Телескоп IXO заглянет в темные углы Вселенной

Агентства NASA (Америка), ESA (Европа) и JAXA (Япония) планируют отправить в космос грандиозный рентгеновский телескоп. Основная задача IXO - изучение черных дыр и поиск ответов на многочисленные вопросы о происхождении Вселенной.

Новый телескоп сможет обнаружить рентгеновское излучение очень далеких черных дыр, поскольку только оно легко проходит сквозь космическую пыль, которая закрывает обзор в других диапазонах. Однако для поиска удаленных объектов зеркало телескопа должно быть очень большим: IXO будет иметь гигантское зеркало площадью 1300 м2, фокусное расстояние 20 м и угловое разрешение 4 угловые секунды для энергии больше 7 кэВ и 30 угловых секунд для 30 кэВ. Вес телескопа составит около 6600 кг, он будет 10 м и в длину и 4 метра в диаметре.

Стандартные оптические приборы не работают с высокоэнергетическими рентгеновскими лучами, поскольку последние отражаются только при очень малых углах встречи с плоскостью зеркала. Видимый свет отражается от зеркала, как мячик, отскакивающий от стены, в то время как рентгеновские лучи больше похожи на камень, прыгающий по поверхности пруда. Поэтому зеркало рентгеновского телескопа представляет собой "стопку" пластин с каналами, которые собирают рентгеновское излучение от удаленных объектов, переотражают лучи с помощью внутренних перегородок-микропор и собирают в точку.

Поверхность зеркала планируется изготовить из обычного кремния с отформованными при 600°C перегородками-микропорами, которые смогут захватывать космическое рентгеновское излучение. Таким образом создадут систему с очень высоким пространственным разрешением, быстродействием и длительным сроком службы. В настоящее время в Центре космических полетов им. Р. Годдарда идет интенсивная разработка зеркала для IXO.

Для оценки качества покрытия будет использоваться синхротрон радиационной лаборатории в BESSY II в Германии. Монохроматический пучок рентгеновских лучей синхротрона имеет расхождение менее одной угловой секунды и проверит зеркало IXO на трех уровнях энергии фотонов: на 1 кэВ, 2,8 кэВ и 7,6 кэВ.

Для запуска IXO подготовит почву немецко-русский космический рентгеновский телескоп eROSITA, создаваемый под эгидой Института Макса Планка. Его запустят в космос в 2013 году. Ожидается, что eROSITA найдет около трех миллионов новых черных дыр, включая сверхмассивные черные дыры, которые возникли на заре Вселенной, вероятно, еще до появления первых звезд. Также планируется изучить ядра ближайших галактик, обнаружить 50-100 тыс. скоплений галактик и облаков горячего газа, выделить крупномасштабные структуры Вселенной для исследования эволюции космоса. Важной задачей является изучение физики источников рентгеновского излучения, особенно таких, как остатки сверхновых звезд и рентгеновские двойные. Теоретически eROSITA может обнаружить все крупные скопления галактик во Вселенной. Масштабная картина даст материал для изучения загадок темной материи.

После предварительной "разведки" с помощью телескопа eROSITA на сцену в 2021 году выйдет огромный рентгеновский телескоп IXO, который "пристально" рассмотрит наиболее интересные объекты, досконально изучит черные дыры, сосредоточит внимание на темной материи и общей структуре Вселенной.

Большой рентгеновский телескоп IXO наверняка очень продолжительное время будет самым зорким глазом человечества, который позволит обозревать и ближайшие галактики, и удаленные на миллиарды световых лет черные дыры.

Человек - тупик эволюции ?

Чем сложнее устроено растение или животное, тем труднее ему адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Это идею в 1930 году выдвинул биолог Рональд Фишер. Однако возникает вопрос: если это положение верно, как объяснить великолепную адаптацию таких сложных организмов, как например орхидеи или птицы? Эта головоломка волнует биологов и служит аргументом для сторонников сотворения мира по божественному замыслу.

Исследование ученых из Мичиганского университета и Тайваньского научного медицинского института предлагает новую модель, которая доказывает возможность развития сложных организмов с помощью эволюционных процессов. Мало того - умеренная сложность способствует лучшей приспосабливаемости организма к изменениям окружающей среды.

Ученые сосредоточились на генетическом феномене, называемом плейотропией, когда один ген влияет более чем на один признак. Примеры плейотропии хорошо известны при определенных заболеваниях человека и задокументированы при изучении таких организмов, как мухи, дрожжи и мыши. Биологи признают важность плейотропии в процессах развития, старения и эволюции. Однако плейотропию трудно измерить, и общие закономерности этого явления плохо изучены.

Тем не менее группе исследователей удалось разработать математическую модель плейотропии, основанную на анализе нескольких больших баз данных генетических мутаций модельных организмов (дрожжи, круглые черви и мыши). Каждый набор данных включал тысячи генов и сотни признаков.

Изначально ученые предполагали, что все гены в организме в некоторой степени влияют на все его признаки, однако выяснилось, что большинство генов влияет только на небольшое число признаков и относительно маленькое число генов влияет на многие признаки.

Кроме того, была открыта "модульная" конструкция генов, когда гены и признаки группируются в "наборы". Гены в конкретном "наборе" влияют на определенную группу признаков, но не затрагивают другие группы признаков.

Все это ставит под сомнение мысль о том, что мутации в сложных организмах даются дорогой ценой. Модель Рональда Фишера предполагает, что мутации скорее на руку простым организмам. Это как сравнение с микроскопом и молотком: внося какое-либо изменение (например, изменение размеров любой детали на 1 см), больше вероятность испортить микроскоп, а не молоток.

Однако теперь очевидно, что даже если мутация появляется в сложном организме, она вряд ли распространится по всей популяции. И даже если это произойдет, влияние мутации, скорее всего, будет невелико. Это не опровергает гипотезу Фишера, но тем не менее уменьшает риск при мутациях сложных организмов и позволяет им в более широких пределах адаптироваться к изменениям окружающей среды.

Новая модель также показывает, что лучше всех адаптируются не простейшие или самые сложные организмы, а те, кто находится посередине по уровню сложности "конструкции".

Сторонники эволюционной теории, кажется, получили еще один весомый аргумент, который поможет объяснить развитие сложных видов без вмешательства божьей руки или инопланетного разума. Тем не менее вопрос, является ли человек идеальным продуктом эволюции остается открытым и даже ставится под некоторое сомнение, поскольку человек явно не является средней ступенькой в сложности живой материи. Возможно, наш разум стал уникальным альтернативным путем эволюции, которая "уперлась в тупик", достигнув предела сложности в развитии нашего организма.