JWST опроверг общепринятую модель реионизации Вселенной

Результаты исследования были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (MNRAS). Эпоха реионизации — это период, когда первые звёзды и галактики превратили нейтральный водород в ионизированный, изменив физическое состояние Вселенной.

Считается, что реионизация завершилась примерно через миллиард лет после Большого взрыва. Однако новые данные JWST показывают, что она могла закончиться на 350 миллионов лет раньше.

Астрономы не могут наблюдать процесс реионизации напрямую, поэтому используют косвенные доказательства. Они измеряют свет от космического микроволнового фона и анализируют спектральную линию Лаймана-альфа, которая связана с изменениями энергии водорода.

Эти данные помогают моделировать количество энергии, необходимое для ионизации всей Вселенной. Однако JWST позволил заглянуть в более ранние этапы существования Вселенной и обнаружил большее, чем ожидалось, количество галактик, излучающих экстремальный ультрафиолетовый свет.

Это ставит под сомнение устоявшиеся оценки и говорит о том, что галактики могли самостоятельно поддерживать реионизацию. По подсчётам JWST, реионизация могла завершиться через 550-650 миллионов лет после Большого взрыва, что создаёт напряжение в теоретических моделях.

Если это так, то космический микроволновый фон и спектры Лаймана-альфа должны выглядеть иначе, чем предсказывалось ранее. В качестве возможного объяснения астрономы рассматривают процесс рекомбинации, когда протоны и электроны могут снова соединяться в нейтральный водород.

Для завершения реионизации в этом случае потребовалось бы больше ультрафиолетового излучения. Исследователи планируют продолжать наблюдения и уточнение моделей, чтобы лучше понять этот критический период в истории Вселенной.

Их статья, посвящённая этому вопросу, принята к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) и размещена на портале электронных препринтов arXiv. Исследователи изучили эволюцию экзолун, покрытых водой и похожих на Европу, которые вращаются вокруг газовых гигантов, аналогичных Юпитеру, в системах красных карликов.

Они отметили, что при определённых условиях газовые гиганты могут стабильно существовать в обитаемой зоне звезды, которая находится на стадии красного гиганта, или вокруг белого карлика — остатка звезды. Учёные пришли к выводу, что система Юпитер-Европа, находящаяся на орбите вокруг красного карлика, впервые войдёт в обитаемую зону через 12,25 миллиарда лет после рождения звезды, а покинет её через 12,45 миллиарда лет.

Затем газовый гигант и экзолуна проведут около 0,5 миллиарда лет вне обитаемой зоны и снова окажутся в её пределах. Авторы подчёркивают, что их анализ зависит от множества параметров, включая орбиты экзолуны и газового гиганта, а также соотношение их масс.

«Большинство пригодных для жизни планет земной группы, включая нашу, однажды встретят свой неизбежный конец в ветви красных гигантов. Однако ледяные луны в системе Солнца и вокруг других звёзд могут преобразоваться в пригодный для жизни мир вокруг белого карлика, который останется стабильным в течение времени, превышающего возраст Вселенной», — заключили авторы.

В мае 2017 года астрофизики Алессандро Патруно и Михель Кама из Лейденского университета (Нидерланды) показали, что вокруг нейтронных звёзд могут находиться пригодные для жизни планеты. А в январе 2016 года чешские физики, опубликовавшие своё исследование на сайте arXiv, продемонстрировали, что на планете, вращающейся вокруг чёрной дыры, может существовать жизнь.

Результаты исследования опубликованы в журнале Current Developments in Nutrition (CDN). В эксперименте участвовали 51 взрослый человек с преддиабетом.

В течение двух 12-недельных периодов они по очереди получали либо стандартный углеводный перекус (например, 1–2 ломтика цельнозернового хлеба), либо около 57 граммов фисташек перед сном. У всех участников собирали образцы стула и анализировали их, чтобы оценить состав микробиоты.

Выяснилось, что ночной перекус фисташками способствует увеличению количества полезных бактерий Roseburia и представителей семейства Lachnospiraceae. Эти микроорганизмы производят масляную кислоту (бутират), которая питает клетки кишечника, поддерживает иммунитет и уменьшает воспаление.

Кроме того, после диеты с фисташками уменьшилось количество потенциально вредных бактерий, включая Blautia hydrogenotrophica, которая может быть связана с риском болезней почек и сердца. Авторы исследования подчёркивают, что влияние на микробиом может объяснять потенциальную пользу фисташек при нарушении обмена веществ.

Однако прямую связь с профилактикой диабета ещё предстоит подтвердить.

Они выяснили, что регулярное воздействие яркого света ночью может повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний. Препринт работы опубликован на портале medRxiv.

Участники эксперимента носили на запястьях специальные датчики, которые фиксировали уровень освещения в течение недели. После этого данные сопоставили с историей заболеваний за последующие 9,5 лет.

Оказалось, что у людей, которые подвергались наиболее интенсивному ночному освещению, чаще диагностировали ишемическую болезнь сердца, инфаркт, сердечную недостаточность, аритмию и инсульт. Связь между ночным освещением и болезнями сердца сохранялась даже после учёта факторов риска, таких как уровень физической активности, рацион, сон, вредные привычки и генетическая предрасположенность.

Особенно сильная зависимость наблюдалась у женщин и у людей младшего возраста. Учёные считают, что главная причина — нарушение циркадных ритмов, то есть биологических часов, которые регулируют работу организма.

Это может привести к сбоям в работе сердечно-сосудистой системы, обмене веществ и гормональной регуляции. Авторы исследования рекомендуют минимизировать воздействие искусственного освещения в ночное время, особенно в спальне.

Ранее учёные обнаружили другую неожиданную причину сердечно-сосудистых заболеваний — субъективное чувство низкого социального статуса. У женщин, которые ощущают себя «ниже» других в социальной иерархии, может быть повышен риск скрытого фиброза сердечной ткани даже при отсутствии явных симптомов.

Вместо изучения отдельных факторов риска специалисты рассмотрели повторяющиеся диагностические цепочки, которые предшествуют заболеванию. Четыре основных «пути» к болезни включают психические расстройства, нарушения мозговой деятельности, постепенное когнитивное снижение и сосудистые заболевания.

Например, было выявлено, что депрессия после гипертонии может быть сильным предиктором будущей деменции. Ключевым прогностическим фактором стала именно последовательность диагнозов, а не их наличие по отдельности.

Для подтверждения закономерностей использовались машинное обучение и продвинутые алгоритмы на данных из масштабной базы All of Us, которая охватывает разнообразные группы населения. Это может помочь в более раннем выявлении болезни, персонализированной профилактике и прерывании «вредных цепочек» до развития необратимых нарушений.

Авторы исследования подчёркивают, что понимание поэтапного развития болезни Альцгеймера может радикально изменить подходы к диагностике и лечению. Ранее учёные выяснили, что регулярная езда на велосипеде может защищать мозг от возрастных изменений.

Согласно масштабному исследованию, такая активность снижает риск деменции и болезни Альцгеймера почти на четверть.