Топ-6 научных открытий 2021 года

Внегалактическая планета

Неподалеку от рентгеновской двойной звезды в спиральной галактике Водоворот примерно в 28 миллионах световых лет от Земли может находиться первая известная планета за пределами Млечного пути.

Традиционные способы поиска экзопланет на таких расстояниях не срабатывают.
Поэтому ученые сосредоточили свое внимание на двойных рентгеновских звездах. Обычно в такой системе одна из звезд коллапсировала в нейтронную звезду, которая постоянно вытягивает материю из соседней обычной звезды. В результате появляются очень мощные вспышки в рентгеновском диапазоне, хорошо видимые даже в далеких галактиках.

Если перед такой системой будет проходить планета, то она будет временно блокировать рентгеновские лучи, тем самым выдав астрономам свое присутствие.

Однако многие ученые скептически отнеслись к данному исследованию. Чтобы действительно обнаружить планету таким образом, должно совпасть слишком уж много факторов: планета должна пересечь двойную рентгеновскую звезду в точности тогда, когда ее орбита будет на одной прямой с точкой обзора с Земли.

Но если подобных внегалактических планет во вселенной много, то ученым не просто невероятно повезло. Они что-то нашли потому, что было что найти.

Теперь, чтобы подтвердить их теорию, дело за малым — найти хотя бы еще одну подобную планету.

Спиральная галактика «Водоворот», которая может быть домом для первой планеты, обнаруженной за пределами Млечного пути

Прибытие человека в Америку

Ранее считалось, что первые люди добрались до Северной Америки через Берингов перешеек 26 500 — 19 000 лет назад, и поселились в Арктике, так как ледяные щиты Канады не позволили им пройти дальше на юг. По этой теории человек смог попасть вглубь континента только когда льды растаяли, то есть 16 000 — 13 500 лет назад.

Однако согласно новым исследованиям люди оказались на территории Северной Америки гораздо раньше.

В национальном парке Уайт-Сэндс (Нью-Мексико) были найдены окаменевшие отпечатки человеческих ног, чей возраст составляет около 23 тысяч лет.

Единственным доказательством того, что люди могли появиться в этих местах раньше, были найденные в мексиканской пещере каменные инструменты. Рядом с заостренными камнями лежали кости животных, по которым и смогли определить возраст слоя в 32 тысячи лет.

Но эти измерения нельзя посчитать надежными, так как инструменты могли перемещаться из слоя в слой. Тогда как отпечатки остаются на месте. И если возраст следов подтвердится, это будет означать, что люди бродили по территории южной части Северной Америки уже в разгар последней ледниковой эпохи.

Эти следы человеческих ног могут стать свидетельством того, что люди были в Северной Америке уже во время последнего ледникового периода

Непослушные мюоны

Ничто не воодушевляет физиков больше, чем доказательство существования новой частицы.

Ученые из Национальной ускорительной лаборатория им. Энрико Ферми (Fermilab) нашли признаки существования миниатюрной субатомной частицы, которая вызывает колебания мюона. Физики полагают, что на мюон влияет тип материи и энергии, который совершенно неизвестен науке.

Мюон очень похож на всем известный электрон, только он в 200 раз тяжелее и радиоактивно нестабилен. За миллионные доли секунды мюоны распадаются на электроны и нейтрино. У мюонов есть одно любопытное свойство — при попадании в магнитное поле они начинают раскачиваться.

В проведенном исследовании ученые отправили миллиарды мюонов кружить вокруг гигантского сверхпроводящего магнитного кольца и обнаружили, что мюон колеблется гораздо сильнее, чем должен был согласно теоретическим расчетам.

Такое странное поведение может объясняться существованием скрытых частиц, которые не учитывались Стандартной моделью, лучшей теоретической моделью субатомного мира, не менявшейся на протяжении 50 лет.

Ученые из лаборатории Ферми присвоили отклонениям показатель 4.2 сигма. Это крайне близко к пороговому значению в 5 сигм, по достижении которого физики элементарных частиц объявляют о значительном открытии. Если показатель равен 5 сигмам, то это значит, что вероятность случайного результата составляет 1 из 3,5 миллиона.

Однако исследователям понадобится больше данных, чтобы с полной уверенностью заявить об открытии новой частицы. И только после окончательного подтверждения открытия можно будет говорить о том, что Стандартную модель необходимо уточнить.

Лаборатория FERMILAB, где проводился эксперимент с мюонами

Антизвездная ночь

Возможно, ученые обнаружили звезды, которые созданы из антивещества.

Антивещество отличается от обычной материи только тем, что обладает противоположным зарядом. А значит, если частицы антивещества и материи встретятся, то они взаимно аннигилируются со всплеском энергии.

Ученые предполагают, что после рождения Вселенной вещества и антивещества было примерно поровну. Но потом по каким-то причинам антивещество практически исчезло, и мы живем в мире, состоящим из обычной материи.

В 2018 году работающий на МКС Альфа-магнитный спектрометр (AMS) обнаружил присутствие ядер антигелия в космосе. Тогда было выдвинуто предположение, что они могли выбрасываться целыми звездами, состоящими из антивещества.

Существование таких звезд пока известно только в теории. Отличить их от обычных сложно, поскольку антивещество излучает так же, как и обычное вещество. Но когда подобная звезда притянет к себе положительно заряженные частицы, они аннигилируют с выбросом дополнительной энергии.

Группа ученых на протяжении десяти лет изучала данные, полученные с помощью космического гамма-телескопа Fermi. Они смогли обнаружить 14 источников света с избытком гамма-фотонов в том энергетическом спектре, который возможен при аннигиляции вещества и антивещества. Именно такой процесс может происходить на поверхности антизвезд.

Ученым еще нужно доказать, что обнаруженные ими источники гамма-излучения не связаны с пульсарами и черными дырами.

Однако если им это удастся, то это станет станет серьезным ударом по стандартной космологической модели, согласно которой почти все антивещество Вселенной уничтожено очень давно.

Четырнадцать звездных источников гамма-лучей на карте Млечного пути, которые могут брать начало от звезд, созданных из антивещества

Космическая дуга

Ученые обнаружили гигантскую дугу из галактик длиной более 3 миллиардов световых лет, что занимает практически 15% радиуса всей видимой вселенной.

Такое открытие противоречит основной космологической модели, согласно которой вещество во вселенной на больших расстояниях распределяется равнозначно. То есть каждый наблюдатель в один и тот же момент времени, невзирая от выбора места и направления наблюдения, увидит во Вселенной в целом одну и ту же картину.

Гигантскую дугу заметили в рамках проекта Sloan Digital Sky Survey. Команда астрономов изучила около 40 тысяч квазаров, ранее зарегистрированных телескопом проекта.

Квазары представляют собой одни из самых ярких объектов во вселенной.
Считается, что квазары — это активные ядра далеких галактик, в которых находятся сверхмассивные черные дыры. Когда свет квазара проходит сквозь галактики, он меняет свой спектр, что позволяет их рассмотреть. Такие изменения и обнаружили ученые, когда увидели в гало квазара ионы магния. Это позволило сделать вывод о существовании симметричной дуги галактик на расстоянии 9.2 миллиардов световых лет от Земли.

Невооруженным глазом эту структуру не разглядеть, но она занимает на небе пространство примерно в 20 раз шире полной луны.

Однако все же существование этой дуги остается недоказанным. Некоторые скептики утверждают, что дуга может быть только артефактом, появившимся из-за склонности человека находить какие-то шаблоны и закономерности там, где их на самом деле нет.

Гигантская дуга галактик в центре изображения похожа на «смайлик»

Древнейшие ископаемые животные?

Канадские палеонтологи обнаружили окаменелости крошечных трубочек в древних рифах, возраст которых составляет 890 миллионов лет. И сделали предположение, что это — остатки древних морских губок.

Считается, что многоклеточные организмы, которых можно с уверенностью отнести к животным, появились на земле в последнем геологическом периоде протерозоя примерно 635 миллионов лет тому назад.

Но если открытие канадских ученых подтвердится, это сдвинет время зарождения животных на сотни миллионов лет ранее.

Некоторые ученые считают не доказанным, что обнаруженные ископаемые являются губками. Они указывают на то, что в окаменелостях не найдены минерализованные части скелета, характерные для морских губок, и что многие другие организмы могут создавать сходные по виду трубки.

Увеличенное микроскопом изображение бледных, червеобразных окаменелостей, которые могут принадлежать древним морским губкам

Конечно, эти открытия еще могут быть опровергнуты новыми полученными данными. Но если они подтвердятся — современной науке придется пересмотреть многое из того, что считалось непреложной истиной.

Читайте также:

Топ-10 самых интересных археологических открытий 2021 года

Поближе к солнцу: Tripadvisor назвал самые популярные направления 2021 года