Человека разумного не пустил в Европу густой лес

Наступление Homo sapiens на Европу остановили непроходимые джунгли. Только изменение климата проложило человеку разумному путь в эту часть света.

Скорее всего в том, что гомо сапиенс на пути в Европу сначала остановился в сегодняшнем Израиле, виноваты древние непролазные джунгли. Об этом свидетельствует анализ пыльцы из морских отложений. Homo sapiens избегал леса, так как там было труднее охотиться, чем в более южных степях. Только около 50000 лет назад, когда изменился климат, его переселение продолжилось.

Колыбель человечества была в Африке. Около 200 тысячелетий назад там сформировался гомо сапиенс. Впоследствии этот вид человека распространился по всей земле. Его главный маршрут пролегал в северном направлении по так называемому Леванту, восточному побережью и внутренним районам Средиземноморья. В северной части путь разделялся на две ветви, которые вели в Европу и в Азию. Но приход человека разумного на европейский континент сначала застопорился.

"В нынешней северной части Израиля было своего рода бутылочное горлышко".
Томас Литт (Thomas Litt) из Университета Бонна

Приблизительно 100 000 лет назад в этом узком месте, тянувшемся вдоль долины реки Иордан, застопорилась дальнейшая миграция древних людей, о чем рассказывают археологические находки. Некоторые эксперты считают, что виновником, возможно, было ухудшение климата, принесшее рост засухи.

Джунгли вместо пустыни

Представшие перед человеком разумным непроходимые джунгли и остановили его переселение Фото: © pixabay

Но после обширного бурения в Мертвом море Литт и его коллеги пришли к совершенно иному выводу. В 455-метровой скважине на морском дне ученые наткнулись на отложения пыльцы растений. Анализ этих свидетельств прошлых тысячелетий позволил сделать выводы о климате региона.

Выяснилось, что 90000-130000 лет назад гомо сапиенс встретил там не пустыни, а с джунгли, которые, видимо, простирались на территориях сегодняшней западной Сирии и Ливана и представляли собой непреодолимый барьер. Ученые предположили, что современный человек избегал этой местности, главным образом, из-за отсутствия там своей обычной пищи.

"Люди охотились за дичью как основой их существования - и находили ее, прежде всего, в степных ландшафтах". Томас Литт

Лучшие условия для охоты оказались на юге

Команда обнаружила, что южнее "бутылочного горлышка" в Израиле и Иордании было много таких открытых местностей со степными травами, кустарниками и отдельными группами деревьев. Уловия там были идеальными для охоты. В сравнении с ними, густые леса на севере казались людям значительно менее райскими

Только изменение климата проложило современному человеку путь в Европу: 50000-60000 лет назад в восточной части Средиземноморья стало намного суше. Исчез лес на севере, и степь в сегодняшних Израиле и Иордании протянулась по всей Леванте.

"С этого периода началось переселение на север, что доказывают также датированные скелеты Homo Sapiens".
Томас Литт

Источник: scinexx.de

Звезда Бетельгейзе - каннибал?

Знаменитая красная звезда Бетельгейзе вращается быстрее, чем ожидалось; возможно, она 100000 лет назад проглотила компаньона.

Астроном Дж. Крейг Уиллер (J. Craig Wheeler) из Университета штата Техас в Остине нашел доказательство того, что Бетельгейзе, яркая красная звезда, образующая правое плечо созвездия Орион, могла родиться со звездой-компаньоном, а затем проглотила свой спутник.

Уилер руководил командой студентов Университета штата Техас в Остине, Китая и Греции, впервые использовших компьютерную программу MESA для моделирования вращения Бетельгейзе.

Бетельгейзе очень загадочна. Астрономы знают, что это красный сверхгигант, массивная звезда, которая приближается к концу своей жизни и превышает свой первоначальный размер во много раз. Когда-нибудь произойдет взрыв Бетельгейзе как сверхновой, но когда - никто не знает.

"Это может быть через десять тысяч лет, или произойдет завтра вечером".
Дж. Крейг Уилер

Новый ключ к будущему Бетельгейзе дает ее вращение. Когда звезда раздувается, чтобы стать сверхгигантом, ее вращение должно замедляться.

Это похоже на классический спиннинг: когда фигурист раскрывает свои руки, он замедляется, полагает эксперт. Так же должно происходить и с вращением Бетельгейзе: ей положено при расширении замедляться, но команда Уилера этого не обнаружила: сверзгигант крутится в 150 раз быстрее, чем любая известная звезда. Уилер пояснил, что после поглощения звезда-компаньон передает угловой момент своего вращения вокруг Бетельгейзе внешней оболочке этой звезды, что увеличивает скорость вращения Бетельгейзе.

Такой снимок созвездия Орион был сделан в обсерватории Мак-Дональд 20 ноября 2016 года с помощью цифровой зеркальной фотокамеры, установленной на трехдюймовом телескопе. Сверхгигант Бетельгейзе образует ярко-оранжевое плечо охотника в верху слева
Фото: Том Монтемайор

По предположению Уиллера, исходившего из наблюдаемой скорости вращения Бетельгейзе в 15 км/сек, звезда-компаньон имела бы примерно массу Солнца.

Если Бетельгейзе проглотила звезду-компаньона, то вполне вероятно, что их взаимодействие заставит сверхгиганта выбрасывать некоторые вещества в Пространство, считает Уилер.

Это инфракрасное изображение Бетельгейзе, сделанное в 2012 орбитальным телеском Гершель, показывает две оболочки взаимодействующей материи на одной из сторон звезды
Фото: Л. Дечин / университет Левена / ЕКА

На инфракрасных снимках Бетельгейзе, сделанных в 2012 году Сарой Дечин из Университета Левена в Бельгии с помощью орбитального телескопа Гершель, видны две оболочки взаимодействующей материи на одной из сторон сверхгиганта. Существуют различные интерпретации, некоторые говорят, что головная ударная волна, созданная в атмосфере Бетельгейзе, выталкивает ее в межзвездную среду. Но с уверенностью никто утверждать что-то о происхождении этого не может.

Есть доказательства того, что на Бетельгейзе была какая-то суматоха примерно в это время, то есть 100000 лет назад, когда звезда превратилась в красный сверхгигант, считает Уиллер. Теория поглощения спутника могла бы объяснить быстрое вращение Бетельгейзе.

Уилер и его команда студентов продолжают свои исследования этой загадочной звезды. Они надеются исследовать Бетельгейзе, используя МЕСА и методику "астеросейсмологии" - поиска звуковых волн, воздействующих на поверхность звезды, чтобы разобраться, что происходит в ее глубине и лучше понять, что случилось бы, если бы Бетельгейзе съела звезду-компаньона.

Источник: phys.org

Темное прошлое Звезды Смерти

Астрономы обнаружили темное прошлое "Звезды Смерти", поедавшей планеты

Международная группа ученых, куда входили и исследователи из Чикагского университета, совершила редкое открытие планетарной системы звезды, похожей на Солнце. Особенно интригует ее необычный состав, свидетельствующий о каннибализме звезы, поглотившей несколько собственных планет.

"Это не означает, что Солнце «съест» Землю в ближайшее время. Но наше открытие указывает на то, что жестокие истории могут быть общими для планетарных систем, в том числе и нашей собственной".
Джейкоб Бин (Jacob Bean), доцент кафедры астрономии и астрофизики Чикагского университета и соавтор статьи об исследовани в Astronomy & Astrophysic.

В отличие от уничтожения "Звездой Смерти" искусственной планеты в фильме "Звездные войны", эта естественная версия может содержать сведения о том, как с течением времени эволюционируют планетные системы.

Астрономы обнаружили первую планету, вращающуюся вокруг звезды, отличной от Солнца, в 1995. С тех пор было выявлено более двух тысяч экзопланет. Среди них редко встречаются планеты, вращающиеся вокруг звезд, похожих на земное Солнце. Эти так называемые солнечные близнецы из-за своего сходства с нашим светилом являются идеальными объектами для исследования связей между звездами и их планетами.

Бин и его коллеги изучали звезду HIP68468, удаленную от Земли всего на 300 световых лет, в рамках многолетнего проекта писка планет, вращающихся вокруг солнечных близнецов. Выводы из единственной системы делать сложно, предупреждает Меган Беделл (Megan Bedell), докторант Чикагского университета, соавтор исследования и ведущий сотрудник поиска планет. Она пояснила, что команда планирует "изучить больше таких звезд, как эта, чтобы посмотреть, является ли это общим итогом процесса формирования планеты".

HIP68468, двойник Солнца, находящийся от Земли примерно в 300 световых годах, возможно, проглотил одну или несколько своих планет. Это доказали следы лития и тугоплавких элементов, недавно обнаруженные вблизи поверхности звезды
Фото: Габи Перез / Канарский институт астрофизики

Компьютерное моделирование показывает, что через миллиарды лет Меркурий упадет на солнце, говорит Дебра Фишер (Debra Fischer), профессор астрономии Йельского университета, не участвовавшая в этой работе.

"Это исследование HIP68468 является посмертным вскрытием процесса, происходящего вокруг другой звезды, похожей на наше Солнце. Открытие углубляет наше понимание эволюции планетарных систем".
Дебра Фишер

Обе планеты были обнаружены с помощью 3,6-метрового телескопа обсерватории в Ла-Силла (Чили). Группа ученых с разных континентов открыла свою первую экзопланету в 2015 году. Должно быть подтверждено недавнее открытие ими двух планет-кандидатов: супернептуна и суперземли. Их орбиты удивительно близки к центральной звезде: одна экзопланета вдвое массивне Нептуна и удалена от своей звезды примерно на расстояние Венеры от Солнца. Другая, первая суперземля, вращающаяся вокруг близнеца Солнца, втрое массивнее Земли и так близко подходит к своей звезде, что обращение вокруг нее занимает у экзопланеты всего три дня.

"Эти две планеты, скорее всего, образовались не там, где мы видим их сегодня".
Меган Беделл

Они, вероятно, мигрировали внутрь из внешней части планетарной системы. Другие планеты могли быть выброшены из системы, или их заглотила звезда-хозяйка. Состав HIP68468 указывает на историю пожирания планеты. Звезда содержит в четыре раза больше лития, чем можно было бы ожидать от такого объекта в возрасте 6 млрд лет, а также избыток тугоплавких элементов - металлов, устойчивых к нагреванию, которыми изобилуют каменистые планеты. В раскаленных недрах звезд, таких как HIP68468 и Солнце, литий с течением времени расходуется.

Планеты же его сохраняют, так как их внутренняя температура не достаточно высока, чтобы уничтожить этот элемент. В результате, когда звезда поглощает планету, литий, которого там залежи, выделяется в звездную атмосферу. Масса лития и поглощенного вещества скалистых планет в атмосфере HIP68468 эквивалентна массе шести Земель.

"Очень трудно узнать историю конкретной звезды, но время от времени нам везет находить звезды с химическим составом, который, вероятно, получился из-за падения планеты. Так было с HD68468. Химические останки одной или нескольких планет размазаны в ее атмосфере. Это как если бы мы увидели кота, сидящего рядом с птичьей клеткой. Если есть желтые перья, торчащие из кошачьего рта, - это хорошее свидетельство того, что кошка проглотила канарейку".
Дебра Фишер

Команда продолжает контролировать более 60 солнечных близнецов и ищет экзопланеты. Кроме того, Гигантский Магелланов телескоп, строящийся в Чили, будет способен обнаружить вокруг солнечных близнецов больше экзопланет, подобных Земле.

"В дополнение к поиску землеподобных планет, Гигантский Магелланов телескоп позволит астрономам изучить химический состав атмосферы звезд даже более подробно, чем мы можем сегодня. Что будет дальше, покажет история планетарных систем, которую запечатлели их родительские звезды".
Джейкоб Бин

Источник: uchicago.edu

Взаимодействие двух видов материи в мини-галактиках

Статистический анализ спиральных мини-галактик показал неожиданное взаимодействие между двумя видами материи (темной и обычной). Согласно исследованию SISSA, это невозможно объяснить с помощью стандартной модели, но исследуемые объекты могут служить "порталом" в совершенно новую физику, способную дать объяснение таким явлениям, как загадочная темная материя и еще более таинственная темная энергия.

Эти объекты напоминают такие же спиральные галактики, как наша, только их размеры в десять тысяч раз меньше. Спиральные мини-галактики изучали профессор Паоло Салуччи (SISSA) в Триесте и Екатерина Карукес, недавно получившая в SISSA докторскую степень. По их мнению, эти объекты могут оказаться порталом, ведущим нас к совершенно новой физике, за пределы общепринятой модели частиц. Это сможет объяснить тайны темной материи и темной энергии, полагает Салуччи. Впервые эти элементы были изучены статистически - методом, который может привести к стиранию «индивидуальной» изменчивости каждого объекта и показать общие характеристики класса.

"Мы изучили 36 галактик, их было достаточное количество для статистического исследования. Осуществляя это, мы нашли связь между структурой обыкновенной или светящейся материи, такой как звезды, пыль, газ, и темной материей".
Паоло Салуччи

Неожиданное взаимодействие двух видов материи (темной и обычной) в спиральных мини-галактиках

Темная материя, представляет для физиков большую загадку. Поскольку из нее не исходит электромагнитное излучение, мы не можем ее видеть, даже применяя самые сложные инструменты. Этот вид материи был обнаружен только благодаря ее гравитации. Многие предполагают: темная материя составляет 90% нашей Вселенной.

В соответствии с гипотезой, наиболее заслуживающей доверия, небарионная темная материя (WIMP) не будет взаимодействовать с обычным веществом, кроме как путем гравитации. Но с этим наблюдения Салуччи не согласуются.

Исследователи показали, что в наблюдаемых ими объектах структура темной материи имитирует своего рода видимую материю. Если для определенной массы в галактике светящееся вещество сильно уплотнено, значит, это темная материя. Аналогично, если оно шире распространено, чем в других галактиках, - это темная материя, полагает Салуччи.

"Это очень сильный эффект, который объяснить тривиальным образом с помощью стандартной модели частиц невозможно".
Паоло Салуччи

Стандартная модель является теорией физики, наиболее широко принятой научным сообществом. Она объясняет фундаментальные силы (и частицы материи), однако, в ней присутствуют некоторые сомнительные моменты, прежде всего, она не учитывает гравитационную силу. Представления о темной материи и темной энергии дают понять ученым, что существует еще один вид физики, который предстоит открыть и изучить.

"Даже в самых больших спиральных галактиках мы находим эффекты, похожие на те, которые наблюдали. Они являются сигналами, которые мы можем попытаться объяснить, выйдя за рамки общепринятой модели с помощью астрофизических процессов внутри галактик. Спиральные мини-галактики, однако, не дают простого объяснения. Эти 36 объектов - верхушка айсберга, феномена, который мы, вероятно, найдем повсюду, и это поможет нам узнать то, что мы пока увидеть не можем".
Паоло Салуччи

Источник содержания и фото: sissa.it

Раскрыта одна из тайн Солнца

Астрономы из института астрономии Гавайского университета астрономии (IfA), Бразилии и Стэнфордского университета, возможно, раскрыли давнюю тайну Солнца.

Два десятилетия назад ученые обнаружили, что внешняя часть (5 %) Солнца вращается медленнее, чем остальная. В новом исследовании, которое вскоре выйдет в Physical Review Letters, учеными IfA Maui: Яном Кенненгхемом (Ian Cunnyngham), Джеффом Куном (Jeff Kuhn), и Изабель Шолль (Isabelle Scholl) вместе с Марсело Эмилио (Marcelo Emilio) - Бразилия, и Роком Бушем (Rock Bush) - Stanford, описан физический механизм, замедляющий внешние слои Солнца.

"Солнце не перестанет вращаться в ближайшее время, но мы обнаружили, что то же солнечное излучение, которое нагревает Землю, является «торможением» Солнца (исходя из специальной теории относительности Эйнштейна) и, начиная с поверхности, заставляет его постепенно замедляться".
Научный руководитель команды Джефф Кун

Изображение Солнца, полученное прибором HMI, установленным на Solar Dynamics Observatory (НАСА). HMI представляет собой инструмент для изучения колебаний, а также магнитного поля поверхности Солнца, фотосферы и наблюдений за полным солнечным диском (разрешение 1 с.)
Фото: NASA

Солнце, обращение которого вокруг своей оси происходит со средней скоростью примерно один раз за месяц, имее не такое вращение, как, например, у твердой Земли или вращающегося диска, потому что скорость варьируется с изменением солнечной широты и расстояния слоя от центра Солнца.

Команда использовала несколько лет данные прибора HMI, установленного на Solar Dynamics Observatory (НАСА) для измерения резкого уменьшения скорости вращения Солнца в его самой крайней (150 км) части.

"Это мягкий крутящий момент, который замедляя его, оказал за все существование Солнца, продолжающееся более 5 млрд лет, очень заметное влияние на его внешний, 35000-километровый, слой".
Джефф Кун

Статья описывает, как этот фотонный эффект торможения должен сказаться на работе большинства звезд.

Это изменение вращения на поверхности Солнца влияет на крупномасштабное солнечное магнитное поле, и исследователи сейчас пытаются понять, как магнетизм, который наполняет корону Солнца и влияет на окружающую среду Земли, будет зависеть от этого торможения.

Исследование будет опубликовано в январском номере Physical Review Letters.

Источник: hawaii.edu

Газовый гигант с вихрями из рубинов и сапфиров

Признаки мощных изменений в направлении ветров были обнаружены на планете, в 16 раз превышающей Землю. От нас эта экзопланета удалена более, чем на 1000 световых лет. Впервые такие изменения погодных условий были замечены на газовом гиганте вне Солнечной системы. О результатах говорится в сообщении о новом исследовании, выполненном астрономами Университета Уорика.

Доктором Дэвидом Армстронгом и группой астрофизиков Уорвика было обнаружено, что на планету - газовый гигант HAT-P-7b - влияют значительные изменения сильных ветров, дующих по всей поверхности. Это, вероятно, приводит к штормам и серьезным катастрофам.

Открытие сделано в процессе наблюдения света, который отражался от атмосферы планеты гиганта HAT-P-7b. Были выявлены изменения этого света, показавшие, что самая яркая точка планеты смещается со своей прежней позиции.

Художественное изображение HAT-P-7b Фото: Университет Уорвика / Марк Гарлик

Этот сдвиг был вызван экваториальной струей с резко меняющейся скоростью ветра, перемещающего по всей планете огромное количество облаков. Сами облака состояли, вероятно, из корунда – минерала, который образует рубины и сапфиры.

Планета не может быть обитаемой, из-за жестоких штормовых погодных условий и неустойчивых температур. Одна сторона экзопланеты, обращеннная к звезде, гораздо горячее, чем другая: средняя температура дневной стороны на HAT-P-7 - 2860K.

"С помощью спутника Kepler (НАСА) мы смогли изучить свет, отраженный от HAT-P-7b, придя к выводу, что атмосфера меняется с течением времени. ... Мы ожидаем, что облака формируются на холодный ночной стороне планеты и быстро испаряются на горячей дневной стороне".
Д-р Дэвид Армстронг

Благодаря этому исследованию, астрофизики могут теперь начать изучение погодных процессов и выяснить, как с течением времени изменяется погода на планетах, находящихся вне Солнечной системы.

Газовый гигант HAT-P-7b, впервые зафиксированный астрономами в 2008 году, находится от нас в 320 парсеках (более 1040 световых лет). Это экзопланета, которая по размерам на 40% превышает Юпитер, причем ее масса в 500 раз больше земной. Планета вращается вокруг центральной звезды, на 50% более массивной, и вдвое большей, чем Солнце

Источник: nature.com

Вспышка звезды и экзопланеты

По мере увеличения числа открытых экзопланет, растет количество измерений их внешних атмосфер с помощью спектроскопии. Новое исследование, однако, показывает, что эти измерения могут быть подвержены влиянию со стороны центральных звезд этих планет.

Спектры экзопланет, полученные при их транзите по солнцам, могут рассказать о химическом составе атмосфер этих планет. Такие детальные спектроскопические измерения будутвыполнять еще чаще в следующем поколении миссий, например, при полетах космического телескопа Джеймса Уебба (JWST) или обсерватории PLATO.

Но обязательно ли спектр, который измеряют за короткий промежуток транзита планеты, представляет ее постоянный спектр? Команда ученых, возглавляемая Оливией Венот (Olivia Venot) - Университет Левена, Бельгия, утверждает, что нет. На спектр оказывает влияние центральная звезда планеты.

Художественное изображение экзопланеты, подвергшейся мощному воздействию вспышки своей звезды. Новое исследование предполагает, что последствия вспышки могут влиять на результаты измерений атмосферы экзопланет Фото: NASA

Команда предполагает, что вспышки звезды воздействуют на атмосферу планеты (особенно у активных M-карликов, которые обычно имеют планетарные системы). Это может изменить химический состав атмосферы и, следовательно, спектр экзопланеты, который мы измеряем.

Моделирование атмосферы

Исследователи решили проверить влияние звездных вспышек на атмосферу экзопланет с помощью моделирования атмосфер двух гипотетических планет, вращающихся вокруг звезды AD Leo - активного M-карлика и находящихся от Земли на двух разных расстояниях (приблизительно в 16 световых годах). Затем команда изучила, что произошло в атмосфере, и спектры, которые можно наблюдать после звездной вспышки, типичной для AD Leo.

Состав атмосферы планеты до воздействия вспышки (пунктирные линии), во время устойчивого состояния после воздействия вспышки (пунктирные линии), во время устойчивого состояния после второго удара вспышки (сплошные линии) Фото: Венот и др.

Авторы обнаружили, что на состав атмосферы планеты существенно влияет вспышка звезды. Внезапное увеличение входящего потока фотонов изменило химический состав некоторых молекул, таких как водород и аммиак. Это привело к изменениям в спектре, который можно будет наблюдать во время транзита планеты.

Постоянное воздействие

В дополнение к демонстрации того, что состав атмосферы планеты изменяется во время и сразу же после воздействия вспышки, Венот и ее соавторы показали, что химические изменения не временные: после вспышки атмосфера планеты не полностью возвращается в исходное состояние, а приобретает новый стабильный состав, который может значительно отличаться от бывшего до вспышки.

У планеты, которая неоднократно испытывала удары звездных вспышек, состав атмосферы никогда не бывает в устойчивом состоянии. Он постоянно изменяется под воздействием своей звезды.

Исследователи показали, что вариации планетных спектров из-за звездных вспышек будет легко обнаружить с помощью будущих миссий, таких как JWST. Поэтому астрономам нужно быть осторожнее в своих выводах об атмосферах планет по измерениям их спектров.

Источник: iopscience.iop.org