В 2024 году мир науки был свидетелем ряда значимых открытий и достижений в областях физики, астрономии, медицины и биологии, которые изменили наше понимание окружающей реальности и открыли новые горизонты для технологий и методов лечения.
Одним из ярких событий стало временное захватывание астероида «2024 PT5», который на протяжении двух месяцев оставался спутником Земли, сблизившись с ней на расстояние 4,5 миллиона километров. Этот объект, принадлежащий к группе Арджуна, был тщательно исследован с использованием компьютерного моделирования, что позволило предсказать его гравитационный захват.
Его скорость составляла 3540 километров в час, а низкая геоцентрическая энергия дала возможность астероиду временно находиться на земной орбите перед возвращением к своеобразному маршруту вокруг Солнца. Исследование подобного рода кратковременных захватов происходит несколько раз в десятилетие и помогает глубже понять как взаимодействие малых тел с Землей, так и гравитационные процессы в нашей Солнечной системе.
Кроме того, в 2024 году ученые добились значительного прогресса в технологии 3D-печати органов, что может оказать благоприятное влияние на здоровье сотен тысяч людей по всему миру. Эти достижения подчеркивают стремление науки к улучшению качества жизни и расширению нашего понимания Вселенной.
Марсоход Curiosity сделал важное открытие в регионе Гедиз-Валлис, обнаружив кристаллы чистой серы, что стало первым подобным случаем на Красной планете.
Ранее на Марсе находили только сульфаты, образования которых были связаны с испарением воды. Однако новый результат указывает на существование ранее неизвестных геологических процессов.
Кристаллы серы были выявлены в расколотом камне, и анализ с использованием инструментов марсохода показал их чистоту без примесей. Этот факт ставит под сомнение существующие теории о химической истории Марса.
Открытие произошло 30 мая, когда Curiosity случайно заехал на камень и расколол его.
Исследование региона также дало важную информацию о древних наводнениях и оползнях, которые сформировали местный ландшафт.
Обнаруженные камни содержат признаки взаимодействия с водой, а также измененные породы, известные как «гало», которые возникли под воздействием подземных вод.
Эти находки подтверждают сложные процессы, происходившие на планете миллиарды лет назад.
Ученые намерены продолжить исследования, чтобы выяснить происхождение серы и глубже понять химическую эволюцию Марса.
В ходе эксперимента группа ученых смогла передавать запутанные фотоны, чья поляризация сохраняла квантовую связь.
Эта новая технология продемонстрировала высокую устойчивость к влиянию внешней среды, включая температурные изменения и вибрации, а ее время работоспособности составляло 99,84 процента.
Система могла передавать около 20 000 запутанных пар фотонов в секунду с точностью компенсации 99 процентов, что подтверждает ее потенциал для дальнейшего развития квантовых сетей.
Исследователи также уделили особое внимание поляризационному дрейфу, вызванному изменением длины волны и времени передачи, что требовало создания системы активной компенсации.
Используемые инфракрасные фотоны были совместимы с рубидиевыми атомными системами, важными для квантовой памяти и процессоров.
Это достижение подчеркивает готовность данной технологии для интеграции в перспективный квантовый интернет, который обеспечит непревзойденную скорость и надежность передачи данных.
Важной вехой также стало создание первой алмазной батареи на основе радиоактивного углерода-14, разработанной учеными Бристольского университета и Управлением по атомной энергии Великобритании.
Обладая периодом полураспада в 5700 лет, эта батарея генерирует энергию, преобразуя электроны, связанные с процессом радиоактивного распада.
Для ее создания была использована технология плазменного осаждения, позволяющая выращивать искусственные алмазы, что открывает новые горизонты в области хранения энергии.
Углерод-14, заключенный в структуру алмаза, обеспечивает безопасность и экологическую чистоту новых батарей, исключая утечку радиации. Эти устройства могут существенно уменьшить необходимость в замене источников энергии, что делает их идеальными для медицинских приборов и использования в экстремальных условиях, таких как космос или глубокие океаны.
Новая технология обещает кардинально изменить подход к автономным источникам питания.
В то же время астрофизики из Университета Андреса Бельо и Института радиоастрономии Макса Планка смогли получить уникальное изображение звезды «WOH G64», находящейся на расстоянии 160 000 световых лет от Земли в Большом Магеллановом Облаке.
Эта красная сверхгигантская звезда, размер которой в 2000 раз превышает солнечный, находится на завершающем этапе своей жизни, выбрасывая пыль и газ перед взрывом в форме сверхновой.
Исследования проводились с использованием инструмента GRAVITY на Очень Большом Телескопе Европейской Южной Обсерватории, что позволило получить более четкие изображения звезды и зафиксировать изменения за последние десять лет.
Выяснилось, что звезда заметно потускнела, а вокруг нее формируется пылевой кокон яйцевидной формы, что противоречит ранее существовавшим моделям, предсказывающим более симметричные структуры.
Эта фотография представляет собой первое крупное изображение звезды за пределами нашей галактики, Млечного Пути. Звезда находится в Большом Магеллановом Облаке на расстоянии более 160 000 световых лет.
Яркий овал в центре изображения — это пыльный кокон, окружающий звезду. Более тусклое эллиптическое кольцо вокруг него может обозначать внутренний край пыльного тора, однако для подтверждения этой гипотезы требуется больше наблюдений.
Исследования показывают, что необычная форма кокона может быть результатом либо хаотических выпадений материала, либо воздействия неведомой звезды-соседки. Эти выводы освещают сложные процессы эволюции красных сверхгигантов и их подготовку к взрыву сверхновой.
В другом направлении, ученые раскрыли 50-летнюю тайну антигена AnWj, связанного с редкой группой крови, что привело к возникновению новой системы групп крови, названной MAL.
Антиген AnWj был впервые описан в 1972 году, но его молекулярная природа оставалась неясной. У людей с отрицательным фенотипом AnWj могут возникать серьезные иммунные реакции при переливании крови, содержащей этот антиген.
Исследования показали, что антиген AnWj переносится белком Mal, а у людей с AnWj-отрицательным фенотипом определены гомозиготные делеции в гене MAL, что блокирует его синтез.
Эксперименты подтвердили, что клетки с нормальным геном MAL реагировали на антитела AnWj, в то время как клетки с мутациями этого гена не проявили такой реакции. Это подтверждает важность белка Mal для экспрессии антигена AnWj и его связи с иммунной системой.
По данным исследования, более 99,9% людей имеют AnWj-положительный фенотип, так как их эритроциты экспрессируют белок Mal. Однако у определённой группы людей отсутствие этого белка связано с редкими генетическими вариантами.
Это обстоятельство требует особого подхода к переливанию крови, поскольку отсутствие белка может приводить к несовместимости. Открытие новой методики диагностики позволит более эффективно выявлять редких доноров с AnWj-отрицательным фенотипом, что снизит риски при «transfusion» и обеспечит более безопасное лечение для таких пациентов.
В другой части исследования, ученые из Университета Бирмингема представили новую теорию, объясняющую взаимодействие света и материи на квантовом уровне. Они впервые описали точную форму отдельного фотона.
Фотон, как частица света, испускается атомами или молекулами, и его взаимодействие с окружающей средой было ключевым объектом их исследования. Ученые сосредоточились на механизме передачи энергии и взаимодействии фотонов с источником, создав модель, которая объединяет эти процессы.
Новая модель позволяет более точно представлять фотон и его свойства, устраняя ранее существовавшие неопределенности, которые трактовались как шум. Это открытие укореняет понимание природы света и его роли в квантовых системах.
Прогресс в понимании фотонов стал возможен благодаря упрощению сложных математических расчетов, а также учету геометрии и оптических свойств среды. Эти факторы оказывают влияние на форму, цвет и вероятность существования фотона.
Это открытие подтверждает, что характеристики фотонов зависят не только от источника, но и от окружающей среды.
В другом значимом достижении, компания Gilead Sciences, Inc. представила новый препарат против ВИЧ под названием «ленакапавир», демонстрирующий почти стопроцентную эффективность. В клинических испытаниях ни одна из тысяч женщин, принимавших этот препарат, не заразилась вирусом.
«Ленакапавир» действует как ингибитор расщепления капсида — белка, который защищает вирусный генетический материал и помогает ему проникать в клетки. После попадания в клетку капсид сбрасывается, вирусный геном высвобождается, и начинается процесс репликации вируса с использованием ресурсов клетки.
Начальная терапия включает прием пероральных таблеток и инъекций, что позволяет быстро достичь необходимого уровня препарата в организме, после чего для поддержания низкого уровня вируса требуется делать инъекции каждые шесть месяцев.
Стоимость первой терапии составляет 42 250 долларов, а последующие годы — около 39 000 долларов. Несмотря на высокую цену, Gilead Sciences, Inc. планирует упростить доступ к этому препарату в будущем.
В дополнение к этому, исследователи из Университета Эмори в США открыли новый факт, который может изменить взгляды на происхождение болезни Альцгеймера, что вызвало ряд научных дискуссий.
Традиционно предполагалось, что накопление бета-амилоида в мозгу приводит к повреждениям клеток и снижению когнитивных функций. Однако новое исследование указывает на то, что амилоидные бляшки скорее являются каркасом для других белков, обладающих сигнальными функциями, способствующих разрушению клеток мозга.
Исследование охватило более 8000 белков у людей с болезнью Альцгеймера и аналогичных белков у мышей с моделированным заболеванием. В результате ученые выявили более 20 белков, которые накапливаются совместно с бета-амилоидом. Среди них «мидкин» и «плейотрофин», которые способствуют агрегации амилоида и могут быть ключевыми в патологии мозга.
Эти белки представляют собой потенциальные молекулярные мишени для разработки новых методов лечения болезни Альцгеймера. Кроме того, работа может открыть двери к новым подходам для лечения других расстройств, связанных с амилоидными накоплениями, что актуально для более чем 30 различных заболеваний, затрагивающих системы и ткани организма.
Это открытие подчеркивает сложность и многоаспектность биологических процессов, связанных с нейродегенеративными заболеваниями. Текущие исследования требуют дальнейшего изучения для понимания всех взаимосвязей, что может значительно повлиять на терапевтические стратегии.
Открытие планеты-кандидата HD 26965 b было анонсировано в 2018 году, но теперь ученые сомневаются в ее существовании.
В новом исследовании астрономы провели измерения лучевой скорости звезды HD 26965, используя эффект Доплера, что позволяет определить изменения расстояния между звездой и наблюдателем.
Если планета действительно существует, она представляет собой суперземлю на расстоянии 16 световых лет от Земли и занимает промежуточное положение по размеру между Землей и Нептуном.
Ее период вращения вокруг звезды составляет примерно 42 земных дня.
Однако при анализе света с различных длин волн, испускаемого фотосферой звезды, исследования показали, что допплеровские сдвиги были значительно различны.
Эти различия могут быть следствием конвекционных процессов в мантии звезды, а также темных и ярких участков на ее поверхности, что приводит к искажению светового сигнала и создает видимость нахождения планеты.
