Райские птицы оказались «черными дырами» в перьях

«Самым черным» материалом в мире считается Vantablack, структура, напоминающая вертикальный «лес» из углеродных нанотрубок, в которых теряется 99,9 процента падающих на поверхность видимых, микро- и радиоволн. Ничто другое и близко не подходит к этому показателю, но тем неожиданнее оказалась находка, сделанная Дакотой Маккой (Dakota McCoy) из Гарвардского университета и ее коллегами. Почти случайно ученых привлекла абсолютно черная, «словно черная дыра», поверхность крыльев райской птицы (Paradisaeidae), чучело которой попалось одному из авторов в музее. В статье, опубликованной журналом Nature Communications, они приводят результаты своего исследования.

Райские птицы – далекие тропические родственники наших воробьев, которые обитают на Новой Гвинее и соседних островах. Броские цвета самцов и эффектный танец помогают им находить партнера для выращивания потомства и служат предметом внимательного изучения со стороны самок, внешне довольно невзрачных: одного неровного перышка может быть достаточно для отказа. Под действием этого полового отбора самцы развили замечательную окраску и пластику: изысканный, глубокий черный цвет фона подчеркивает особенно яркие цвета некоторых перьев.

Чернота некоторых перьев райских птиц стала предметом большого интереса Дакоты Маккой и ее коллег. Измерив оптические свойства перьев шести видов райских птиц, они определили, что некоторые из них действительно отличаются «радикально черным» цветом и отражают не более 0,05 процента падающего на них излучения. Очевидно, что этот эффект создается не только и не столько пигментом, сколько структурой, как это происходит и в Vantablack. Поэтому ученые исследовали их с помощью сканирующего электронного микроскопа и компьютерной микротомографии.

Как и можно было ожидать, разница оказалась разительной: «просто черные» перья выглядели как простая «елочка» более тонких нитей, тянущихся от центральной. «Радикально черные» перья походили на древнюю ель или густой кустарник с сильно ветвящейся структурой из плоских «листьев», в которой легко затеряется любой случайный фотон.

Эффективность поглощения фотонов такой структурой настолько велика, что даже напыление на нее золота ситуацию не сильно меняет, и она в целом сохраняет свой «радикально черный» цвет. Ученые предполагают, что свою роль в появлении такой адаптации мог сыграть не только половой отбор, но и самый обыкновенный, и черное оперение самцов райских птиц улучшает их маскировку от хищников.