THE SPACEWAY

14 июля 2015 года космический аппарат NASA "Новые горизонты" совершил исторический пролет мимо системы Плутона, передав на Землю детальные изображения карликовой планеты и ее крупнейшего спутника Харона.

Далекий и холодный Харон, названный в честь мифического перевозчика душ умерших через реку Стикс, оказался не менее интересным объектом, чем сам Плутон.

Красное пятно Мордор

Первое, что бросается в глаза при изучении снимков Харона — огромное красно-коричневое пятно, покрывающее львиную долю северной полярной области. Эта особенность, получившая название "Пятно Мордор" (лат. Mordor Macula), отсылает нас к мрачным землям из эпического романа Дж. Р. Р. Толкина "Властелин колец".

Загадочная область сформировалась благодаря экстремальным температурным условиям, царящим в столь удаленном от светила регионе Солнечной системы.

Когда на северном полюсе Харона наступает зима (которая длится более 100 лет), температура поверхности падает до -258°C. В таких условиях молекулы метана и азота, захваченные Хароном из разреженной атмосферы Плутона, замерзают и оседают на поверхности спутника. С приходом лета температура повышается до -213°C, летучие газы испаряются, но под ними остается слой тяжелых органических соединений - толинов. Под воздействием ультрафиолетового излучения со стороны Солнца эти вещества приобретают характерный красновато-коричневый оттенок.

Каньоны глубже земных

Поверхность Харона испещрена системой гигантских каньонов и разломов, протянувшихся на сотни километров.

Некоторые из них достигают глубины 7-9 километров, что существенно глубже знаменитого Большого каньона (Гранд-Каньона) на Земле, максимальная глубина которого "всего" 1,8 километра.

Эти структуры появились в результате естественного растрескивания ледяной коры, связанного с остыванием небесного тела, начавшегося миллиарды лет назад.

Кратеры из страны Оз

Зонд "Новые горизонты" позволил идентифицировать на поверхности Харона множество ударных кратеров разного возраста и размера. Все они были названы в честь персонажей и мест из произведений о вымышленных мирах.

Самый крупный — кратер Дороти диаметром около 100 километров, названный в честь главной героини "Волшебника страны Оз".

Рядом расположены кратеры поменьше: Пиркс (в честь капитана Пиркса из цикла рассказов Станислава Лема), Насреддин (фольклорный персонаж мусульманского Востока и некоторых народов Средиземноморья и Балкан), Немо (в честь капитана Немо из произведений Жюля Верна) и другие.

Двойная планета

Средний диаметр Харона составляет 1 214 километров — это почти половина диаметра самого Плутона (2 377 километров). Из-за столь необычного соотношения размеров систему Плутон-Харон иногда называют двойной карликовой планетой. Оба тела находятся в приливном захвате и всегда повернуты друг к другу одной стороной, вращаясь вокруг общего центра масс, который находится вне Плутона.

Поверхность Харона состоит преимущественно из водяного льда, что делает его заметно светлее Плутона. Именно контраст между серо-белой ледяной поверхностью и красно-коричневым полярным регионом обеспечивает столь необычный облик спутника на цветных изображениях.

Снимки, переданные "Новыми горизонтами" более 10 лет назад, остаются единственными детальными изображениями Харона (да и системы Плутона в целом). Космический аппарат остается действующим, продолжая свое путешествие в "глубины" пояса Койпера.

Читайте также:

• 10 удивительных фактов о Хароне, спутнике Плутона.

• Космический телескоп «Джеймс Уэбб» раскрывает тайны Харона.

• Плутон без фильтров: что скрывается за красочными снимками NASA.

Пожалуй, каждый школьник, нахватавшись плохих оценок, слышал от родных и близких подобные слова поддержки:

"Да не расстраивайся ты. Эйнштейн вообще был двоечником!"

Так родители утешают детей, учителя мотивируют отстающих, а в интернете плодятся мемы про "двоечника, перевернувшего науку".

Но тут есть загвоздка: это абсолютная ложь. Эйнштейн не был двоечником. Напротив, он был одним из самых усидчивых, внимательных и умных детей во всей школе.

Откуда же взялся этот устойчивый миф, в который по сей день верят миллионы людей?

Четыре факта, исказивших историю

Молчаливый гений

Маленький Альберт поздно заговорил — до трех лет он молчал, предпочитая наблюдать за миром. Родители Герман и Паулина даже подозревали, что у них растет умственно отсталый наследник.

Но когда мальчик наконец открыл рот, то он сразу стал формулировать целые предложения. Просто до этого его мозг был занят более важными вещами, чем генерация детского лепета.

Путаница с оценками

В швейцарской школе Арау, где учился Эйнштейн, в то время действовала оценочная система, в корне отличавшаяся от той, к которой привыкли мы с вами. Там высшим баллом была единица, а не пятерка.

Поэтому, когда люди слышали, что у Эйнштейна были сплошные "единицы" по математике и физике, они воспринимали его как ни на что неспособного неуча. По факту же это были замечательные оценки — максимально возможные в той системе.

Конфликт с посредственностью

У Эйнштейна были сложные отношения с некоторыми преподавателями, и дело было не в его неуспеваемости. Наоборот — он все схватывал на лету и быстро разбирался в любой теме, но презрительно относился к педагогам, которые допускали ошибки или говорили глупости.

В порыве гнева один из учителей даже сказал, что Альберт "никогда ничего не достигнет". Ирония судьбы в том, что едва ли кто-нибудь вспомнит имя этого преподавателя, а вот Эйнштейн стал символом человеческой гениальности.

Провал... по французскому

Эйнштейн не смог поступить в Федеральную политехническую школу Цюриха с первого раза. Но завалил он не физику или математику — по этим предметам у него были как всегда блестящие результаты.

Проблемы возникли с гуманитарными дисциплинами, особенно с французским языком, который не был для него родным. Будущий ученый просто не желал тратить время на изучение того, что его не увлекало, предпочитая заниматься физикой, с которой уже тогда планировал связать свою жизнь.

Реальный Эйнштейн: гений, а не отстающий

• В 12 лет Альберт самостоятельно изучил Евклидову геометрию, которую обычно проходят в старших классах.

• В 15 лет будущий лауреат Нобелевской премии уже свободно владел дифференциальным и интегральным исчислением.

"Я никогда не делал ошибок в математике, а дифференциальное и интегральное исчисление освоил к 15 годам", — писал ученый в своем дневнике.

• В подростковом возрасте он увлекся философией Канта — произведения, над которыми ломают голову студенты университетов и их седовласые наставники.

Разве это портрет двоечника? Скорее гения, который с детства интеллектуально опережал сверстников на годы (или десятилетия).

Стоит отдать дань уважения студенту медицинского вуза Максу Талмуду, который был наставником юного Эйнштейна, познакомившим его с чудесами науки, не связанными с сухой и скучной зубрежкой, принятой в школе.

Почему миф так живуч?

Люди обожают истории из серии "из грязи да в князи". Многим хочется верить, что великие достижения доступным каждому, даже двоечнику. Легенда про "неудачника Эйнштейна" дает надежду родителям плохо успевающих детей и оправдание тем, кто не желает учиться.

Но не стоит кормить двоечников мифами! Будущее поколение нужно учить тому, что успех требует адского труда и нечеловеческого упорства.

Альберт Эйнштейн — идеальный пример того, как выдающиеся способности, помноженные на страсть к познанию и трудолюбие, привели к революционным открытиям, перевернувшим наши представления об устройстве Вселенной.

Читайте также:

• Альберт Эйнштейн: «Различие между прошлым, настоящим и будущим — всего лишь иллюзия».

• 5 удивительных и малоизвестных фактов об Альберте Эйнштейне.

• Какими были отношения между Николой Теслой и Альбертом Эйнштейном?

В 2009 году космический телескоп NASA "Чандра" запечатлел одно из самых завораживающих зрелищ в космосе — туманность, поразительно похожую на гигантскую светящуюся руку, тянущуюся к красно-оранжевому облаку.

Объект, получивший неофициальное название "Рука Бога" (официально — PSR B1509-58), находится на расстоянии около 17 000 световых лет от Земли в направлении созвездия Циркуля.

Что породило космическую руку?

Примерно 1 700 лет назад в этой области космоса произошла катастрофа — массивная звезда, достигнув конца эволюционного пути, вспыхнула сверхновой (взорвалась). Материал, разогретый до колоссальных температур, разлетелся в разные стороны, а от светила осталось лишь сверхплотное остывающее ядро — пульсар, особый тип нейтронной звезды диаметром всего около 20 километров, но с массой примерно в полтора раза превышающей массу нашего Солнца.

Этот космический маяк совершает семь оборотов в секунду, что становится причиной генерации чудовищно мощного магнитного поля на его полюсах, которое в триллион раз сильнее земного. Именно оно ответственно за создание "руки".

Механизм формирования структуры

Мощное магнитное поле пульсара работает как гигантский ускоритель частиц. Заряженные частицы, оказываясь под его властью, разгоняются до скоростей, близких к скорости света, и выбрасываются в окружающее пространство вдоль силовых линий. Эти потоки высокоэнергетических частиц взаимодействуют с остатками взорвавшейся звезды, заставляя газ светиться в рентгеновском диапазоне.

Форма "пальцев" возникает из-за неравномерного распределения вещества и особенностей магнитного поля. Синие и фиолетовые оттенки на снимке "Чандры" соответствуют рентгеновскому излучению высокой энергии, создавая иллюзию светящейся руки, простирающейся почти на 150 световых лет — это расстояние от Земли до Проксимы Центавра (ближайшая к Солнечной системе звезда), умноженное на 35,3.

PSR B1509-58 — один из самых молодых известных пульсаров. Наблюдая за ним с помощью различных инструментов, ученые получают редчайшую возможность изучать процессы, протекающие на ранних стадиях жизни нейтронных звезд.

Красное облако — сосед под влиянием

Объект, к которому тянется "рука" — это туманность RCW 89, расположенная по соседству.

Она не связана напрямую со вспышкой сверхновой, но энергия пульсара достигает и ее, заставляя газ светиться в красно-оранжевых тонах.

Читайте также:

• Исследование: сверхновые стали причиной двух массовых вымираний на Земле.

• Получено первое прямое доказательство того, что сверхновые создают черные дыры и нейтронные звезды.

• DEM L316 — сверхновые-соседи, вспыхнувшие в Большом Магеллановом Облаке.

На 504-километровом спутнике Сатурна Энцеладе бьют гейзеры — но не из горячей воды, а из ледяной. Струи взмывают на сотни километров в космос, формируя E-кольцо планеты-гиганта.

Эта активность связана с тем, что под 20-километровой ледяной корой скрывается глобальный океан. Зонд NASA «Кассини», изучавший систему окольцованного гиганта с 1 июля 2004 года до 15 сентября 2017 года, обнаружил в выбросах сложные органические молекулы, водород, соли — все, что нужно для зарождения и поддержания жизни.

Почему обнаружение водорода, самого распространенного элемента во Вселенной, так интригует? Дело в том, что его присутствие указывает на гидротермальные процессы на дне океана — там, где горячая вода взаимодействует с породами. Аналогичное есть и на дне земных океанов — гидротермальные источники "черные курильщики", которые являются "оазисами жизни", процветающей на морской глубине без доступа к солнечному свету.

Откуда энергия?

Откуда столь крошечный мир берет энергию для извержений? Приливные силы Сатурна разогревают недра спутника изнутри. Орбита Энцелада слегка вытянута, и гравитация гиганта то сжимает, то растягивает его. Эти непрерывные процессы генерируют тепло. Трение превращает лед в воду, давление — в гейзеры.

Примечательно, что гейзерная активность сконцентрирована на южном полюсе спутника, что можно объяснить более тонкой ледяной корой. Там проходят четыре гигантских разлома — "тигровые полосы". Именно из них вырываются ледяные фонтаны, питающие кольцо Сатурна и обновляющие и без того белоснежную поверхность Энцелада.

Миссия будущего

Вне всяких сомнений Энцелад — один из главных кандидатов на роль дома для внеземной жизни. И для проверки этого нам даже не нужно бурить — океан сам великодушно выплескивается в космос.

Европейское космическое агентство (ESA) планирует организацию масштабной миссии к Энцеладу, подразумевающей не только отправку орбитального аппарата, но и спускаемого модуля, который совершит посадку на южный полюс для сбора образцов выбросов непосредственно у источника.

Если под льдами Энцелада действительно существует жизнь, мы можем найти ее доказательства уже в ближайшие десятилетия. А если мы не найдем там жизнь? Тогда мы будем искать ответ на вопрос, почему в идеальных условиях она не появилась.

Интересное по теме:

• «Кассини» нашел сложную органику в океане Энцелада.

• В океане Энцелада найден крайне необходимый для зарождения жизни элемент.

• Почему мы мечтаем открыть внеземную жизнь на Энцеладе?

За красивым названием "Восточная изумрудная элизия" (лат. Elysia chlorotica) скрывается морской слизень, обитающий у восточного побережья Северной Америки. Это создание выглядит скорее как плоский лист, чем как моллюск. А его необычный цвет является результатом одного из самых удивительных биологических "ограблений" в природе.

Elysia chlorotica питается нитчатыми желто-зелеными водорослями Vaucheria litorea. Но в отличие от обычных травоядных, слизень не просто переваривает пищу — он "ворует" у нее органеллы, отвечающие за фотосинтез. Хлоропласты из клеток водоросли встраиваются в клетки пищеварительной системы слизня и продолжают полноценно работать там месяцами.

Как работает биологическая кража

Хлоропласты не могут функционировать самостоятельно — им нужны сигналы от ядра клетки растения, которое содержит критически важные гены. Но эволюция вручила слизню решение этой проблемы: моллюск ворует не только хлоропласты, но и часть генетического кода водоросли.

Для успешного встраивания генов водоросли в геном Elysia chlorotica используется горизонтальный перенос генов. Это явление, когда генетический материал передается между организмами не через размножение, а напрямую — редкость для многоклеточных животных, но обычное дело для бактерий.

Благодаря этим украденным генам слизень начинает производить белки, необходимые для обеспечения работы хлоропластов. То есть животное научилось управлять растительной органеллой столь же качественно, как родительское растение.

Когда молодой слизень впервые съедает водоросль и "заражается" хлоропластами, он может обходиться без пищи до 10 месяцев — при условии доступа к солнечному свету. Хлоропласты используют энергию света для преобразования углекислого газа и воды в органические вещества, которые и идут на корм слизню.

Важно понимать, что это не симбиоз, когда два организма мирно сосуществуют на взаимовыгодных условиях. Это клептопластия — буквально "кража пластов" (в данном случае хлоропластов). Водоросль погибает, но ее органеллы продолжают какое-то время выполнять свои функции в теле нового хозяина.

Elysia chlorotica ставит под сомнение четкое разделение между животными и растениями. Да, перед нами, определенно, животное с пищеварительной и нервной системами, способное свободно передвигаться. Но при этом оно фотосинтезирует как растение и располагает растительными генами в своем геноме.

Эволюция — гораздо более творческая и гибкая штука, чем принято считать.

Читайте также:

• Сколько массовых вымираний было на Земле?

• Исследование: сверхновые стали причиной двух массовых вымираний на Земле.

• 7 доисторических морских животных, которые дожили до наших дней.

Стоит бросить щепотку соли в воду, и она растворится за секунды. Но если капнуть масло — оно останется плавать. Почему вода ведет себя так избирательно? Секрет в полярности.

Молекула воды (H2O) — это крошечный "магнит". Кислород тянет электроны на себя сильнее, чем водород, поэтому у него появляется легкий отрицательный заряд, а у двух атомов водорода — положительный. Получается "электрический перекос": одна часть молекулы отрицательная, другая — положительная.

Эта асимметрия позволяет воде взаимодействовать с ионными соединениями и полярными молекулами — противоположно заряженные части молекулы воды притягиваются к разным ионам вещества, разрушая его структуру.

Как вода "ломает" соль

Соль (NaCl) — это соединение с кристаллической решеткой (ионной решеткой кубической формы) из положительного натрия (Na⁺) и отрицательного хлора (Cl⁻). Как только соль попадает в воду, сразу же запускается реакция:

• Отрицательная часть молекул воды (кислород) притягивается к Na⁺;

• Положительная часть (атомы водорода) — к Cl⁻;

• Решетка разрушается, ионы растаскиваются в разные стороны.

Молекулы воды буквально отрывают ионы друг от друга и формируют вокруг каждого гидратную оболочку — слой из нескольких молекул воды, повернутых к иону противоположно заряженной частью, что препятствует их воссоединению. Так разрушается кристаллическая решетка, и ионы равномерно распределяются в объеме раствора.

Схожим образом вода связывается с полярными молекулами вроде сахаров, спиртов и кислот, образуя водородные связи.

Почему масло не растворяется?

Молекулы жиров и масел неполярные, так как состоят из длинных углеводородных цепей, где электроны распределены равномерно (отсутствуют заряженные участки). А вода, являющаяся полярной, не способна взаимодействовать с такой электрически нейтральной структурой, потому что ей просто не за что "зацепиться".

Когда масло попадает в воду, то молекулы воды "игнорируют" его, продолжая образовывать водородные связи между собой. Масло быстро вытесняется и собирается в капли на поверхности. В природе существует четкое правило: полярное растворяет полярное, неполярное растворяет неполярное.

Именно поэтому для удаления жирных загрязнений используют моющие средства — они содержат молекулы с двойной природой (амфифильные), которые могут одновременно взаимодействовать и с водой, и с жирами. У таких молекул одна часть (гидрофильная "голова") полярная и любит воду, а другая (гидрофобный "хвост") неполярная и притягивается к жирам. Когда моющее средство попадает в воду с маслом, его молекулы окружают жировые капли хвостами внутрь, а головами наружу — образуются мицеллы.

Таким образом капли жира обзаводятся полярными оболочками, позволяющими воде их "схватывать" и смывать.

Читайте также:

• Пять удивительных фактов о воде.

• Почему стекло прозрачное? Простое научное объяснение.

• Почему лед скользкий?