильную озабоченность. Что нового об окружающем мире мы узнали в 2019-м — в подборке ниже.

Комета имени Борисова

Утром 30 августа 2019 года сотрудник Крымской астрономической станции ГАИШ МГУ Геннадий Борисов сделал снимки кометы на телескопе собственной сборки и отправил их в международный Центр малых планет. Выяснилось, что небесное тело движется по орбите с очень большим эксцентриситетом, фактически по гиперболе. Такое возможно, если на него воздействуют какие-то непонятные факторы, например негравитационные, или оно прилетело из-за пределов Солнечной системы. Подтвердилась вторая версия.
Объект получил название 2I/Borisov, где I означает "межзвездный" (interstellar), а 2 — второй по счету. Первым стал астероид 1I/Оумуамуа, открытый в 2017 году. Сейчас он покидает Солнечную систему.

2I/Borisov — это первая межзвездная комета, обнаруженная учеными. Ее родительскую звезду пока не определили. Удивительно, однако, то, насколько эта гостья оказалась похожей на ледяные тела Солнечной системы. Диаметр ядра не более километра, в составе комы есть водяной лед, простейшие углеводороды, суперлетучие молекулы CO и CO2. Движется со скоростью 30 километров в секунду.

С октября космический телескоп "Хаббл" передает очень четкие снимки 2I/Borisov, где различимо нечто вроде джета — выброса газа из активной поверхности ядра. Комета Борисова прошла на минимальном расстоянии от Земли — примерно две астрономические единицы, то есть в два раза больше, чем от нас до Солнца.

Тень черной дыры

В апреле две сотни ученых из коллаборации Телескопа горизонта событий, объединяющего радиотелескопы в единую мировую сеть, опубликовали первые снимки черной дыры в центре галактики M 87. Она в шесть миллиардов раз тяжелее Солнца.

Черные дыры — это очень компактные объекты с колоссальной массой. Их мощное поле тяготения искажает пространство-время и разогревает окружающую материю, заставляя ее ярко светиться. При этом сама черная дыра скрыта тенью, создаваемой горизонтом событий — условной орбитой, откуда не выходит ни один фотон.

Эти снимки помогут ученым лучше разглядеть структуру окрестностей черной дыры и сравнить ее с компьютерными моделями.


Изображение черной дыры центра галактики M 87, полученное с помощью телескопа Event Horizon
Вопрос жизни

Марс — одна из самых изученных планет Солнечной системы. Прямо сейчас на ее орбите и поверхности работают несколько аппаратов. Ученые точно знают, что планета необитаема: бескислородная атмосфера, отсутствие воды, слишком большие перепады температур. Поэтому первые сообщения о регистрации метана вызвали большой интерес.

Метан — это простейшее органическое соединение, один из вероятных первокирпичиков жизни. На Земле более 90 процентов этого газа производят живые существа. Откуда он на Красной планете? Может быть, под ее поверхностью есть микробная жизнь?

В 2018 году научная группа NASA, проанализировав данные спектрометра на марсоходе Curiosity, подтвердила свои более ранние результаты: на Марсе в районе кратера Гейла эпизодически, возможно, сезонно, происходят выбросы метана. Однако газ не накапливается, а быстро разрушается в результате какого-то непонятного механизма.

В апреле 2019-го ученые из России и ЕС, обработав измерения метана на марсианском спутнике TGO, опровергли выводы американцев: на Марсе метан если и есть, то не более 50 частей на триллион — ничтожные следы, выявить которые способны только суперчувствительные приборы.

В июне NASA выпустило пресс-релиз о том, что Curiosity увидел новый выброс метана — в три раза больше, чем прошлый. Российско-европейская группа TGO в ноябре снова все это опровергла. Чем закончится этот драматический спор, узнаем в следующем году.

Вселенной сделают рентген

В июле Россия запустила на орбиту научную космическую обсерваторию "Спектр-РГ" (рентген-гамма). Ее задача — наблюдение всего неба в рентгеновском и гамма-диапазонах длин волн. Сейчас аппарат находится в точке Лагранжа L2 за орбитой Луны. Оба его телескопа — российский АРТ-ХС и европейский eROSITA — проходят калибровку, после чего их данные будут доступны научному сообществу.

Тестовые снимки, переданные "Спектр-РГ", полностью оправдали возлагаемые на него надежды. Теперь можно с беспрецедентной детальностью изучить хребет Галактики, ее центральную часть, яркие скопления галактик, открыть совершенно новые объекты, например квазары и черные дыры, наблюдать реликтовые акустические волны во Вселенной.

"Спектр-РГ" — второй исследовательский аппарат из серии запланированных в начале XXI века. Первым стал радиотелескоп "Спектр-Р", или "Радиоастрон", успешно работавший на орбите до февраля этого года. Следом ученые готовят обсерватории "Спектр-УФ" (ультрафиолетовое зондирование) и "Спектр-М", или "Миллиметрон" (обзор в миллиметровом диапазоне).

Квантовый обгон

Идея использовать квантовые состояния для резкого увеличения скорости вычислений возникла в середине прошлого века, но только в наше время ученые убедились в ее реализуемости. Компьютер нового поколения называется квантовым. Носителем информации в нем выступает кубит, роль которого играет искусственный атом.

Самым перспективным считается квантовый компьютер, манипулирующий кубитами из сверхпроводящих материалов. Именно на таком прототипе из 53 кубитов в октябре ученые из Калифорнийского университета и компании Google продемонстрировали квантовое превосходство — способность компьютера за секунды решать задачи, на которые у классического аналога уйдут тысячи лет. Это серьезная заявка на лидерство в квантовой гонке.

Публикации в Nature предшествовали утечка информации в СМИ и обнародование черновика статьи на сайте NASA. Тогда в Google отказались это комментировать, а документ исчез из открытого доступа.

После официального сообщения конкурент Google в области квантовый вычислений, корпорация IBM, заявил, что квантовое превосходство на самом деле не было достигнуто, поскольку выбранная для примера задача может быть решена классическим компьютером за 2,5 дня. Однако научное сообщество склонно доверять Google, точнее, руководителю проекта Джону Мартинесу.

Той же осенью российские ученые продемонстрировали квантовый симулятор на двух сверхпроводящих кубитах, способный выполнять алгоритм Гровера — поиск по базе данных с помощью оракула. Процессоры для него создают в технологическом центре НОЦ "Функциональные микро/наносистемы" МГТУ имени Н. Э. Баумана при участии ВНИИА имени Н. Л. Духова. Эти очень совершенные, стабильные и добротные устройства позволили России присоединиться к квантовой гонке.

Казус Ребрикова

В ноябре прошлого года распространилась информация о том, что в Китае у родителей, один из которых ВИЧ-положительный, на свет появились близнецы с иммунитетом к этой болезни. Им отредактировали геном на стадии эмбрионов, а затем подсадили в матку. Об этом эксперименте западным СМИ рассказал генетик Хэ Цзянькуй из Южного университета науки и технологий Китая, проводивший эту рискованную и засекреченную операцию.

В этом году российский исследователь Денис Ребриков, представляющий РНИМУ имени Н. И. Пирогова и НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии имени В. И. Кулакова, выразил намерение повторить эксперимент.

В интервью РИА Новости ученый сообщил, что будет, как и Хэ Цзянькуй, редактировать ген CCR5 с помощью геномного редактора CRISPR-Cas9. Если китаец просто вырезал участок ДНК, Ребриков с коллегами хочет его слегка подправить, чтобы он вырабатывал неопасную версию белкового рецептора, позволяющего вирусу проникать в клетку.

В интервью Nature Ребриков заявил, что собирается до конца года имплантировать в матку женщины отредактированные эмбрионы. Позже он утверждал, что речь идет не о ВИЧ, а об исправлении наследственной глухоты. Однако против эксперимента выступили Медико-генетический научный центр, Минздрав и органы, выдающие разрешение на использование подобных технологий.

Океан наступает

Межправительственная группа экспертов по изменению климата при ООН (IPCC) 25 сентября опубликовала доклад о состоянии Мирового океана и криосферы. Один из главных вопросов: когда и с какой скоростью растает ледяной щит, покрывающий Антарктиду.

Пока давать оценки затруднительно из-за недостатка данных, объяснили РИА Новости российские ученые, участвовавшие в подготовке доклада. Но в принципе разрушение антарктических льдов вероятно. Негативные изменения особенно заметны в западной части континента. Неясно, обратимы ли они.

В семь раза быстрее, чем в 1990-х, тают ледники Гренландии. Эту информацию озвучили в декабре в Мадриде на очередных переговорах ООН по климату. Такую скорость не предсказывали модели, представленные в отчетах IPCC. Если она сохранится, то к концу века уровень Мирового океана поднимется на семь сантиметров выше, чем ожидалось, — всего на 67 сантиметров. Это поставит под угрозу судьбу сотен миллионов людей, живущих вдоль береговой линии, некоторые островные государства полностью уйдут под воду.

Сокращается и большинство горных ледников, за исключением аномалии Каракорум в высокогорной Азии. Сильнейшее потепление испытывает Арктика, где который год наблюдается рекордное таяние морских льдов. Заметно глобальное таяние многолетних мерзлых пород (вечной мерзлоты). В январской статье в Nature Communications международная группа ученых, в том числе из России, констатировала: температура мерзлых грунтов растет. Если вечная мерзлота растает, это еще больше усилит парниковый эффект на планете.

Таяние криосферы не только повышает уровень Мирового океана, но и приводит к более частым штормам, ураганам разрушительной силы, обрушению береговой линии, ранним паводкам, пожарам, волнам тепла и блокирующим явлениям в атмосфере — вроде того, что наблюдается сейчас над европейской частью России, из-за чего здесь в декабре нет морозов и снега.

Неудивительно, что на фоне таких тревожных новостей кампания шведской экологической активистки Греты Тунберг, призывающей к немедленным действиям против глобального потепления, получила мировой резонанс. Журнала "Тайм" назвал 16-летнюю девочку "Человеком года — 2019".Источник: РИА "Новости"