Научный дайджест: как из двух белых карликов получился зеленый зомби

Среди научных новостей недели:

В Америку - со своей собакой

Как давно собака стала другом человека? Сколько дорог они прошли вместе? Мнения на этот счет разнятся, и одни полагают, что это могло произойти еще 100 тысяч лет назад, во времена плейстоцена. Другие указывают на конкретные археологические находки, которые отправляют на 15 тысяч лет назад.

"Единственное, что мы можем сказать с точностью - одомашнивание случилось не в Америке, - говорит генетик Лоран Франц из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана. - Генетическая подпись древних собак говорит о том, что они жили в Сибири еще до того, как люди перебрались в Америку".

Действительно, как показало исследование специалистов Даремского университета во главе с археологом Анджелой Перри, наши отношения зародились раньше, чем было принято считать на основе одних лишь археологических раскопок.

А потом пошло-поехало, и собаки вместе со своими хозяевами стали осваивать мир. Добрались они и до Америки, переправившись туда еще в те времена, когда вместо Берингова пролива была полоска суши, связывавшая территории нынешней России и Аляски.

Отбросив все неподтвержденные догадки, ученые пришли к выводу, что на основе археологических данных можно с уверенностью говорить, что первые евразийские волки были одомашнены 15 тысяч лет назад на территории современной Германии и других европейских стран, а также в Израиле.

Но если полагаться на генетические показатели, которые свидетельствуют о том, что по таксономическому статусу собаки были домашними, то хотя эти показатели и не подкрепляются физическими находками, все равно история одомашнивания волков отодвигается на 20 с лишним тысяч лет назад, то есть к тем временам, когда люди еще не открыли Америку в первый раз.

"Мы давно знали, что первые жители Америки должны были обладать отличными охотничьими навыками, уметь находить и использовать подручные материалы и быть хорошо подготовленными к новым испытаниям, - полагает американский археолог Дэвид Мельтцер. - И собаки, прибывшие с ними в этот совершенно новый мир, были такой же частью их культурного наследия, как каменные орудия труда".

Хотя обстоятельства одомашнивания собак в Евразии несколько тысячелетий назад не совсем ясны, по мнению исследователей, сближению собаки и человека послужил невыносимый холод, свирепствовавший во время последнего ледникового максимума в Сибири.

"Волков и людей могли свести климатические условия и общие предметы охоты, - полагают исследователи. - Возможно, они вместе делили добычу, а может быть, волков привлекали запахи человеческого жилья, но так или иначе, произошел сдвиг в отношениях между двумя видами, началось взаимодействие, результатом которого стало одомашнивание и появление собак".

Белый карлик, который на время стал (почти) гигантом

Белый карлик - это вам не обычная звезда.

Если в нормальных звездах вроде нашего Солнца постоянно идет термоядерная реакция, не допускающая их коллапса, то белые карлики держатся за счет так называемого эффекта квантового вырождения (квантовая природа электронов подразумевает, что не существует двух электронов, которые находились бы в одном квантовом состоянии. При попытке привести электроны в одинаковое состояние они создают давление вырождения, которое и спасает карлика от разрушения).

Но при этом масса белого карлика (как и следует из его названия) не может быть безграничной.

Американский астрофизик-теоретик Субраманьян Чандрасекар еще в 1930 году вычислил, что если масса белого карлика достигает примерно 1,4 массы Солнца, то под воздействием силы тяжести он превращается в нейтронную звезду или черную дыру.

Но выведенная Чандрасекаром формула основывалась на упрощенной модели, когда звезда находится в состоянии равновесия и не вращается. А в реальной жизни карлики куда более подвижны и порой даже соединяются друг с другом, создавая бинарные системы.

Со временем орбиты таких карликов могут сблизиться, что приводит к космическому столкновению.

Ну а потом могут быть разные варианты. Часто при взрыве возникают новые или сверхновые звезды, но иногда происходит и нечто необычное.

Один такой случай и был описан в издании Astronomy & Astrophysics.

Еще в 2019 году в космосе был обнаружен источник рентгеновского излучения, похожий на белого карлика, но слишком яркий. Тогда и возникло предположение, что это может быть результат слияния двух карликов. И вот теперь ученые с помощью космического рентгеновского телескопа XMM-Newton подтвердили эту догадку.

Они вычислили, что масса объекта, окруженного остаточной туманностью, превышает лимит Чандрасекара, сам объект, скорее всего, является результатом столкновения двух белых карликов и вращается с достаточно высокой скоростью, чтобы не превратиться в нейтронную звезду.

Что же касается потустороннего цвета этой туманности, которая и в самом деле выглядит как космический зомби, то все дело в неоне. (Возможно, именно так будут выглядеть когда-то интергалактические рекламы, видимые за много световых лет на звездных шоссе, но это так, лирика).

Но, как говорят астрофизики, ничто не вечно, и лет эдак через 10 тысяч "зомби" все же превратится в черную дыру, вызвав при этом вспышку сверхновой звезды. Так что если карлик и может преодолеть предел массы, установленный Чандрасекаром, то лишь ненадолго.

Добро пожаловать в Амазию!

Колумбия, Родиния, Паннотия, Пангея… Суперконтиненты сменяли на нашей панете друг друга миллионы лет и, похоже, сегодняшний расклад нельзя считать окончательным.

В самом деле, континенты покоятся на тектонических плитах, которые, в свою очередь, скользят по верхнему слою мантии, подогреваемой снизу расплавленным ядром. Разогреваемые участки в результате поднимаются вверх, а охладившиеся опускаются на глубину. Все это приводит в движение тектонические плиты, которые время от времени складываются в суперконтиненты.

За всем этим явно просматривается цикличность, и ученые даже выдвинули гипотезу, что суперконтиненты возникают примерно каждые 600 млн лет.

Чтобы доказать это, геолог Росси Митчелл и его коллеги из Китайской академии наук решили сосредоточить внимание на так называемых мегаконтинентах, которые по размеру уступают настоящим суперконтинентам. Одним из примеров таких мегаконтинентов является Гондвана, сформировавшаяся около 520 млн лет назад и давшая начало Пангее, появившейся 200 млн лет назад.

Изучив положение этих континентов по отношению к потокам мантии, ученые выяснили, что плиты имеют тенденцию двигаться "под гору", туда, где охлажденные участки мантии погружаются вглубь.

Митчелл предложил называть эти участки "поясами субдукции", поскольку континентальные плиты, слишком крупные для того, чтобы полностью погрузиться в мантию, застревают там и могут двигаться лишь горизонтально, образуя при этом более крупные континенты. Собственно, так из Гондваны получилась Пангея.

Эта модель подсказала и будущее нашей планеты. Когда Пангея раскололась 175 млн лет назад, образовалось Тихоокеанское вулканическое огненное кольцо - пояс по периметру Тихого океана, в котором находится большинство действующих вулканов планеты и зон субдукции, где литосферные плиты уходят под обрамляющие их континенты. Собственно, процесс уже идет, несколько континентов успели соединиться в мегаконтинент Евразию, а она в свою очередь натолкнулась на Огненное кольцо, современный пояс субдукции. Теперь Евразия продолжит горизонтальное движение вдоль Огненного кольца, пока через 50-200 миллионов лет, как предсказывает Митчелл, не столкнется с Америками.

Геологи называют следующий суперконтинент Амазией, и хотя они пока не пришли к единому мнению, где и когда закончится его формирование, модель Митчелла предполагает, что он окажется в центре Северного Ледовитого океана.