Научные открытия-2024: суперземли, 4D-печать, медицина и новые инструменты познания Вселенной

Наука не стоит на месте. В первой четверти XXI века человечество постепенно решает проблемы, существовавшие веками в области здравоохранения, переосмысляет многие до этого существовавшие константы и базовые научные принципы.

Космос традиционно выступает передним краем для испытания многих перспективных технологий – от испытания вакцин до выращивания сельскохозяйственных культур, от изучения истории нашей вселенной до технологий будущего.

Собрали для вас подборку важных открытий 2024 года, которые вы, возможно, пропустили.

В середине 2024 года британские астрономы из университета Центрального Ланкашира обнаружили на расстоянии в примерно 9,2 млрд световых лет от Земли крупнейшую космическую структуру в изученной вселенной – скопление галактик «Большое кольцо». Его размер (точнее, диаметр, так как по своей форме скопление большей частью двухмерное и дисковидное) составляет примерно 1,3 млрд световых лет – если бы это скопление было видно с Земли невооруженным взглядом, оно было бы в 20 раз больше Луны. «Большое кольцо» не вписывается в стандартную космологическую модель – она слишком велика.

Дальнейшее исследование «Большого кольца» может привести к самым неожиданным открытиям в космологии и астрономии в целом вплоть до пересмотра существующих постоянных.

В декабре 2023 года телескоп TESS, принадлежащий НАСА, обнаружил так называемую «суперземлю» - крупную планету в «обитаемой зоне», возможно, комфортной для появления жизни. Планета TOI-715b вращается вокруг красного карлика TOI-715, имеет диаметр примерно в полтора раза больше земного и расположен в 137 световых годах от нас. Вокруг своего светила планета оборачивается примерно за 19 земных дней.

Еще быстрее вокруг своей звезды обращается планета Gliese 12b в солнечной системе красного карлика Glieze 12 «всего» в 39 световых годах от Земли. Она была открыта в мае 2024 при помощи все того же телескопа TESS. Ее период обращения вокруг своего светила составляет чуть менее 13 земных дней и, как и TOI-512b, она находится в обитаемой зоне, где возможно существование воды в жидком виде.

МАКЕТ СТАНЦИИ ЧАНЪЕ-6

25 июня минувшего года китайская автоматическая межпланетная станция (АМС) «Чанъе-6» успешно доставила на Землю примерно 1,9 кг грунта (реголита) с невидимой с Земли стороны Луны, из бассейна Южного полюса-Эткена. Это первый случай добычи и доставки на нашу планету грунта с «той стороны» нашего естественного спутника.

Первые выводы о проведенных исследованиях появились уже в сентябре: китайские ученые заявили о более рыхлой структуре полученного грунта и об отличающемся химическом составе. Добытый с глубины не более 3 см грунт содержал в себе по большей части местные базальты с пониженным содержанием металлов. Дальнейшее исследование грунта, вероятно, приоткроет завесу тайны над историей вулканической деятельности на Луне, образования нашего спутника и самой Земли.

Линза телескопа LSST на производстве в Калифорнии

Обсерватория Сьерра Панчон в Южной Америке в 2024 году обзавелась новым дальним телескопом для исследования дальних звезд и галактик. Им стала самая большая в мире цифровая камера LSST (Large Synoptic Survey Telescope), имеющая два объектива – один шириной в 1,5 метра, другой – в 90см. LSST делает фото ночного неба каждые три ночи и за счет вычислительной фотографии и высокой светосилы может различить планеты и звезды, доселе невидимые с Земли.

Ученые также хотят изучить закономерности в распределении галактик и то, как они изменились с течением времени, выявляя скопления темной материи и обнаруживая сверхновые. Это откроет путь к пониманию как природы темной материи, так и темной энергии. Светосила камеры также позволит составить более детальную карту Млечного пути. Иными словами, это – новое слово в астрономии.

Олег Кононенко

Индустрия 3D и 4D-печати сегодня набирает обороты, в том числе – и в области медтехники. Эксперименты по печати органов из искусственных тканей на МКС проводились и в прошлом десятилетии, а в апреле 2024 года российские космонавты приступили к экспериментальной печати искусственных трубчатых органов. Эксперимент проводился в две сессии – длиной в сутки и в двое суток. В эксперименте принимали участие космонавт-рекордсмен Олег Кононенко и белорусская космонавтка Марина Василевская.

В перспективе полученные в ходе эксперимента наработки позволят печатать как на Земле, так и в космосе, каналы, капилляры и сосуды (а также «полые» органы) для последующей пересадки. Такой эксперимент в условиях невесомости проходил впервые.

РНИМУ ИМ. ПИРОГОВА

В апреле минувшего года ученые из Российского национального исследовательского медицинского университета (РНИМУ) имени Н.И. Пирогова, Института биоорганической химии РАН совместно с фармацевтической компанией BIOCAD зарегистрировали в российском Минздраве первую в мире вакцину от болезни Бехтерева — Trivibua. Уже в конце июля вакцина дошла до первого пациента.

Болезнь Бехтерева – тяжелое аутоиммунное заболевание. Часть Т-лимфоцитов, обычно «защищающих» организм от инфекций, начинают синтезировать вызывающий воспаление тканей белок. Симптоматика болезни – сильные боли в суставах и постепенное стачивание хрящевых тканей, что приводит к «окостенению» позвонков и инвалидности. Болезнь в той или иной форме встречается в среднем у каждого 200-го человека, преимущественно – у молодых мужчин в возрасте от 15 до 35 лет. Ныне и на этом фронте намечается прорыв. Что характерно, выпуску вакцины предшествовали многочисленные эксперименты на МКС по синтезу искусственных белков, интегрируемых в различные вакцины, направленные на борьбу с вирусными заболеваниями.

Схема испытательного комплекса малого коллайдера NICA в Дубне

Многолетний проект строительства в подмосковном наукограде Дубна малого разгонщика элементарных частиц NICA, кажется, в прошлом году вышел на финишную прямую. В июне 2024 года был произведен технический запуск достроенного коллайдера с длиной разгонного кольца примерно в полкилометра. В общей сложности в проекте были задействованы 130 научных институтов, университетов и предприятий, в том числе 36 отечественных, 2.400 ученых, включая 1.650 российских. Первый эксперимент с разгоном и столкновением элементарных частиц со скоростью до 0,5 скорости света будет осуществлен уже в ближайшие месяцы. Эксперименты с ускорителями элементарных частиц сложно переоценить: они позволяют нам воссоздать момент Большого взрыва, больше узнать о нашей Вселенной и о свойствах того, из чего она состоит на самом низовом, атомарном уровне.