Лунная пыль может быть опасна для астронавтов

Мелкая лунная пыль может быть опасна для будущих астронавтов. Как показывает исследование, она способна проникать глубоко в легкие и вызывать серьезные повреждения клеток и ДНК. Крошечные частицы с острыми краями прилипают к скафандрам и снаряжению и поэтому неизбежно втягиваются внутрь лунных баз и посадочных модулей.

Уже при первой лунной посадке астронавты Аполлона-11 сообщили о мелкой, липкой лунной пыли. Она оседала на их скафандрах, покрывая все оборудование, а затем внутреннюю часть посадочного устройства. Все двенадцать астронавтов лунных миссий страдали от симптомов, которые астронавт Аполлона 17 Харрисон Шмитт назвал «лунной сенной лихорадкой»: чихание, заложенный нос, колющее горло и слезящиеся зудящие глаза.

Космонавт Аполлона Харрисон Шмитт на Луне. Будущие астронавты должны попытаться избавиться от лунной пыли, возвращаясь к посадочному модулю Фото: © НАСА

Известно, что частицы лунного реголита значительно отличаются от земной пыли, которую со временем измельчают ветер и вода. А поскольку наш спутник не имеет атмосферы, у пылинок края остаются там острыми. Кроме того, из-за нефильтрованного излучения частицы размером от 0,5 до 10 микрометров электростатически заряжены. Это не только позволяет пылинкам «прилипать» ко всем объектам, но и, благодаря низкой гравитации, Луна долго удерживает их в подвешенном состоянии. «А потому эти частицы могут легко вдыхаться и проникать глубоко в легкие».

Наночастицы на Земле, например асбестовая пыль, как известно, способны проникать с вдыхаемым воздухом глубоко в клетки легких, которые они повреждают, вызывают их хроническое воспаление и повреждение ДНК, что в итоге приводит к раку легких.

Может ли лунная пыль оказывать аналогичное фатальное воздействие на будущих космонавтов и жителей лунных баз? «Пока мы не знаем, насколько вредна эта пыль, - объясняет Приск. Исследовательский проект ЕКА должен изучить возможный риск для здоровья будущих лунных миссий и углубить предыдущие результаты. Уже есть первое исследование, не обещающее ничего хорошего.

Частицы лунной пыли крупным планом Фото: © НАСА / АО

Для этого исследования Рейчел Кастон (Rachel Caston) из Университета Стоуни Брук в Нью-Йорке и ее коллеги исследовали влияние аналогов лунной пыли на клетки легких и мозга человека. Псевдо-лунная пыль получена из вулканического пепла и затвердевшей лавы, которые химически очень похожи на лунный реголит. Их размолотые частицы такие же маленькие и острые, как лунная пыль.

Тесты показали, что все эти пылинки сильно повреждают клетки. «Частицы вызывали гибель клеток и повреждение ДНК в клетках легких и нейронов», - сообщают Кастон и ее коллеги. При концентрациях 20 миллиграммов на 3,8 квадратных сантиметрах клеточных культур выживали только около десяти процентов клеток - неважно, происходит еще процесс деления или уже полностью закончен. Но даже при более низких концентрациях наблюдалась повышенная гибель клеток. Дальнейшие исследования показали, что смоделированная лунная пыль - подобно асбестовым волокнам и другим наночастицам - вызвала повреждение ДНК в клетках.

Но на чем основан этот разрушительный эффект? «Наблюдаемая цитотоксичность может быть вызвана как химическим, так и физическим взаимодействием», - поясняют Кастон и ее коллеги. Так, малые размеры гранул пыли увеличивают их поверхность и облегчают, например, химические реакции, вызывающие агрессивные кислородные радикалы. Причем эти частицы достаточно малы, чтобы проникнуть в клетки и непосредственно их повредить.

«Понятно, что будущие лунные астронавты должны избегать вдыхания лунной пыли», - подчеркивают исследователи. Однако этого трудно добиться, поскольку, как только космонавты выходят за пределы своих посадочных модулей или лунных баз, эта мелкая пыль прилипает к их костюмам и легко переносится вовнутрь.

Поэтому, по мнению исследователей, особенно важно продолжить изучение биологического воздействия настоящей лунной пыли на клетки и ткани человека. Только тогда можно будет оценить опасность лунного реголита для здоровья астронавтов.

Источник: scinexx.de

Предшественник уникальной супергалактики

12,4 млрд световых лет отделяет нас от обнаруженного астрономами скопления галактик. Это открытие, противоречащее предыдущим теориям ранней вселенной, сделала международная команда, возглавляемая Тимом Миллером из канадского университета Далхаузи в Галифаксе.

Астрономы заметили начальную стадию гигантского космического столпотворения - будущую уникальную концентрацию больших, молодых и чрезвычайно активных галактик. Это древнее суперслияние создало одну из крупнейших структур в известном нам космосе: массивное скопление галактик, которые удерживаются вместе темной материей и окружены облаком горячего ионизированного газа.

Группе Миллера удалось наблюдать за этой удивительно плотной концентрацией 14 галактик, используя телескоп Alma. Когда существовали эти отдаленные объекты, свет которых дошел до нас только сейчас, вселенной было всего лишь 1,4 млрд лет, что составляет примерно десятую часть ее нынешнего возраста.

Эти незаметные пятна превращаются в одну из крупнейших известных структур вселенной Фото: Alma

Отдельные звездные острова этого протокластера принадлежат к так называемым галактикам со вспышкой звёздообразования. Они создают молодые звезды в тысячу раз быстрее нашей и занимают пространство, которое примерно втрое превышает площадь Млечного Пути.

Взгляд в прошлое нашей вселенной Фото: NRAO

Предыдущие теории и модели предполагали, что такие массивные кластеры галактик требуют для развития намного больше времен.

«Поэтому для нас стало загадкой, как могло образоваться столь рано это скопление галактик, наблюдаемое в телескоп Alma».
Тим Миллер

Очевидно, что этот протокластер вопреки ожиданиям астрономов вырос в течение нескольких миллиардов лет.

«Это открытие впервые дает нам ценную возможность узнать, как из массивных галактик в экстремальной среде собираются эти скопления.
Тим Миллер

Плотное космическое массовое скопление является загадкой для астрономов Видео: ESO

Компьютерное моделирование дает некоторое представление о будущем этой огромной структуры.

«С течением времени 14 галактик уменьшат и наконец прекратят свое звездообразование, слившись в одну гигантскую галактику, окруженную ореолом других галактик и космической пыли».
Скотт Чепмен, соавтор работы

Исследователи предполагают, что этот гигант и его соседи будут тогда обладать звездной массой, размер которой составит около триллиона солнечных.

Источник: nature.com

Алмазы в метеорите с "потерянной" планеты

Обломок «потерянной» протопланеты был обнаружен Фархангом Набие из Лозаннского политехнического колледжа (EPFL) и его коллегами. Они нашли то, что искали в образце метеоритов Альмахата-Ситта. Эти фрагменты астероидов, разбившихся в Нубийской пустыне в 2008 году.

Анализ показал, что эти метеориты содержат удивительно большие кристаллы алмазов. «В нашем образце имеются даже алмазные кристаллы размером 100 микрон, которые затем были разделены графитовыми полосками», - сообщают исследователи. В алмазных гранулах они обнаружили также включения сульфидов железа, железосодержащих соединений хрома и некоторых богатых металлом фосфатов.

Однако эти кристаллы алмазов слишком велики, чтобы появиться во время удара метеорита о Землю. Обычно их величина всего лишь несколько нанометров. Поэтому для создания таких крупных алмазных гранул метеоритная порода должна была подвергаться значительно более длительному и сильному давлению - более 20 гигапаскалей. Это также исключает образование алмазов непосредственно из углеродистого газа исходного облака.

Столкновения планет «очистили» Солнечную систему Фото:. © NASA / JPL-Caltech

Возникновение метеоритных алмазов объяснили метеориты Альмахата-Ситта - так называемые уэйлиты. Эти очень редкие, довольно крупнозернистые метеориты содержат, помимо графита и алмазных гранул, преимущественно оливин и пироксен - которые должны происходить из небесного тела, уже имеющего металлическое ядро, мантию и состоящую из породы кору.

Однако такое разделение компонентов, когда более тяжелые металлы погружаются внутрь, происходит только в планетах, карликовых планетах, таких как Плутон или Церера, и в протопланетах ранней Солнечной системы. Состав уэйлита также предполагает, что его родное небесное тело разрушилось в ранний период Солнечной системы.

Алмазные кристаллы метеорита Almahata Sitta под электронным микроскопом Фото: © Nabiei и др.

Поэтому метеориты Альмахата-Ситта должны происходить из небесного тела размером с планету, миллиарды лет назад вращавшегося вокруг Солнца. Только тогда можно объяснить необычно большие алмазные кристаллы и их включения. Эта бывшая протопланета была либо величиной с Марс, - тогда кристаллы алмазов сформировались в ее мантии. Либо планетарный эмбрион был размером с Меркурий, и алмазы образовались в его ядре, где давление было достаточным.

«Наше исследование представило веские доказательства, что родитель уреилита был «потерянной» протопланетой - крупным планетарным эмбрионом, который позже был полностью разрушен столкновениями», - заявили ученые. «Это первое убедительное доказательство такого большого небесного тела, которое позже исчезло».

Источник: scinexx.d

Звезда Табби снова ведет себя странно

Когда в сентябре 2015 года астроном Йельского университета Табета Бояджян вместе с коллегами впервые обратила внимание на таинственное поведение звезды KIC 846852, странности тут же приписали инопланетянам.

Небесное тело, названное звездой Табби, вскоре продемонстрировало нерегулярные колебания яркости, которые сначала невозможно было объясненить известными астрономическими процессами. Даже серьезные астрономы размышляли о гигантских структурах внеземного разума, наподобие растущей сферы Дайсона, которые могли постоянно двигаться перед звездой и на какое-то время затемнять ее.

Удаление от Земли звезды KIC 846852, затмение которой на 22 % можно наблюдать в созвездии Лебедя, составляет около 1280 световых лет. В 2016 году команда Бенджамина Монте (Калифорнийский технологический институт) установила по данным космического телескопа Кеплер, что звезда спектрального класса F также постоянно теряла яркость. В предыдущие четыре года KIC 846852 потемнела на 3,5 %.

Звезда KIC 846852: слева в инфракрасном свете, справа - в ультрафиолетовом Фото: НАСА

Скорее пыль, чем инопланетяне

Многочисленные исследования скорее свидетельствуют, что колеблющаяся яркость звезды обусловлена ​​естественными астрофизическими процессами. В последнее время и команда, возглавляемая Табетой Бояджян, которая сейчас работает в Университете штата Луизиана, объявила космическую пыль наиболее вероятной причиной этого явления. Как сообщают исследователи в The Astrophysical Journal Letters, последние данные свидетельствуют о чрезвычайно тонкой пыли, по-разному поглощающей свет различных диапазонов спектра.

Не инопланетяне, а мелкая пыль стала виновницей странного поведения KIC 846852 Фото: НАСА

Последние новости о звезде Табби

Однако недавно Бояджян и ее коллеги заметили самое сильное внезапное потемнение звезды с момента завершения наблюдений Кеплера - с уменьшением яркости на 5 %. Это довольно необычно: если, например, перед звездой проходила бы экзопланета размером с Землю, это привело бы к затемнению на один процент; даже большие газовые планеты уменьшают количество излучаемого света не более чем на 1,5 %.

Снижение яркости началось 16 марта с 4-процентным затемнением, пока звезда не вернулась к прежним параметрам. 26 марта это явление повторилось, пишет Бояджян о звезде Табби в последних новостях своего блога: «Данные, собранные прошлой ночью Обсерваторией Лас Камбрз (TFN), показывают 5-процентное сокращение света». Позже это было подверждено Джоном Холом из AAVSO, американской ассоциации, занимающейся наблюдениями за переменными звездами.

График показывает быстро меняющуюся яркость KIC 846852 в течение последних нескольких дней Фото: Табета Бояджян

Многое остается неясным

Астрономам пока неясно, что это означает. Хотя ученые продолжают придерживаться гипотезы о тонкой космической пыли как наиболее правдоподобного объяснения тайны KIC-846852, многие вопросы остаются без ответа. Почему звезда ведет себя непредсказуемо? Почему пыль состоит из таких мелких частиц и откуда она вообще берется?

Сейчас звезда должна вернуться к своей обычной яркости. Однако данные, собранные 27 марта, по-прежнему указывают на снижение, составляющее около двух процентов.

Источник: derstandard.at

"Портрет" эмиссионной туманности NGC 2174/5

В северной части Ориона можно наблюдать туманность NGC 2174/5, представляющую собой облако газа, ионизация которого происходит высокоэнергетическими фотонами. Такие туманности называются эмиссионными. Ионизирующие фотоны испускает находящаяся ближе всего горячая звезда. Строго говоря, сама туманность - это NGC 2174, тогда как NGC 2175 - центральное открытое звездное скопление. Самым ярким объектом в нем является горячая звезда HD 42088, которой всего всего 5 миллионов лет.

NGC 2174 находится внутри плотного облака межзвездного газа. В такой колыбели - их еще называют яслями - рождается множество звезд. Название "молекулярное" межзвёздное облако получило благодаря образованию в нём молекул (преимущественно водорода).

Горячие молодые звезды испускают сверхмощное ультрафиолетовое излучение и колоссальный звездный ветер. Его давление встречает молекулярное облако и выталкивает его. Это особенно заметно на ярком западном краю туманности. Там молекулярное облако поднимается в область H II, ионизируется («яркие диски») и разрывается. Внутри NGC 2174 некоторые сгустки скрыты, но их секреты раскрыла инфракрасная съемка.

Остерегайтесь ошибок! На некоторых ресурсах пишут, что NGC 2174 имеет видимую визуальную яркость 6,9 mag. Но это яркость звездного скопления, а не туманности! Далее приводятся цифры расстояния до NGC 2174: 6400 световых лет, которые любители заимствуют друг у друга и указывают на своих сайтах. Одним из многочисленных научно обоснованных измерений является расстояние 2,1 килопарсек (6850 световых лет). Диаметр NGC 2174 достигает 88 световых лет.

Снимок сделан Андреасом Рёригом (Andreas Rörig.) в феврале 2018 года.

Источник: astronomie.de

Найден верхний предел массы нейтронной звезды

Если нейтронная звезда становится слишком тяжелой, она сжимается, порождая черную дыру. Однако лишь сейчас астрономы выяснили, где верхний предел массы такой звезды: ей грозит гравитационный коллапс по достижении 2,16 масс Солнца. Основными данными для этого открытия послужило столкновение нейтронных звезд 2017 года.

Нейтронные звезды - это объекты с наибольшей плотностью. Обычно их размер составляет всего лишь 10-12 км, но масса вдвое превышает солнечную. Материя в них настолько сжата, что чайная ложка ее весит миллиарды тонн. Гравитационные силы этих экзотических объектов соответствуют массе. Давление в их внутренней части даже приводит к слиянию электронов и протонов, результатом чего становится рождение нейтронов - отсюда и название этих звезд.

Нейтронная звезда Фото: Кейси Рид / Государственный университет Пенн

Насколько большой и тяжелой бывает нейтронная звезда? Астрономы задумывались над этим вопросом с 1960-х гг. Такие объекты не могут расти произвольно, поскольку огромная гравитация при превышении определенного предела массы приводит к коллапсу и черной дыре.

Для нейтронных звезд вычислить верхний предел этой максимальной массы впервые удалось Лучано Реццолла (Luciano Rezzolla) и его команде из Университета Гёте во Франкфурте. Основой послужили уравнения состояния, описывающие взаимозависимость давления, объема, температуры объектов. Уже в 2016 году исследователи обнаружили, что нейтронные звезды следуют своего рода универсальному правилу.

Но решающий толчок дало столкновение нейтронных звезд, замеченное в августе 2017. Характеристики зарегистрированных гравитационных волн и электромагнитного излучения дали исследователям важную информацию, поэтому они остановились на комбинации предельной массы с уравнениями состояния.

«Красота теоретических исследований в их способности к прогнозированию. Теория же обязательно полагается на эксперименты, чтобы свести к минимуму некоторые из своих неопределенностей».
Лучано Реццолла.

И столкновение нейтронных звезд было именно тем космическим экспериментом, который был нужен астрономам.

https://www.youtube.com/watch?v=m9Il_hwsIuM

Выяснилось, что многие из ранее наблюдавшихся нейтронных звезд уже крайне близки к своему пределу. Согласно новым расчетам, у невращающихся нейтронных звезд не может максимальная масса превышать 2,16 солнечной. Если она увеличивается, звездный остаток сжимается. Однако, например у пульсара -
вращающейся нейтронной звезды - центробежная сила противодействует гравитации. Такой объект может стать на 20 % тяжелее, прежде чем ему начнет угрожать коллапс.

Пока верхний предел массы остается неопределенностью в несколько процентов. Но астрономы надеются, что смогут еще больше уменьшить эти возможные отклонения путем будущих наблюдений за дальнейшими столкновениями нейтронных звезд.

Источник: scinexx.de

Что помешает освоению космоса человеком?

Повышенная температура тела во время длительных космических полетов является препятствием для долгосрочных миссий.

Берлинские исследователи подробно изучили эту проблему и разобрались в причинах возникновения лихорадки. Выяснилось, что в невесомости температура тела астронавтов сильно возрастает. Основной причиной этого является отсутствие испарения пота, как это происходит в земных условиях. О полученных результатах медики берлинской клиники «Шарите» сообщают в журнале Scientific Reports.

Невесомость значительно повышает температуру тела космонавтов.

Космонавты в невесомости обычно температурят: даже в состоянии покоя термометр покажет при таких условиях у человека около 38 °C, что градус превышает норму. А при физической нагрузке температура часто поднимается до 40 °C и даже больше. Это может отрицательно сказаться на здоровье участников длительного полета в космос.

Во время тренировок на МКС температура тела может быть выше 40 °C

Группа ученых, возглавляемая Ханнсом-Христианом Гунгой (Hanns-Christian Gunga), обследовала астронавтов на Международной космической станции, используя датчики лба, показывавшие так называемую внутреннюю температуру, которая преобладает в мозге и во внутренних органах.

Ученые обнаружили, что она не поднимается внезапно. Просто тело примерно за два с половиной месяца постепенно нагревается, пока его температура не достигает 38 градусов.

«Тело вряд ли может избавиться от избыточного тепла в невесомости».
Ханнс-Христиа Гунга

В этой среде теплообмен между телом и окружающей средой значительно затруднен. Пот испаряется меньше, чем на Земле, что объясняет, почему организм во время тренировок в космосе особенно быстро перегревается.

Чрезмерные изменения температуры тела могут повлиять на физическую и умственную работоспособность и могут даже угрожать жизни. По мнению исследователей, эти выводы необходимо учесть при планировании будущих долгосрочных миссий, так как для предотвращения ослабления мышц в длительных полетах необходима регулярная физическая подготовка.

Источник: derstandard.at