Всяка година учените правят нови открития в стремежа си да разберат живота и тайните на космоса. Ето осем важни събития през 2024 г., които привлякоха вниманието ни.
Четене на мислите на плодова мушица

Първата пълна карта на мозъка на плодова мушица съдържа подробна информация за всички 139 255 нервни клетки и 54,5 милиона връзки между тях. Това е най-голямата мозъчна карта, направена на което и да е животно, въпреки че мозъкът на плодовата мушица е с размерите на маково семе. Картата може да доведе до по-дълбоко разбиране на начина, по който информацията се предава в мозъка.

„Джеймс Уеб“ изследва космическата зора

Мощният космически телескоп „Джеймс Уеб“ JWST бе пробивът на годината за 2022 г. През изминалите две години оттогава той продължава да бъде изключително полезен за науката – особено с това как отваря безпрецедентен прозорец към ранната вселена.

Телескопът наблюдава галактики в космическа зора и тяхната забележителна яркост бе изненадваща – показвайки, че те са били по-големи, отколкото могат да обяснят настоящите модели на еволюцията на галактиките. Допълнителни данни от JWST могат да помогнат на астрономите да обяснят защо. Анализите на светлината от тези ранни галактики предполагат, че те може да са били ярки, но не непременно големи – или защото са съдържали необичайно огромни звезди и/или масивни черни дупки, които са увеличили тяхната яркост.

Почервенели от разстоянието ранни галактики препълват едно от първите изображения на JWST. Кредит: НАСА; ESA; CSA; STSc

Ядрено измерване на времето

Научни часовникари дебютираха с първия в света прототип на ядрен часовник. Ядрените часовници отчитат времето въз основа на колебанията на енергийните нива в атомните ядра. Въпреки че прототипът не е напълно функциониращ часовник, разработването му показа на учените точната честота на светлината, необходима за предизвикване на колебания в енергийните нива на атомните ядра. Ядрените часовници биха могли да помогнат на учените да изследват фундаменталната физика - област от науката, в която има много потенциални открития.

Физиците използват лазер (на снимката), за да изследват скок между две енергийни нива в торий-229, който може да послужи като ядрен часовник. Кредит: Chuankun Zhang/JILA

Защита на пандата

През тази година в областта на биологията на гигантските панди бе осъществена огромна крачка напред: За пръв път изследователи са трансформирали кожните клетки на пандата в стволови клетки, които могат да бъдат превърнати във всеки друг вид клетка в организма. Възможността да се вземат кожни клетки и в крайна сметка да се получат, например, прекурсори на сперматозоиди и яйцеклетки дава на природозащитниците възможност да защитят гигантските панди от изчезване, стимулирайки размножаването и разширявайки малкия генофонд на мечките.

Има надежда за опазването на гигантските панди. Кредит: Animalia.bio CC BY-SA 3.0

Нова фабрика за азот

Един еукариот се присъедини към някои бактерии и археи в клуба на фиксиращите азот. Един вид морско водорасло има вътрешна фабрика, която превръща азота в амоняк - биологично използваема форма. То има уникален органел - наречен „нитропласт“ - който му позволява да фиксира собствения си азот.

Фабриката вероятно е започнала като отделна форма на живот, която е влязла в симбиотична връзка с еукариота. С течение на хилядолетия двете може да са се преплели дотолкова, че да се превърнат в един организъм.

Едноклетъчното водорасло Braarudospharea bigelowii (показано тук в 1000-кратно увеличение) е първият еукариот, за който е известно, че фиксира азот, благодарение на своя органел нитропласт (стрелката). Кредит: Tyler Coale

Течения в земната мантия

Повърхността на нашата планета е разделена на плочи, които се движат, свиват и растат. Сега изследователи твърдят, че издигането на гореща скала в мантията, което се случва, когато континенталните плочи се разделят, създава „въртящи се конвективни течения“ – вълни в мантията – които преминават по долната част на континентите и създават всякакви хаос далеч отгоре. Вълните биха могли да обяснят странните земни образувания и как диамантите, изковани дълбоко във вътрешността на Земята, достигат до повърхността.

Кимбърлит (Premier Kimberlite Pipe, Mesoproterozoic, ~1,2 Ga; Premier Mine, Южна Африка). Кредит: James St. John (CC BY 2.0)

Ултраразпад

Чрез разбиване на протони в неподвижна мишена физици са наблюдавали предсказана, но непотвърдена досега форма на разпад на частици. При сблъсъка са се получили субатомни частици, наречени каони. Тези каони са се разпаднали в необичайна комбинация от три други вида частици със скорост около 13 на 100 милиарда пъти. Продължаването на изследването на разпада може да помогне за разкриването на нови физични явления.

Експеримент в ЦЕРН (на снимката) откри изключително рядък разпад на субатомни частици, наречени каони. Кредит: M. Brice/CERN

Рециклиране на мъртвото тегло

Дървесната папрат Cyathea rojasiana е първото известно растение, което превръща мъртвите си листа в корени. От листата израстват коренчета, които папратта може да използва, за да търси хранителни вещества в почвата на панамските гори. Сега изследователите искат да разберат как коренчетата усвояват хранителните вещества.

Дървесната папрат Cyathea rojasiana в панамската гора Quebrada Chorro съживява мъртвите си листа, като ги превръща в малки корени. Кредит: J. Dalling

Събуждане на черната дупка

В една заспала галактика, недалеч от нас, свръхмасивна черна дупка изглежда постепенно се събужда, предоставяйки на астрофизиците първия им поглед към черна дупка, която преминава от слаба и тиха към ярка и активна. Когато свръхмасивните черни дупки поглъщат материал като звезди, те обикновено светят само няколко дни или седмици. Но за щастие на учените тази черна дупка е останала светеща в продължение на години. Макар че изследователите не са напълно сигурни защо черната дупка продължава да свети, те следят ситуацията отблизо и се надяват да получат някои сведения за това как черните дупки растат.

Свръхмасивната черна дупка в галактиката SDSS1335+0728 е светнала, като вероятно ще даде на астрономите представа как се събуждат такива чудовища. Кредит: M. Kornmesser/ESO

Квантовата физика срещу скоростта на Земята

Скоростта на въртене на Земята е добре установена, но учените я измерват по нов начин - с помощта на вплетени квантови частици. Теориите на квантовата физика и гравитацията са до голяма степен несъвместими, така че е забележително, че измерванията в рамките на експеримента са съвпаднали с известната скорост на въртене на Земята. Физиците се надяват, че експериментът ще отвори врати за по-нататъшни изследвания за демистифициране на взаимодействието между гравитацията и квантовата физика.

В лабораторен експеримент учените изпратили вплетени частици светлина (червени квадратчета) в интерферометър (илюстриран), който бил достатъчно чувствителен, за да измери въртенето на Земята. Кредит: Marco Di Vita

Полет 5 на Starship успя

„Супер тежкият“ ускорител на ракетата се върна, за да кацне в „ръцете“ на стартовата кула на компанията, в драматичен „улов“ за първи път. Кредит SpaceX

Най-голямата и най-мощна ракета в света - Starship, направена от SpaceX на Илон Мъск - ​​се отличи в тестовите полети тази година. В края на краищата, кой би могъл да забрави как неговият ускорител бе хванат във въздуха, след като падаше по-бързо от скоростта на звука? Според специалистите това забележително техническо постижение предвещава нова ера на достъпни тежкотоварни ракети, които биха могли да намалят разходите за правене на наука в космоса.

Източници:

Here are 8 remarkable scientific firsts of 2024, Science News

ScienceAdviser: Of all the breakthroughs in 2024, what topped Science’s list?, Science