Почти четверть обломков от столкновения метеоритов с Луной в конечном итоге попадает на Землю

В отличие от Земли, где выветривание, эрозия и тектоническая активность постоянно изменяют поверхность, на Луне нет атмосферы и значительной геологической активности. В результате ударные кратеры на её поверхности сохраняются миллиарды лет. Эта удивительная летопись кратеров хранит важнейшую историю формирования и эволюции нашей Солнечной системы.

Во время образования кратеров значительное количество выброшенного лунного материала преодолевает скорость убегания с Луны и достигает Земли. Изучение этих пород помогает понять, как материал перемещается между двумя телами.

Группа исследователей решила изучить этот вопрос, и недавно была опубликована их статья. В исследовании, проведённом под руководством Хосе Даниэля Кастро-Сиснероса, используются более совершённые компьютерные модели, чем в предыдущих исследованиях, чтобы проследить, как обломки с Луны достигают Земли.

В исследовании используются симуляции для изучения большого количества стартовых условий в течение длительных периодов времени, чтобы лучше оценить, сколько лунного материала достигает Земли и способствует ли он также образованию околоземных объектов.

Команда также надеется, что, изучая траектории движения обломков Луны, учёные смогут собрать воедино временные рамки воздействия на Землю и то, как оно повлияло на жизнь и геологию. Их также особенно интересуют такие объекты, как Kamo'oalewa диаметром 36-100 метров, вращающиеся вблизи Земли, которые на самом деле могут происходить с Луны.

Предыдущие исследования лунных выбросов были усовершенствованы благодаря использованию пакета моделирования REBOUND для отслеживания частиц Луны в течение 100 000 лет. В отличие от предыдущих работ, в которых использовались отдельные фазы, команда одновременно смоделировала Землю и Луну, используя более реалистичное распределение скоростей выброса.

Они регистрировали данные каждые пять лет, а события столкновений определяли как выбросы, достигающие 100 км над поверхностью Земли, что позволило получить более полное представление о том, как происходит перенос материала с Луны на Землю.

Команда пришла к выводу, что после лунных столкновений Земля получает около 22,6% выброшенного материала за 100 000 лет, причём половина этих событий происходит в течение первых 10 000 лет.

Технология бурения НАСА прошла испытания на Луне

Миссия НАСА PRIME-1 (Polar Resources Ice Mining Experiment 1) была разработана для демонстрации технологий, которые помогут учёным лучше понять лунные ресурсы в преддверии полётов на Луну с экипажем корабля Artemis. Во время кратковременной миссии на Луне эффективность технологий PRIME-1 дала командам НАСА повод для радости.

«Миссия PRIME-1 доказала, что наше оборудование работает в самых суровых условиях, в которых мы когда-либо его испытывали, — сказала Джанин Кэптен, один из главных исследователей PRIME-1 и химик-исследователь из Космического центра НАСА имени Кеннеди во Флориде. — Пусть всё прошло не совсем по плану, но это огромный шаг вперёд, поскольку мы готовимся отправить астронавтов обратно на Луну и построить там устойчивое будущее».

Миссия IM-2 компании Intuitive Machines стартовала к Луне 26 февраля 2025 года со стартового комплекса 39A НАСА им. Кеннеди в рамках второй доставки на Луну по заказу НАСА в рамках инициативы CLPS (Commercial Lunar Payload Services) и кампании Artemis. На борту лунного аппарата IM-2 Nova-C, получившего название Athena, находился аппарат PRIME-1 с набором из двух приборов: бура TRIDENT (The Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain), предназначенного для извлечения лунного грунта на поверхность, и масс-спектрометра MSOLO (Mass Spectrometer Observing Lunar Operations), предназначенного для исследования бурового шлама TRIDENT на наличие газов, которые в будущем могут помочь обеспечить будущих исследователей Artemis топливом или кислородом для дыхания.

Миссия IM-2 опустилась на поверхность Луны 6 марта, всего в 400 метрах от предполагаемого места посадки — Монс Мутон, лунного плато вблизи Южного полюса Луны. Спускаемый аппарат Athena лёг на бок в кратере, что не позволило ему зарядить солнечные батареи, и миссия закончилась раньше срока.

«Предполагалось, что мы будем работать на Луне 10 дней, а в итоге получилось около 10 часов, — говорит Джули Кляйнхенц, ведущий системный инженер НАСА по программе PRIME-1, а также ведущий заместитель агентства по вопросам использования ресурсов на месте. — Это было на 10 часов больше, чем у большинства людей, поэтому я очень рада, что принимала в этом участие».

Кляйнхенц почти 20 лет работала над тем, как использовать лунные ресурсы для устойчивой работы. Использование ресурсов in-situ позволяет задействовать местные природные ресурсы в местах назначения миссий. Это позволяет сократить количество запусков и миссий по пополнению запасов, а также значительно снизить массу, стоимость и риск космических исследований. Поскольку НАСА готово отправить людей на Луну и дальше на Марс, производство продуктов для жизнеобеспечения, топлива, строительства и энергии из местных материалов будет приобретать всё большее значение для успеха будущих миссий.

«Использование ресурсов на месте — это ключ к открытию долгосрочных исследований, и PRIME-1 помогает нам заложить этот фундамент для будущих путешественников», — сказала Кэптен.

Американские учёные разгадали 100-летнюю загадку кристалла

Уже более века учёные полагаются на кристаллографию — анализ рентгеновских дифракционных картин — для выявления атомной структуры материалов. Этот метод произвёл революцию в самых разных областях — от медицины до материаловедения — и, как известно, позволил открыть двойную спираль ДНК.

Однако у кристаллографии есть принципиальный недостаток: она лучше всего работает на больших, чистых кристаллах. В случае с крошечными, несовершенными нанокристаллами метод не работает, в результате чего структура различных материалов неизвестной.

Исследователи из Колумбийского инженерного института использовали машинное обучение, чтобы исправить эту проблему. Их новый алгоритм позволяет восстановить атомную структуру материалов по несовершенным дифракционным картинам фрагментов нанокристаллов.

«ИИ решил эту задачу, выучив всё, что мог, из базы данных, состоящей из многих тысяч известных, но не связанных между собой структур, — говорит Саймон Биллинг, профессор материаловедения, прикладной физики и прикладной математики в Колумбийском инженерном институте. — Подобно тому, как ChatGPT изучает шаблоны языка, модель ИИ изучила шаблоны расположения атомов, которые допускает природа».

Колумбийская команда обратилась к диффузионному генеративному моделированию — технике искусственного интеллекта, популярной среди генераторов изображений, таких как Midjourney и Sora. Они обучили свою модель на наборе данных из 40 000 известных атомных структур, намеренно нарушив порядок этих структур, чтобы научить ИИ создавать осмысленный порядок из хаоса.

В процессе обучения ИИ научился сопоставлять плохо разрешённые дифракционные данные с наиболее вероятными атомными расположениями, наблюдая в процессе обучения мириады кристаллических структур и реконструируя фигуры.

Алгоритм успешно реконструировал атомные структуры нанокристаллов, которые ранее ставили исследователей в тупик. Это достижение представляет собой большой шаг вперёд, потенциально способный открыть инновации во многих областях, которые зависят от структурного анализа.

Учёные считают, что впервые стали свидетелями «планетарного самоубийства»

Два года назад астрономы обнаружили звезду, пожирающую одну из своих планет. Теперь новые наблюдения за последствиями этого события, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», позволили предположить сценарий, который раньше рассматривался только в научной фантастике: планета размером с Юпитер самоуничтожилась, направившись прямо на свою родительскую звезду. Учёные, руководившие наблюдениями, считают, что они стали свидетелями первого в истории «планетарного самоубийства».

Единственный отмеченный способ поглощения звездой собственных планет — это значительное увеличение звезды в размерах. Это происходит, когда у звезды главной последовательности, такой как наше Солнце, заканчивается водород для синтеза и она раздувается во много раз больше своего первоначального размера, превращаясь в красного гиганта. Специалисты с интересом изучают этот процесс, потому что с ним, скорее всего, столкнётся и наша Солнечная система. Примерно через 5 миллиардов лет, исчерпав запасы водорода в своём ядре, Солнце увеличится в 100 раз по сравнению с нынешним радиусом, поглотив при этом ближайшие планеты, такие как Меркурий и Венера.

Когда звезда поглощает планету, обсерватории на Земле фиксируют увеличение её светимости, хотя и кратковременное. Такой момент усиления яркости называется новообразованием.

В 2023 году обсерватория Gemini South изучала сверхновую, находящуюся на расстоянии 12 000 световых лет от нас. Изначально предполагалось, что это красный гигант, поглощающий одну из ближайших планет. Однако два года спустя более детальный анализ с помощью инфракрасного прибора космического телескопа Джеймса Уэбба показал, что звезда всё ещё находилась на стадии главной последовательности, в которой происходил синтез гелия из водорода, — звезда не успела состариться и превратиться в красного гиганта. Эти новые данные позволяют предположить, что причиной новообразования молодой звезды стало столкновение с телом размером с Юпитер.

Согласно недавнему исследованию, опубликованному в Astrophysical Journal, эта сверхновая является наиболее убедительным примером системы, в которой планету поглощает её звезда-хозяин.

Учёные используют окаменелый коллаген для создания первой в мире кожи тираннозавра

Компания объявила о планах по созданию первой в мире кожи тираннозавра, созданной на основе ДНК доисторического зверя. Это может означать, что однажды мы сможем купить сумочку из кожи тираннозавра, надеть куртку из кожи тираннозавра или даже сесть в машину с сиденьями из кожи тираннозавра.

Команда учёных «объединит творческие инновации, геномную инженерию и передовую тканевую инженерию, чтобы начать производство устойчивых материалов класса люкс из доисторических видов». Проект основан на предыдущем исследовании, в ходе которого был извлечён фрагмент коллагена из ископаемого тираннозавра, найденного в 1988 году в Монтане.

На момент обнаружения это был один из самых полных образцов, который даже содержал сохранившиеся белки крови. Теперь специалисты будут использовать этот фрагмент для искусственного воссоздания того, как выглядела бы полноразмерная последовательность коллагена тираннозавра. Убедившись, что генетически она похожа на кожу предков тираннозавра, они внедрят её в выращенные в лаборатории клетки кожи и «вырастят» её. В результате образуется плотная сеть коллагена, похожая на средний слой кожи, которая и станет кожей тираннозавра.

В сотрудничестве между The Organoid Company, Lab-Grown Leather Ltd и креативным агентством VML кожа будет разрабатываться в лаборатории в Ньюкасле. Томас Митчелл, генеральный директор The Organoid Company, сказал: «Этот проект — замечательный пример того, как мы можем использовать передовую геномную и белковую инженерию для создания совершенно новых материалов. Реконструируя и оптимизируя древние белковые последовательности, мы можем создать кожу тираннозавра, биоматериал, вдохновлённый доисторической биологией, и клонировать его в специально разработанной клеточной линии».

Дайджест новостей из мира науки за прошедшую неделю