Наука, идеи, открытия. Интеллектуальный канал.

Подробнее об этом исследовании.

Однако, эксперименты проводились в искусственных средах, и данное предположение является исключительно гипотезой. Но если в дальнейшем выяснится - какие белки и процессы управляют переходом от актиновых выростов к блебам, то теоретически уже можно будет искать вещества, снижающие способность амёбы перемещаться в сильно ограниченном пространстве.

Отдельным направлением дальнейших исследований может стать изучение механизмов клеточной поляризации, благодаря которым Naegleria сохраняет направление движения внутри канала, а также выяснение - действительно ли за более длительное сохранение направления отвечает клеточная память и какие молекулярные процессы её поддерживают.

При этом, даже успешное воздействие на эти механизмы не обязательно остановит инфекцию уже после проникновения амёбы в организм, поскольку для этого потребуется безопасно воздействовать на клетку внутри тканей человека, не повреждая собственные клетки человеческого организма.

Непосредственная научно-практическая ценность обнаруженных особенностей перемещения амёб пока заключается прежде всего в том, что они позволяют сформулировать конкретные задачи для будущих исследований.

На сегодняшний день наиболее эффективным способом борьбы с первичным амёбным менингоэнцефалитом остаётся не блокирование движения уже проникшей в организм амёбы, а предотвращение самого её попадания в носовую полость.

Центры по контролю и профилактике заболеваний рекомендуют не допускать попадания тёплой пресной воды в нос при купании и нырянии, а для промывания носа использовать дистиллированную или стерилизованную воду, либо предварительно прокипячёную водопроводную воду.

Болезнь развивается настолько быстро, что ранняя диагностика имеет большое значение, поскольку лечение требует сложного сочетания различных препаратов.


🟢

Если вы хотите чтобы в канале выходило больше статей,
то ваша помощь будет очень кстати и весьма своевременна.

Карта Сбер привязана к этому номеру: +79047465289
Пожалуйста, пишите - "В дар" при отправке перевода.
При отправке из-за рубежа пишите мне: @Asm55555

Пожалуйста, ставьте реакции на статьи в нашем канале.
Тогда канал попадает в рекомендации Telegram.
Чтобы канал жил, о нём должны знать.

Обсудить статьи и пообщаться можно здесь: https://t.me/intgrp

Голосовать за канал здесь: https://t.me/boost/samintell

Спасибо всем, кто помогает выживать и развиваться каналу 🤝

Это показало, что они способны активно перемещаться не только по поверхности или через заранее сформированные каналы, но и самостоятельно прокладывать путь через сложную сеть промежутков.

При этом в трёхмерной среде движение было менее прямолинейным, чем в микроканалах. В течение коротких промежутков времени клетки часто меняли направление. Однако при анализе более продолжительных интервалов траектории становились более устойчивыми.

Учёные интерпретировали это как возможное сохранение памяти о предыдущем направлении движения.

Амёба не обладает нервной системой или мозгом, но изменения внутреннего состояния клетки, определяющие направление её поляризации и движения, могут сохраняться достаточно долго, чтобы влиять на последующую траекторию. Однако, авторы исследования подчёркивают, что такую интерпретацию следует считать всё же предположением.

Полученная в ходе данного исследования информация позволяет по-новому взглянуть на условия, в которых живёт Naegleria.

Амёбы обитают не только в относительно чистой воде, но и в осадках на дне водоёмов, среди частиц ила и органических остатков, где бактерии могут находиться в многочисленных небольших полостях, в следствие чего способность проникать в тесные пространства и продолжать движение внутри них может быть полезной для поиска пищи.

Наблюдаемое в лаборатории стремление исследовать микроканалы не обязательно связано с каким-либо специальным механизмом, предназначенным для заражения человека, а может быть обычной особенностью поведения, сформировавшейся в ходе приспособления к естественной среде.

Попавшая в носовую полость амёба оказывается в принципиально иной среде, где ей приходится перемещаться в несколько ином ограниченном пространстве.

Обонятельные нервы образуют плотные пучки, между которыми остаются узкие промежутки, а нервные волокна проходят через небольшие отверстия решётчатой пластинки. И способность Naegleria активно исследовать углубления, проникать в узкие пространства и после этого сохранять направление движения теоретически может облегчить прохождение такого пути.

В трёхмерной полимерной среде Naegleria использовала оба механизма движения - и широкие актиновые выросты, и блебы, часто переключаясь между ними.

Более 75% клеток, помещённых в такую среду, проникали внутрь как минимум на 40 микрометров, а более 30% достигали глубины 80 микрометров и глубже. Когда же Carbopol помещали поверх клеток, то более 60% амёб самостоятельно проникали внутрь среды на глубину не менее 40 микрометров, а более 30% амёб на 80 микрометров и глубже.

После этого учёные начали постепенно ограничивать пространство вокруг клеток. И оказалось, что при сжатии между двумя покровными стёклами средняя скорость движения амёб увеличивалась с 14,5 до 20,5 микрометра в минуту - на 40%. При этом само по себе нахождение между стёклами не приводило к полному переходу на блебовое движение - клетки по-прежнему могли использовать оба типа выступов.

В каналах шириной 8, 6 и 4 микрометра амёбы использовали исключительно блебовое движение, тогда как в каналы шириной 2 микрометра ни одна амёба просто не смогла войти.

При ширине каналов в 8 микрометров средняя скорость движения амёб достигала 30,9 микрометра в минуту против 16,0 микрометра в минуту у свободно перемещавшихся клеток.

Умеренное ограничение пространства не замедляло движение Naegleria, а, напротив, делало его значительно более быстрым.

Однако при дальнейшем уменьшении ширины канала скорость перемещения амёб снижалась - в каналах шириной 6 микрометров она составляла 21,4 микрометра в минуту, а в каналах шириной 4 микрометра - 18,4 микрометра в минуту.

Учёные предположили, что при слишком сильном сжатии увеличивается площадь контакта клетки с поверхностью, а также деформируется её ядро, что затрудняет продвижение.

Особенно необычной оказалась не сама скорость, а устойчивость направления движения. На свободной поверхности траектория клетки могла заметно меняться, тогда как внутри узкого прямого канала амёба практически переставала менять направление - после попадания в канал клетки сохраняли почти идеальное направление движения и редко разворачивались. Некоторые амёбы прошли по каналу почти 2 миллиметра, пока не достигли его конца и не вышли из него.

Затем учёные проверили - действительно ли Naegleria активно стремится попасть в узкие пространства, или наблюдаемое поведение было случайным следствием их движения.

В микроканалах не было каких-либо химических веществ, которые могли служить приманкой, и не было какого-либо потока жидкости, направляющего клетки внутрь. И, тем не менее, амёбы часто скапливались у входов в каналы, вытягивали туда участки их клеток и продолжали взаимодействовать с отверстиями до тех пор, пока не проникали внутрь.

При этом, чем уже был канал - тем меньше амёб полностью входило в него, но даже слишком узкие для полноценного проникновения отверстия амёбы продолжали активно исследовать своими выростами.

Те же эксперименты провели с Dictyostelium discoideum - другим хорошо изученным видом амёб, широко используемым в лабораторных исследованиях.

Оказалось, что эти амёбы также могли входить в узкие каналы, однако делали это иначе - они чаще прекращали контакт с входом в канал и отступали, а их движение внутри каналов в большинстве случаев замедлялось по сравнению со свободным перемещением.

Таким образом, стремление продолжать исследование узкого прохода и почти полное сохранение прямолинейного движения оказались гораздо более выраженными именно у Naegleria.

Следующий эксперимент должен был показать - сохраняется ли такое поведение в более сложной среде, где нет ровных стенок и заранее заданных прямых каналов. Для этого учёные использовали частицы Carbopol - полимерный материал, способный поглощать воду и образовывать плотную трёхмерную сеть из набухших частиц.

Меняя концентрацию материала, учёные создавали среды с различной плотностью и механической жёсткостью. При его концентрации в 0,3% максимальная скорость перемещения амёб составляла около 19,5 микрометра в минуту, при 0,6% - 12,6 микрометра в минуту, а при 1% - всего лишь 3,5 микрометра в минуту, при этом в самой плотной среде многие амёбы фактически застревали.

Учёные из Массачусетского Университета (США), Университета Миннесоты (США), Принстонского университета (США), Амхерстского колледжа (США), Калифорнийского технологического института (США), Университета Алькалы (Испания) и других научных организаций изучили, как амёбы рода Naegleria перемещаются в пространствах разной конфигурации и степени ограниченности.

Поскольку работа с болезнетворной и смертельно опасной Naegleria fowleri в подобных экспериментах была бы опасной, то в экспериментах принимала участие её непатогенная родственница Naegleria gruberi, которая не вызывает первичного амёбного менингоэнцефалита.

Авторы исследования хотели выяснить не столько способность амёбы к передвижение в таких узких пространствах, сколько то - как меняется её поведение при переходе из свободного пространства к тесным и сложным микросредам. Для этого они создали несколько экспериментальных имитаций разных вариантов окружающей среды.

В первом варианте амёбы свободно перемещались по стеклянной поверхности.

Во втором их помещали между двумя плоскими покровными стёклами, расстояние между которыми составляло 5 микрометров, из-за чего амёба оказывалась сжатой сверху и снизу.

В третьем варианте использовали искусственные микроканалы шириной 2, 4, 6 и 8 микрометров, высотой 5 микрометров, где клетка была ограничена не только сверху и снизу, но и с боков.

В четвёртом варианте учёные проверили поведение амёб в трёхмерной экспериментальной среде. Для этого они помещали амёб в гель из набухших полимерных частиц на основе Carbopol - синтетического полимера, который при набухании в воде образует мягкую вязкую структуру из множества микроскопических частиц диаметром около 5 микрометров, между которыми оставались многочисленные промежутки, что позволяло амёбам перемещаться не только на плоскости, как в первых трёх вариантах эксперимента, но и в третьем измерением. Кроме того, по своим размерам и механическим свойствам эта среда напоминала влажный мелкодисперсный осадок на дне водоёма.

Наблюдение за клетками проводили с помощью оптической микроскопии и видеосъёмки с использованием дифференциально-интерференционно контрастного метода - DIC. Данный метод позволяет получать изображение прозрачных живых клеток без их окрашивания - специальная оптическая система усиливает небольшие различия в том - как проходит свет через разные участки клетки, благодаря чему становятся хорошо заметны её контуры, выступы и изменения формы, что особенно характерно для амёб, поскольку их движение связано с постоянным изменением поверхности клетки.

В отдельных экспериментах использовали также фазово-контрастную микроскопию - метод, который превращает небольшие различия оптической плотности прозрачных объектов в различия яркости изображения, позволяя наблюдать живые клетки без окраски.

А для изучении движения амёб в трёхмерной полимерной среде применяли последовательную съёмку по глубине, и затем восстанавливали положение клеток в пространстве.

Для анализа траекторий движения амёб использовали программу ImageJ с дополнительным модулем TrackMate, который автоматически определяет положение отдельных клеток на последовательных изображениях и связывает эти положения в траектории движения.

Сперва учёные выяснили, что для движения амёба может образовывать два разных типа выступов клеточной мембраны.

Первый тип выступов - широкие и относительно плоские выросты, внутри которых находится сеть белка актина. Актин способен создавать механическое усилие, выдвигающее передний край клетки вперёд.

Второй тип выступов - блебы - мембранные пузыревидные выпячивания, возникающие при локальном отделении клеточной мембраны от расположенного под ней актинового каркаса. В этом случае мембрана выпячивается вперёд, после чего клетка использует это изменение формы для перемещения.

На свободной стеклянный поверхности Naegleria использовала оба типа движения, причём отдельные амёбы могли одновременно формировать разные выступы на разных участках мембраны.

Учёные исследовали способы перемещения смертельно опасной амёбы в сложных средах.

Амёба Naegleria fowleri обитает в тёплой пресной воде, где обычно питается бактериями, и для человека представляет опасность только в редких случаях, когда вода, содержащая амёб, попадает в носовую полость.

В данном случае отдельные клетки могут проникнуть в верхние отделы носа, добраться до обонятельных нервов и продвигаться вдоль их пучков к головному мозгу, проходя через небольшие отверстия в решётчатой пластинке - тонком участке кости, отделяющем носовую полость от полости черепа.

Попав в мозговую ткань, Naegleria fowleri вызывает первичный амёбный менингоэнцефалит - быстро прогрессирующую инфекцию, которая почти всегда заканчивается смертью.

Однако, до сих пор было недостаточно понятно - каким образом одноклеточный организм способен ориентироваться и перемещаться в настолько сложной системе крайне тесных пространств.

Новое исследование было посвящено механике такого передвижения.

Судя по реакциям на последние статьи, к нам вернулся анонимный клоун, который снова радует нас увеличением просмотров статей и обилием реакций, что весьма полезно сказывается на продвижении нашего канала.

Остаётся только порадоваться его неутомимому упорству и поддержать его любимой реакцией 🤡

Лично от себя замечу, что такой неутомимый персональный хейтер канала свидетельствует о огромном успехе нашего канала, ведь этому товарищу надо было основательно потрудиться и потратить немало денег, создавая несколько десятков, а возможно даже сотен аккаунтов, чтобы неизменно радовать нас своей визиткой и комментариями его ботов.

Кроме того, помимо 🤡 у него появилась другая любимая реакция 💊 , что вызывает некоторую тревогу о его состоянии здоровья.

Искренне надеюсь, что с ним всё будет в порядке.

Подробнее об этом исследовании.

Оказалось, что при входе нейтронной звезды в плотный поток вещества частота её вращения увеличивалась, а при выходе уменьшалась. И эта зависимость согласуется с передачей нейтронной звезде углового момента от падающего вещества, хотя авторы исследования подчёркивают, что имеющихся данных пока недостаточно, чтобы окончательно доказать существование короткоживущих аккреционных дисков.

Сама масса вещества, участвующего в отдельных эпизодах аккреции, относительно невелика по космическим меркам, но для нейтронной звезды этого достаточно, чтобы существенно изменить её вращение. Скорость аккреции во время таких событий оценивается примерно в 10¹⁶–10¹⁷ г/с, а общая масса вещества за отдельный эпизод может достигать около 10²¹ г.

Возникающее при этом рентгеновское излучение имеет светимость порядка 10³⁶–10³⁷ эрг/с. И именно энергия, выделяемая при падении вещества в чрезвычайно сильном гравитационном поле нейтронной звезды, делает такие системы одними из самых ярких рентгеновских источников.

До сих пор астрономы могли уверенно говорить, что вещество звёздного ветра подпитывает рентгеновские двойные системы, однако непосредственного спектроскопического свидетельства движения захваченного газа к компактному объекту не было. Теперь же учёные смогли увидеть этот процесс непосредственно по смещению линий поглощения, и воочию наблюдать как мощный звёздный ветер превращается в падающий на нейтронную звезду поток вещества.


🟢

Если вы хотите чтобы в канале выходило больше статей,
то ваша помощь будет очень кстати и весьма своевременна.

Карта Сбер привязана к этому номеру: +79047465289
Пожалуйста, пишите - "В дар" при отправке перевода.
При отправке из-за рубежа пишите мне: @Asm55555

Пожалуйста, ставьте реакции на статьи в нашем канале.
Тогда канал попадает в рекомендации Telegram.
Чтобы канал жил, о нём должны знать.

Обсудить статьи и пообщаться можно здесь: https://t.me/intgrp

Спасибо всем, кто помогает выживать и развиваться каналу 🤝

Кроме того, за время наблюдения спектр наблюдаемой двойной системы несколько раз менялся - сначала в нём преобладали линии поглощения, затем они исчезали и появлялись широкие линии излучения, после чего поглощение снова становилось заметным. А в одном из эпизодов наблюдений линии поглощения имели значительно меньшую скорость смещения, соответствующую примерно 280 км/с в системе отсчёта наблюдателя. И учёные считают, что различия между началом и концом вспышки могут быть связаны не столько с изменением количества поступающего вещества, сколько с изменением его углового момента.

При относительно небольшом угловом моменте вещество почти непосредственно падает к нейтронной звезде, формируя преимущественно радиальный и турбулентный поток. И именно такое движение, по мнению авторов исследования, наблюдалось в начале вспышки.

Однако при входе пульсара в плотный поток звёздного ветра и при выходе из него распределение плотности вещества вокруг нейтронной звезды резко меняется, и захваченное вещество может получить больший угловой момент. В этом случае поток способен на короткое время сформировать дископодобную аккреционную структуру, в которой газ не падает на нейтронную звезду напрямую, а постепенно движется к ней по спирали, и есть основания предполагать, что такие структуры могут даже менять направление вращения.

Плотность такого потока в подобной двойной системе способна возрастать примерно в 20–30 раз менее чем за сутки, а при пересечении этого потока нейтронной звездой направление градиента плотности меняется на противоположное.

Согласно рассматриваемой авторами исследования модели, это может приводить к формированию сначала аккреционного диска с одним направлением вращения, а затем короткоживущего аккреционного диска с противоположным направлением. И продолжительность подобных эпизодов оценивается примерно в 2 часа 47 минут.

Дополнительным аргументом в пользу такого сценария стали многолетние наблюдения двойной системы GX 301–2 космическим гамма-телескопом Fermi, который способен регистрировать не только гамма-излучение. Его детекторы охватывают широкий диапазон энергий, начиная примерно с 8 кэВ - захватывают и жёсткое рентгеновское излучение. А для наблюдений двойной системы GX 301–2 использовались его данные в диапазоне 12–50 кэВ, по которым исследователи отслеживали периодические импульсы излучения и определяли частоту вращения пульсара. После чего эти данные сопоставляли с независимыми измерениями рентгеновской яркости системы.

Нейтронная звезда в этой двойной системе является довольно медленно вращающимся пульсаром с периодом собственного вращения примерно 11,4 минуты. Она обращается вокруг общего центра масс по сильно вытянутой орбите с периодом около 41,5 дня.

Её компаньон теряет вещество в виде мощного и плотного звёздного ветра, который нейтронная звезда периодически пересекает.

В массивных звёздах звёздный ветер формируется под действием излучения: ультрафиолетовые фотоны передают импульс атомам и ионам в верхних слоях атмосферы звезды, постепенно выталкивая вещество в окружающее пространство.

В системе GX 301–2 этот поток дополнительно искажается гравитацией нейтронной звезды и её рентгеновским излучением. Перед прохождением через ближайшую к звезде точку орбиты пульсар пересекает узкий поток особенно плотного вещества, в следствие чего его рентгеновская яркость резко возрастает.

Именно во время такой вспышки 1 февраля 2025 года XRISM наблюдала двойную систему GX 301–2 около 100 000 секунд, получив примерно 50 000 секунд чистой экспозиции. Пульсар в этот момент, по расчётам учёных, покидал плотный поток вещества.

Исследование проводила международная группа учёных из США, Индии, Израиля и Германии.

Космический рентгеновский телескоп XRISM - X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission был создан международным консорциумом под руководством Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA совместно с NASA, при участии научных учреждений Европы. Аппарат предназначен прежде всего для высокоточной спектроскопии рентгеновского излучения и оснащён двумя основными научными приборами: микрокалориметрическим спектрометром Resolve и рентгеновской камерой Xtend.

Основным инструментом данных наблюдений был Resolve - рентгеновский спектрометр высокого разрешения, способный очень точно измерять энергию отдельных рентгеновских фотонов. Его высокая спектральная разрешающая способность и достаточно большая эффективная площадь сбора излучения впервые позволили надёжно различить слабые смещения линий железа в диапазоне примерно 6,5–7 кэВ.

Это особенно важно потому, что раньше астрономы в основном наблюдали последствия аккреции - изменение общей рентгеновской яркости, пульсаций и характеристики излучения вещества уже в непосредственной близости от нейтронной звезды.

Наблюдать непосредственно движущийся к нейтронной звезде газ было значительно сложнее, поскольку он находится в области, где мощный звёздный ветер сталкивается с магнитным полем нейтронной звезды. Для этого необходимо определить не только химический состав и степень ионизации вещества, но и его скорость относительно пульсара.

Однако именно такую возможность предоставляют узкие спектральные линии высокоионизированного железа. В начале наблюдений спектр GX 301–2 содержал отчётливые линии поглощения от сильно ионизированного железа - линии железа, лишившегося почти всех электронов, а также железа с 2 электронами. Их смещение соответствовало скорости около 430 км/с относительно наблюдателя.

После учёта движения Земли по орбите вокруг Солнца и движения нейтронной звезды по орбите в двойной системе учёные получили скорость вещества относительно пульсара, которая оказалась больше 150 км/с. Это означает, что плазма действительно двигалась в сторону нейтронной звезды, а не просто удалялась от нас вместе со звёздным ветром.

Кроме того, в данном случае красное смещение линий высокоионизированного железа оказалось не просто признаком движения газа, а ключом к определению направления его движения, поскольку если источник излучения окружён движущимся от него газом, то спектральные линии смещаются в сторону меньших энергий. И в данном случае такое смещение связано с падением плазмы на нейтронную звезду.

При этом, характеристики этого потока газа указывают, что он находился очень близко к пульсару - существенно меньше радиуса области, в которой гравитация нейтронной звезды способна захватывать окружающее вещество.

Астрономы впервые наблюдали в рентгеновском диапазоне падение вещества на нейтронную звезду, что позволило увидеть процесс аккреции не только по его последствиям, но и по движению самого вещества.

Двойная система GX 301–2, также известная как BP Южного Креста, расположена примерно в 13 000 световых лет от Земли в направлении созвездия Южного Креста.

Это двойная система, состоящая из нейтронной звезды - пульсара GX 301–2 и её массивной звезды-компаньона Wray 977 спектрального класса B1.

Исследование системы GX 301–2 с помощью космической рентгеновской обсерватории XRISM показало смещённые линии поглощения высокоионизированного железа, которые свидетельствуют о движении плазмы непосредственно к пульсару.

Авторы исследования заявляют о первом прямом спектроскопическом наблюдении аккреции вещества звёздного ветра на нейтронную звезду.

Подробнее об этом исследовании.

Измерения выявили 3 релятивистских эффекта.

Во-первых, орбитальный период системы постепенно сокращается примерно на одну триллионную долю секунды каждую секунду - орбита медленно сжимается и звёзды постепенно сближаются.

Во-вторых, ближайшая к общему центру масс точка орбиты - периастр постепенно смещается, совершая полный оборот за 20,5 лет. Данный эффект называется прецессией периастра и составляет 17,5859 градуса в год.

А возникает он из-за того, что вблизи массивного тела орбита перестаёт быть замкнутым эллипсом и медленно поворачивается.

В-третьих, обнаружена задержка Эйнштейна величиной 0,445 миллисекунды - радиосигнал, проходящий вблизи массивной нейтронной звезды, испытывает дополнительную задержку из-за замедления времени в её гравитационном поле, а величина этой задержки зависит от орбитальной фазы.

Используя эти 3 параметра и предполагая справедливость общей теории относительности, учёные построили диаграмму зависимости массы пульсара от массы компаньона, где каждое измерение задаёт свою кривую. И пересечение трёх кривых в пределах погрешностей дало согласованные значения масс.

Оказалось, что суммарная масса двойной звёздной системы составила всего лишь 2,48841 солнечных масс, что является самым низким значением среди всех известных систем, состоящих из двух нейтронных звёзд.

При этом масса непосредственно наблюдаемого пульсара составляет - 1,304 солнечных масс, а масса его компаньона - 1,185 масс Солнца.

Нейтронная звезда с массой 1,185 солнечных является самой лёгкой из известных нейтронных звёзд. Её масса близка к теоретическому минимуму, ниже которого образование нейтронной звезды при взрыве сверхновой становится маловероятным.

При этом данная двойная система нейтронных звёзд видна нам почти с ребра, что создаёт благоприятные условия для измерения дополнительных релятивистских эффектов в будущем.

Примерно через 82 миллиона лет нейтронные звёзды сольются, и поскольку суммарная масса системы слишком мала, то ожидается, что в результате слияния образуется более массивная нейтронная звезда, а не чёрная дыра.

Однако, окончательная их судьба зависит от того - насколько быстро они будут вращаться к тому времени, поскольку быстрое вращение создаёт центробежную силу, которая некоторое время сможет удерживать объект от коллапса. Но по мере потери углового момента образовавшаяся нейтронная звезда может превратиться в чёрную дыру.

Дальнейшие долгосрочные наблюдения за PSR J1856-0039 с помощью FAST позволят измерить ещё один эффект - увлечение инерциальных систем отсчёта вращающейся нейтронной звездой - прецессия Лензе - Тирринга.

Данный эффект состоит в том, что массивное вращающееся тело слегка закручивает вокруг себя само пространство-время и заставляет орбиту спутника медленно поворачиваться. А регистрация этого эффекта даст возможность определить момент инерции нейтронной звезды - насколько трудно раскрутить или остановить её вращение, и получить первые ограничения на состояние вещества в её недрах.

🟢

Если вы хотите чтобы в канале выходило больше статей,
то ваша помощь будет очень кстати и весьма своевременна.

Карта Сбер привязана к этому номеру: +79047465289
Пожалуйста, пишите - "В дар" при отправке перевода.
При отправке из-за рубежа пишите мне: @Asm55555

Пожалуйста, ставьте реакции на статьи в нашем канале.
Тогда канал попадает в рекомендации Telegram.
Чтобы канал жил, о нём должны знать.

Обсудить статьи и пообщаться можно здесь: https://t.me/intgrp

Спасибо всем, кто помогает выживать и развиваться каналу 🤝

Именно такую задачу поставила перед собой группа учёных из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук и Государственной лаборатории радиоастрономии и технологий, изучив систему из двух нейтронных звёзд, обнаруженную с помощью сферического радиотелескопа - FAST с пятисотметровой апертурой.

FAST - крупнейший в мире однозеркальный радиотелескоп, расположенный в естественной котловине Даодан в провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая. Он принимает радиосигналы в диапазоне частот от 70 мегагерц до 3 гигагерц. Его зеркало, диаметром 500 метров, собирает излучение на подвижную приёмную кабину, подвешенную над чашей на тросах, что позволяет наводиться на разные участки неба.

С 2020 года на FAST проводится обзор плоскости нашей галактики, в ходе которого было открыто уже около 900 новых пульсаров.

Пульсар - PSR J1856-0039 был впервые зарегистрирован 4 мая 2020 года во время короткого обзорного наблюдения, а затем случайно переоткрыт в нескольких последующих сеансах наблюдений.

Анализ полученных данных показал, что пульсар входит в двойную систему нейтронных звёзд с орбитальным периодом всего лишь в 2,36 часа. По своей кратковременности это второй орбитальный период среди всех подтверждённых двойных нейтронных звёзд.

Расстояние до этой двойной звёздной системы системы оценивается в 4200 - 6500 световых лет от нас, в направлении созвездия Орла.

С 2020 по 2025 год учёные провели 17 сеансов наблюдений за PSR J1856-0039, используя 19-лучевой приёмник L-диапазона, охватывающий частоты от 1,0 до 1,5 гигагерца.

Часть сеансов была обзорной и длилась всего несколько минут, в ходе же других сеансов проводилось длительное слежение продолжительностью до 2,5 часа. В результате этого было получено 253 измерения времени прихода импульсов.

Поскольку сигнал пульсара был очень слабым, то для того чтобы точно определить моменты прихода его импульсов учёные сравнивали каждый принятый импульс с заранее построенным эталоном сразу по всем каналам измерения поляризации - ориентации колебаний электрического поля радиоволн.

Данные предварительно калибровались с учётом поляризации и частотной характеристики с помощью программного пакета PSRCHIVE, после чего времена прихода сигналов анализировались в программе TEMPO2 с использованием модели двойной системы Дамура — Дерюэля, в которой релятивистские эффекты описываются через посткеплеровские параметры - поправки к орбитальному движению, предсказанные теорией относительности.

Итеративное уточнение модели привело к созданию согласованного решения, описывающего вращение пульсара и его орбитальное движение, причём отклонение измеренных моментов прихода импульсов от предсказанных составило всего 5,82 микросекунды.

Итеративным уточнением модели в данном случае является последовательное приближение, в ходе которого строили модель, а затем сравнивали её предсказания с измерениями, корректировали по расхождениям и повторно строили модель заново, пока расхождения не переставали уменьшаться.

Пульсар PSR J1856-0039 вращается вокруг собственной оси с периодом 23,4 миллисекунды, а его поверхностное магнитное поле составляет около 4x10⁹ гаусс. Это говорит о том, что он раскрутился до такой скорости за счёт вещества, перетекавшего от его компаньона на более ранней стадии эволюции звёздный системы. В ходе чего вместе с веществом к пульсару переходил момент импульса, ускоряя его вращение и ослабляя магнитное поле.

PSR J1856-0039 вращается не слишком быстро среди схожих объектов. У наиболее сильно раскрученных миллисекундных пульсаров период может быть в несколько раз короче.

Тесная двойная система двух нейтронных звёзд подтвердила предсказания Общей теории относительности.

Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что две нейтронные звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс, должны непрерывно излучать гравитационные волны. Этот процесс уносит энергию их вращения вокруг общего центра масс, из-за чего расстояние между звёздами сокращается, а орбитальный период постепенно уменьшается.

Проверить это предсказание можно, наблюдая за пульсарами. Если пульсар входит в двойную систему нейтронных звёзд, то по тому, как меняется время прихода его импульсов, можно восстановить параметры орбиты и измерить релятивистские эффекты.

Подробнее об этом исследовании.

Из 194 эволюционных выявленных в линии микрорапторин изменений 57 (около 30%) независимо появились и в эволюционной линии птиц, среди которых обнаружились изменения строения грудины и плечевого пояса, особенности передних конечностей и кисти, сращивание некоторых костей, изменение пропорций пальцев и ряд других признаков, связанных с формированием летательного аппарата.

Однако, последовательность появления этих признаков в 2 эволюционных линиях оказалась разной. Например, у микрорапторин сначала происходило относительное укорочение фаланг пальцев передних конечностей, что могло быть связано с уменьшением их первоначальной хватательной функции. И лишь позднее у более продвинутых представителей группы появились сращивание элементов запястья, отверстие в дельтопекторальном гребне плечевой кости и удлинение грудины.

В линии птиц последовательность была обратной - часть этих изменений появилась раньше укорочения фаланг.

Статистический анализ также не обнаружил значимой корреляции между последовательностями появления общих признаков у 2 групп.

Всё это означает, что сходство между летательным аппаратом микрорапторин и птиц, вероятно, не объясняется единым планом развития, унаследованным от их общего предка - похожие особенности передних конечностей, грудины, перьев и других частей тела могли сформироваться независимо в разных эволюционных линиях, поскольку естественный отбор неоднократно создавал сходные варианты для приспособления к воздушному перемещению.

Дополнительные данные позволила получить гистология костей.

У Norellraptor характер роста лучевой кости заметно отличался от исследованной ранее бедренной кости микрораптора - рост передней конечности у нового вида прерывался, а структура костной ткани менялась по мере замедления роста.

Проводившие это исследование учёные предполагают, что микрорапторины могли иметь особую модель развития передних конечностей, не совпадающую с известными вариантами роста у современных летающих птиц. Однако они подчёркивают предварительный характер этого вывода, поскольку для его проверки необходимо изучить больше образцов останков микрорапторин разного возраста и получить дополнительные данные о росте их костей.

Хорошо сохранившийся скелет Norellraptor barsboldi позволил одновременно исследовать анатомию, оперение, рост костей и эволюционные связи микрорапторин.

Результаты исследования показывают, что внешнее сходство между этими динозаврами и ранними птицами ещё не означает общего происхождения их летательных приспособлений. Похожий набор особенностей мог формироваться независимо и разные эволюционные линии шли к нему разными эволюционными путями.


🟢

Если вы хотите чтобы в канале выходило больше статей,
то ваша помощь будет очень кстати и весьма своевременна.

Карта Сбер привязана к этому номеру: +79047465289
Пожалуйста, пишите - "В дар" при отправке перевода.
При отправке из-за рубежа пишите мне: @Asm55555

Пожалуйста, ставьте реакции на статьи в нашем канале.
Тогда канал попадает в рекомендации Telegram.
Чтобы канал жил, о нём должны знать.

Обсудить статьи и пообщаться можно здесь: https://t.me/intgrp

Спасибо всем, кто помогает выживать и развиваться каналу 🤝

Отдельное спасибо Надежде Наумовне за помощь каналу ❤️

Исследование провели учёные из Китая, Италии и Словакии. В Китае в работе участвовали: Институт геологии Китайской академии геологических наук и его лаборатория стратиграфии и палеонтологии Министерства природных ресурсов, Университет геологических наук Китая в Пекине и Университет Хэбэй GEO в Шицзячжуане. Италию представлял Палеонтологический музей и герпетологический центр OPHIS в Терамо, а Словакию - Центр междисциплинарных бионаук Университета Павла Йозефа Шафарика в Кошице.

Микрорапторины - небольшая группа хищных тероподовых динозавров, близких к птицам, известная прежде всего по находкам из нижнемеловых отложений северо-восточного Китая.

Некоторые из них обладали длинными перьями на передних и задних конечностях, поэтому их ископаемые часто рассматриваются как важный материал для изучения ранних этапов эволюции полёта.

Однако сходство микрорапторин с птицами можно объяснить по-разному - возможно обе группы унаследовали от общего предка некоторый набор особенностей, связанный с развитием полёта либо сходные приспособления возникали независимо в результате естественного отбора.

Новый вид был назван - Norellraptor barsboldi. Его название было посвящено американскому палеонтологу Марку Нореллу и монгольскому палеонтологу Ринчену Барсболду, внёсшим большой вклад в изучение птицеподобных динозавров.

Голотипом - образцом, по которому официально описывают новый вид, стал практически полный скелет особи длиной около 57 сантиметров с хорошо сохранившимися отпечатками части оперения.

Окаменелость обнаружили возле города Ламадун в уезде Цзяньчан на западе китайской провинции Ляонин, в отложениях нижнемеловой формации Цзюфотан. В 2023 году местный житель передал находку в музей Университета Хэбэй.

Скелет сохранился настолько хорошо, что большинство костей конечностей остались соединёнными между собой, а позвоночник практически полностью сохранил естественное положение.

Рядом с костями были обнаружены остатки оперения - возле правой кисти, вероятно, сохранились асимметричные маховые перья, характерные для аэродинамического оперения, а в районе хвоста были обнаружены перья с выраженным стержнем. Другие сохранившиеся перья были прямыми и простыми по строению.

Учёные также исследовали внутреннюю структуру лучевой кости. Для этого из средней части левой лучевой кости взяли небольшой образец и изготовили последовательные поперечные срезы толщиной около 52 микрометров, которые изучили в обычном проходящем свете, поляризованном свете и с использованием флуоресценции с помощью микроскопа ZEISS AX10, после чего цифровые изображения проанализировали с использованием ImageJ - специализированной программы для обработки изображений, что позволило увидеть чередование слоёв костной ткани, соответствующих периодам остановки роста.

В лучевой кости обнаружили 2 отчётливые границы остановки роста и начинающий формироваться следующий слой. Анализ показал, что животное прожило как минимум 3 года и погибло в поздней ювенильной стадии - ещё не достигло окончательной зрелости.

При этом структура кости указывает на неодинаковую скорость роста костных тканей в разные периоды - некоторые участки формировались быстрее, а затем рост резко замедлялся, что заметно отличается от некоторых ранее изученных микрорапторин и может указывать на своеобразный механизм развития передних конечностей у этих динозавров.

Особое значение имело сравнение Norellraptor с другими микрорапторинами и птицами.

Учёные включили новый вид в обновлённую базу признаков, содержащую данные о строении многочисленных птицеподобных теропод, и провели филогенетический анализ с помощью программы TNT, после 1000 поисковых запусков которой учёные сравнили полученные эволюционные деревья и определили - в каких ветвях появлялись различные анатомические признаки.