Радиосигнал из другого мира, аутизм и внутриутробные инфекции, продолжительность суток

На Земле зарегистрировали радиосигнал от экзопланеты

Земные астрономы впервые зарегистрировали радиовсплески, пришедшие от планеты за пределами Солнечной системы. «Голос» подал газовый гигант, обращающийся вокруг Беты Живописца — звезды, которая находится в 63 световых годах от нас. Это настоящий исполин — планета в 12 раз тяжелее Юпитера, от своей звезды он находится примерно в полутора миллиардах километров (как Сатурн от Солнца).

Радиосигнал зафиксировал радиоинтерферометр MeerKAT, который работает в ЮАР. Диапазон сигнала — от 0,85 до 3,5 ГГц, структура включает как относительно постоянное излучение, так и короткие всплески, которые распространялись как будто по спирали. А это означает, что радиоизлучение может быть связано с движением заряженных частиц в магнитном поле мегаюпитера. В магнитосферах наших планет такие потоки тоже образуются — как правило, мы видим их как полярные сияния.

Вряд ли эти сигналы шлют нам дружественные расы. Но тогда зачем их наблюдать и откуда они вообще взялись?

По частоте всплесков радиоволн астрономам удалось определить силу магнитного поля планеты, и оно оказалось совершенно неприличным: 1,5 килогаусса. Это в 2,5 тысячи раз сильнее, чем у Земли (0,5 гаусса), в 300 раз сильнее, чем у Юпитера (4,3 гаусса). Впрочем, результат оказался близким к расчетному — от молодого и горячего газового исполина примерно этого и ожидали. И это стало первым в истории земной науки прямым измерением магнитного поля экзопланеты.

Всплески, по мнению ученых, связаны с тем, как быстро вращается планета (9 часов вокруг своей оси — при таких размерах это практически волчок), и с тем самым огромным магнитным полем. А еще они могут быть вызваны звездным ветром или тем, что где-то неподалеку картину смазывает естественный спутник планеты.

Это важное открытие позволяет астрономам напрямую мерить магнитные поля других экзопланет — в свою очередь, это многое дает для понимания физики других миров.

Наночастицы стали «солнечными батареями» для ослепшего глаза

Международная группа ученых под руководством специалистов Орхусского университета (Дания) придумала, как заместить погибшие нейроны и активировать существующие в поврежденной сетчатке глаза. Такие состояния возникают при нейродегенеративных болезнях сетчатки — пигментном ретините, к примеру. Фоторецепторы сетчатки гибнут, а вот более глубокие нейроны, которые получают от них сигнал и перенаправляют в мозг, еще долго живут. Но работать без фоторецепторов не могут.

Чтобы снова «дать им работу» и вернуть пациентам зрение, физики и биологи создали светочувствительные наночастицы графитоподобного нитрида углерода, которые эффективно поглощают видимый свет. Они вводятся в глаз инъекцией, равномерно распределяются по сетчатке и начинают там работать в качестве фоторецепторов. В тот момент, когда на наночастицу попадает свет, в ней возникает физико-химический ответ. Генерируется импульс на тех самых «проводниковых» нейронах, и они отправляют в мозг сигналы.

Система работает — по крайней мере, на мышах. Животные, которые до сих пор были абсолютно слепые, после тестирования описанной технологии начали видеть свет. На изолированных тканях сетчатки свиньи технология тоже показала успешность работы.

Микроскопические “солнечные батареи” из наночастиц вводятся обычной инъекцией, и им все равно, в чем была причина потери зрения. То есть технология универсальна. Осталось изучить, как материал будет вести себя в тканях глаза на долгосрочную перспективу — и начинать клинические испытания на людях.

Крепкий сон — залог здоровья

Медики из Пекина попытались четко зафиксировать, как взаимосвязаны фазы сна с общим здоровьем. Давно понятно, что для хорошего здоровья человеку надо хорошо спать, но четко измерить качество сна в разных фазах определить очень сложно.

Поэтому ученые из Столичного медицинского университета воспользовались массивом данных Британского Биобанка о состоянии здоровья 95 559 человек, которые семь дней носили на себе фитнес-трекеры и акселерометры. Приборы фиксировали жизненные показателя и непрерывно отсылали поток сигналов в исследовательский центр. Чтобы обработать эти данные исследователи применили алгоритм глубокого обучения, который точно распознавал фазы сна (быстрый, глубокий медленный, легкий), записывал моменты, когда человек просыпался ночью и отслеживал нестабильность графика.

После этого здоровье участников отслеживали еще девять лет. По данным из их медкарт ученые смогли понять, как качество сна влияло на развитие различных патологий.

Итог оказался таким: структура сна достоверно влияет на 156 заболеваний. А люди, у которых велика доля быстрого сна (REM-сна), оказались устойчивы к 83 заболеваниям. Китайские медики считают, что эта фаза, во время которой мы видим сны и проживаем эмоции, критически важна для защиты нервной и сосудистой системы. Так, если фаза быстрого сна удлиняется на 47,6 минуты в среднем — вероятность развития сердечной недостаточности снижается на 26%, деменции на 46%, а болезни Паркинсона — и вовсе на 80%.

Глубокий медленный сон, в свою очередь, защищает нас от сахарного диабета II типа и клинической депрессии. А если часто просыпаться ночью и отдыхать бессистемно — это повышает риск психических расстройств и даже развития зависимостей от алкоголя или наркотиков.

Врожденные инфекции связали с повышенным риском аутизма и нарушений интеллектуального развития

Исследователи из Каролинского института в Швеции нашли связь между инфекциями, которыми ребенок может заразиться во время беременности, и последующим развитием аутизма и нарушений интеллектуального развития. Для этого ученые проанализировали медицинские данные почти 3,7 млн человек, родившихся в Швеции с 1987 по 2021 годы.

Речь идет о так называемых TORCH-инфекциях — группе заболеваний, возбудители которых способны передаваться от матери ребенку еще до рождения. В нее входят токсоплазмоз, сифилис, краснуха, цитомегаловирус, герпес. Эти вирусы могут передаться ребенку в утробе еще до того, как он появляется на свет.

В исследование попали 975 детей с подтвержденной врожденной TORCH-инфекцией. За участниками наблюдали с рождения до конца 2023 года, сопоставляя сведения об инфекции с последующими диагнозами и результатами обучения. Оказалось, что среди детей, получивших инфекцию еще до рождения, аутизм диагностировали примерно в три раза чаще, чем среди неинфицированных сверстников. Задержка интеллектуального развития встречалась более чем в семь раз чаще, а вероятность тяжелой или глубокой степени интеллектуальных нарушений могла быть выше до 30 раз.

При этом исследователи подчеркивают важную деталь: высокий относительный риск не означает, что внутриутробные инфекции стопроцентно являются распространенной причиной аутизма.

Дополнительную проверку ученые провели на родных братьях и сестрах участников. Они сравнили детей с врожденной TORCH-инфекцией с их братьями и сестрами, у которых инфекции не было. Связь с аутизмом и нарушениями интеллектуального развития сохранилась. Это означает, что полученные результаты нельзя объяснить только особенностями, общими для членов одной семьи.

Авторы подчеркивают значение профилактики таких инфекций во время беременности. В качестве одного из примеров они приводят краснуху: после введения национальной программы вакцинации в Швеции заболеваемость практически сошла на нет. Для профилактики токсоплазмоза исследователи рекомендуют избегать сырого и недостаточно приготовленного мяса, тщательно мыть овощи и соблюдать осторожность при контакте с кошачьими экскрементами.

Таким образом, исследование показывает связь между заражением плода TORCH-инфекциями и последующими нарушениями развития, но не утверждает, что именно эти инфекции являются причиной аутизма в большинстве случаев.

Внутри Земли идет «перетягивание каната», из-за которого меняется длина суток

Продолжительность суток кажется неизменной только в повседневной жизни. На самом деле скорость вращения планеты постоянно колеблется: за десятилетия продолжительность суток может меняться на несколько миллисекунд. Новое исследование показывает, что одну из главных ролей в этом процессе играет то, что происходит глубоко внутри Земли.

Исследователи из Университета Альберты создали математическую модель, которая описывает взаимодействие земного ядра и мантии. Оказалось, что изменения продолжительности суток лучше всего объясняет борьба трех сил: гравитационной, магнитной и механической.

Ядро Земли — металлический шар размером примерно с Марс. Оно состоит преимущественно из железа и разделено на две части. Внутреннее ядро твердое, а внешнее — расплавленное и постоянно движется. Внутренняя часть может вращаться немного быстрее или медленнее остальной планеты. Взаимодействие этих слоев и меняет скорость вращения Земли.

Одну из действующих сил создает движение расплавленного внешнего ядра. Его потоки механически воздействуют на границу между ядром и мантией — как река обтекает камни. Вторая сила связана с магнитным полем Земли и возникает благодаря движению расплавленного металла во внешнем ядре. Магнитные силы действуют на богатые железом участки мантии, таким образом меняя вращение планеты. Но главная сила, согласно новой модели, — гравитация.

Плотные участки внутреннего ядра притягиваются к более плотным областям мантии. Из-за этого внутреннее ядро как бы стремится занять определенное положение относительно окружающего слоя. Однако расплавленное внешнее ядро постоянно движется преимущественно и постепенно вытаскивает внутреннее ядро из этого положения. Затем гравитация снова начинает возвращать его обратно.

Получается своеобразное космическое перетягивание каната. Гравитация тянет внутреннее ядро в одну сторону, а магнитные и механические силы действуют ей навстречу. Именно сочетание этих процессов, по расчетам ученых, лучше всего соответствует наблюдаемым изменениям продолжительности земных суток.

Для проверки модели исследователи использовали данные о вращении внутреннего ядра. Предыдущие наблюдения сейсмических волн показали, что с 1960-х годов оно сначала постепенно вращалось быстрее остальной планеты, а примерно после 2010 года замедлилось. Новая работа помогает связать эти изменения с процессами внутри Земли. При этом ученые получили не только объяснение небольших колебаний продолжительности суток, но и дополнительную информацию о том, как ведут себя материалы в недрах планеты.

Для человека разница в несколько миллисекунд незаметна. Но для геофизиков такие крошечные изменения — важная подсказка. По ним можно восстанавливать процессы, происходящие на глубине тысяч километров, куда мы пока не способны добраться напрямую.