Παρασκευή, 19 Ιανουαρίου 2018

Εξέταση αίματος ανιχνεύει οκτώ διαφορετικούς τύπους καρκίνου. Single blood test screens for eight cancer types

Το τεστ αξιολογεί τα επίπεδα καρκινικών πρωτεϊνών και την παρουσία μεταλλάξεων ογκογονιδίων στο αίμα. CancerSEEK is a unique noninvasive, multi-analyte blood test that detects and localizes eight common cancer types. Credit: Elizabeth Cook and Kaitlin Lindsay

Ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Ογκολογίας-Παθολογίας, Νικόλαο Παπαδόπουλο, ανέπτυξαν μια απλή εξέταση αίματος που μπορεί να ανιχνεύσει οκτώ συχνές μορφές καρκίνου και να εντοπίσει επίσης την τοποθεσία του καρκίνου.

Το μοριακό αυτό τεστ στοχεύει αποκλειστικά στον έλεγχο για καρκίνο και επομένως διαφέρει από τα άλλα μοριακά τεστ που βασίζονται στην ανάλυση μεγάλου αριθμού καρκινικών γονιδίων για να βοηθήσουν στον εντοπισμό θεραπευτικά αξιοποιήσιμων στόχων.

Όπως αναφέρεται σε άρθρο του Science, η εξέταση που ονομάζεται CancerSEEK, ένα μια μοναδική, μη επεμβατική τεχνική πολυεπίπεδης ανάλυσης που αξιολογεί τα επίπεδα οκτώ καρκινικών πρωτεϊνών και την παρουσία καρκινικών γονιδιακών μεταλλάξεων από το DNA που κυκλοφορεί στο αίμα. Το τεστ έχει ως στόχο τον εντοπισμό οκτώ συχνών μορφών καρκίνου, οι οποίες αναλογούν σε πάνω από το 60% των καρκινικών θανάτων μόνον στις ΗΠΑ. Πέντε εκ των καρκίνων αυτών, σήμερα δεν έχουν κάποιο άλλο τρόπο διάγνωσης.

"The use of a combination of selected biomarkers for early detection has the potential to change the way we screen for cancer, and it is based on the same rationale for using combinations of drugs to treat cancers," says Nickolas Papadopoulos, Ph.D., senior author and professor of oncology and pathology.

«Η χρήση του συνδυασμού των επιλεγμένων βιοδεικτών για πρώιμη ανίχνευση έχει την προοπτική να αλλάξει τον τρόπο που ελέγχουν τον καρκίνο και βασίζεται στην ίδια λογική με τη χρήση συνδυασμού φαρμάκων για την θεραπεία των καρκίνων», εξηγεί ο Δρ Παπαδόπουλος της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins.

«Οι μεταλλάξεις του DNA του όγκου που κυκλοφορούν στο αίμα μπορούν να αποτελέσουν εξειδικευμένους δείκτες του καρκίνου. Για να κεφαλαιοποιήσουμε αυτή την εξειδίκευση, θελήσαμε να αναπτύξουμε ένα ισχυρό πλαίσιο που να μπορεί να ανιχνεύσει τουλάχιστον μια μετάλλαξη για τη μεγάλη πλειοψηφία των καρκίνων. Σημαντικότερο όμως ήταν να κρατήσουμε αυτό το πλαίσιο σε στενά όρια ώστε να περιορίσουμε τα ψευδώς θετικά αποτελέσματα και να είναι το διαγνωστικό τεστ οικονομικά προσιτό», προσθέτει ο Τζόσουα Κοεν, διδακτορικός φοιτητής στην Ιατρικής Σχολή του Johns Hopkins και κύριος συγγραφέας της μελέτης.

Οι ερευνητές αρχικά μελέτησαν αρκετές εκατοντάδες γονίδια και 40 πρωτεϊνικούς δείκτες, περιορίζοντας τελικά τον αριθμό στα 16 γονίδια και τις οκτώ πρωτεΐνες.

Στις κλινικές δοκιμές που έγιναν σε 812 υγιή άτομα, το τεστ είχε εξειδίκευση στην ανίχνευση του καρκίνου σε ποσοστό μεγαλύτερο του 99%, γεγονός πολύ σημαντικό επειδή, όπως εξηγεί ο Κέννεθ Κινζλερ, καθηγητής Ογκολογίας, «τα ψευδώς θετικά αποτελέσματα γίνονται αιτία να υποβάλλονται οι ασθενείς σε περιττές επεμβατικές ιατρικές διαδικασίες για την επιβεβαίωση του καρκίνου».

Το CancerSEEK παρήγαγε μόλις επτά ψευδώς θετικά αποτελέσματα. Στη συνέχεια αξιολογήθηκε σε δείγμα 1.005 ασθενών με μη μεταστατικό σταδίου Ι έως ΙΙΙ καρκίνου των ωοθηκών, του ήπατος, του στομάχου, του παγκρέατος, του οισοφάγου, του παχέος εντέρου, του πνεύμονα ή του μαστού.

Η ενδιάμεση συνολική ευαισθησία ή ικανότητα ανίχνευσης του καρκίνου, ήταν 70% και κυμαινόταν από 98% στον καρκίνο των ωοθηκών έως 33% στον καρκίνο του μαστού. Για πέντε καρκίνους (ωοθηκών, ήπατος, στομάχου, παγκρέατος, οισοφάγου) που δεν υπάρχουν διαγνωστικά τεστ, η ευαισθησία κυμαινόταν στο 69-98%.

Για να βελτιώσουν περαιτέρω τους αναλυτικούς παράγοντες που χρησιμοποίησαν στο CancerSEEK οι ερευνητές άντλησαν στοιχεία από 30ετη μελέτη για την γενετική του καρκίνου από το Κέντρο Ludwig του αμερικανικού πανεπιστημίου και έτσι καθόρισαν με ακρίβεια τον βέλτιστο αριθμό των βάσεων DNA που πρέπει να έχει. «Όσες περισσότερες βάσεις DNA έχεις, τόσες περισσότερες μεταλλάξεις μπορείς να ανιχνεύσεις. Σχεδιάσαμε έτσι το τεστ ώστε να περιλαμβάνει δείκτες DNA που είναι χρήσιμοι στην ανίχνευση καρκίνων και εξαιρέσαμε εκείνους που δεν έχουν κάποιο όφελος», εξηγεί ο Δρ Κοεν.

Πηγές: Joshua D. Cohen, Lu Li, Yuxuan Wang, Christopher Thoburn, Bahman Afsari, Ludmila Danilova, Christopher Douville, Ammar A. Javed, Fay Wong, Austin Mattox, Ralph. H. Hruban, Christopher L. Wolfgang, Michael G. Goggins, Marco Dal Molin, Tian-Li Wang, Richard Roden, Alison P. Klein, Janine Ptak, Lisa Dobbyn, Joy Schaefer, Natalie Silliman, Maria Popoli, Joshua T. Vogelstein, James D. Browne, Robert E. Schoen, Randall E. Brand, Jeanne Tie, Peter Gibbs, Hui-Li Wong, Aaron S. Mansfield, Jin Jen, Samir M. Hanash, Massimo Falconi, Peter J. Allen, Shibin Zhou, Chetan Bettegowda, Luis Diaz, Cristian Tomasetti, Kenneth W. Kinzler, Bert Vogelstein, Anne Marie Lennon, Nickolas Papadopoulos. Detection and localization of surgically resectable cancers with a multi-analyte blood testScience, 2018; eaar3247 DOI: 10.1126/science.aar3247 - http://health.in.gr/news/scienceprogress/article/?aid=1500191670

Η πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας. Radio telescopes combine data to capture first-ever image of a supermassive black hole

Soon, we will get to see an actual black hole for the very first time. The data is in. The numbers are being crunched. This is what astronomers expect it to show. Modelling of the black hole Sagittarius A, based on what the general relativity theory predicts it would look like. Picture: MONIKA MOSCIBRODZKA. Source: Supplied

Μέσα στους επόμενους μερικούς μήνες (ίσως και νωρίτερα) το “Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων” (Event Horizon Telescope: http://eventhorizontelescope.org/) θα μας αποκαλύψει την πρώτη εικόνα μιας Μαύρης Τρύπας! Οι πληροφορίες που έχουν ήδη συγκεντρωθεί αναλύονται με την βοήθεια εκατοντάδων υπολογιστών για να καταγράψουν την εικόνα αυτή. Αφού, όμως, μια Μαύρη Τρύπα είναι “μαύρη” (επειδή η δύναμη της βαρύτητάς της είναι τόσο μεγάλη ώστε να μην επιτρέπει ακόμη και στο φως να δραπετεύσει), πως είναι δυνατόν να έχουμε μία εικόνα της; Πως μπορούμε δηλαδή να δούμε «κάτι» που δεν εκπέμπει φως; Φυσικά και δεν μπορούμε! Μπορούμε, όμως, να καταγράψουμε το κέλυφος που περιβάλει μια Μαύρη Τρύπα, δηλαδή τον “Ορίζοντα Γεγονότων” της. Γιατί, καθώς η ύλη, που απορροφάται απ’ αυτήν εξαφανίζεται για πάντα μέσα της, εκπέμπει το «κύκνειο άσμα» της με την μορφή ακτίνων Χ. Το τι συμβαίνει δηλαδή όταν μία ποσότητα ύλης, οποιασδήποτε μορφής, πλησιάσει μια Μαύρη Τρύπα δεν είναι αυτό που συμβαίνει όταν κάτι τι «πέφτει» σε μια τρύπα μιας επίπεδης επιφάνειας. Στην περίπτωση της Μαύρης Τρύπας η ύλη «απορροφάται» απ’ αυτήν, και «εξομοιώνεται» μ’ αυτήν.

A snapshot from a simulated movie of emission from the vicinity of the M87 supermassive black hole. Credit: Monika Moscibrodzka

Για να καταγραφεί λοιπόν, μια τέτοια εικόνα, θα πρέπει να διαλέξουμε μία τεράστια Μαύρη Τρύπα και μία τέτοια Μαύρη Τρύπα βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας, σε απόσταση 27.000 ετών φωτός από τη Γη. Η κεντρική αυτή Μαύρη Τρύπα εντοπίζεται σ’ ένα σημείο που ονομάζεται Τοξότης Α* και περιλαμβάνει υλικά τεσσάρων εκατομμυρίων άστρων. Ένας δεύτερος στόχος του ΕΗΤ είναι η κεντρική Μαύρη Τρύπα με μάζα έξη δισεκατομμυρίων άστρων που ελλοχεύει στο κέντρο του υπεργιγάντιου ελλειπτικού γαλαξία Μ87 σε απόσταση 55 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.

Προσομοιώσεις της εικόνας που περιμένουμε να δούμε:
Πηγές: Radio telescopes combine data to capture first-ever image of a supermassive black hole  - https://www.facebook.com/Dionysios-Simopoulos-544119439081811/?nr

Πέμπτη, 18 Ιανουαρίου 2018

Στο ίδιο επίπεδο η επιφάνεια των θαλασσών του Τιτάνα. Saturn's moon Titan sports Earth-like features

Πρόκειται για ένα φαινόμενο που συμβαίνει και στους γήινους ωκεανούς. Άλλο ένα κοινό χαρακτηριστικό με την Γη διαθέτει ο Τιτάνας επιβεβαιώνοντας τους ειδικούς που αναφέρουν ότι ο δορυφόρος του Κρόνου βρίσκεται σε μια κατάσταση παρόμοια με αυτή του πλανήτη μας όταν βρισκόταν στα βρεφικά του χρόνια. Using the now-complete Cassini data set, astronomers have created a new global topographic map of Saturn's moon Titan that has opened new windows into understanding its liquid flows and terrain. Saturn's largest moon, Titan, has features that resemble Earth's geology, with deep, steep-sided canyons. Credit: Cassini/NASA/JPL

Μπορεί ο δορυφόρος του Κρόνου, Τιτάνας, να απέχει σχεδόν ενάμισι δισεκατομμύριο χιλιόμετρα από τον πλανήτη μας, όμως σε αυτόν όπως και στη Γη υπάρχει ένα «επίπεδο θάλασσας», δηλαδή η επιφάνεια των θαλασσών του βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο, όπως συμβαίνει με τους γήινους ωκεανούς.

Doom Mons (mountain) and Sotra Patera (depression), two remarkable features on the surface of Titan. Topography has been vertically exaggerated by a factor of 10 for visibility. The false color shows different surface material compositions as detected by Cassini’s visual and infrared mapping spectrometer. Image credits: NASA/JPL

Αυτό είναι το συμπέρασμα μιας νέας επιστημονικής μελέτης, που ανέλυσε στοιχεία του Cassini. Ο Τιτάνας είναι το μόνο σώμα στο ηλιακό σύστημά μας πλην της Γης, που επιβεβαιωμένα διαθέτει θάλασσες και λίμνες στην επιφάνειά του, αλλά από υδρογονάνθρακες και όχι από νερό.

Radar images of Titan’s poles show lakes that may form like Earth’s sinkholes. A new topographic map suggests these hydrocarbon lakes may be connected through Titan’s equivalent of groundwater. Image credit: JPL-CALTECH/NASA, ASI, USGS

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Αστρονομίας Αλεξ Χέιζ του Πανεπιστημίου Κορνέλ της Νέας Υόρκης, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο επιστημονικό έντυπο Geophysical Research Letters, βρήκαν ότι οι τρεις θάλασσες του Τιτάνα βρίσκονται σχεδόν στο ίδιο επίπεδο.

Οι μικρότερες λίμνες βρίσκονται και αυτές περίπου στο ίδιο επίπεδο, μερικές εκατοντάδες μέτρα ψηλότερα από τις θάλασσες των υδρογονανθράκων.

Τόσο οι θάλασσες όσο και οι λίμνες πιθανώς επικοινωνούν υπόγεια μεταξύ τους με ένα σύστημα που μοιάζει με το αντίστοιχο στη Γη. Οι υδρογονάνθρακες φαίνεται πως ρέουν κάτω από την επιφάνεια του Τιτάνα, όπως κυλάει το νερό υπόγεια στο δικό μας πλανήτη, διαπερνώντας τα πορώδη πετρώματα και λειτουργώντας ως συγκοινωνούντα δοχεία.

Cassini’s radar mapper has obtained stereo views of Titan’s surface during 19 flybys over the last five years. Image credit: NASA/JPL/USGS

Άλλοι επιστήμονες του Πανεπιστημίου Κορνέλ, με επικεφαλής τον Πολ Κόρλις, που έκαναν δημοσίευση στην ίδια επιστημονική επιθεώρηση, παρουσίασαν ένα νέο πληρέστερο τοπογραφικό χάρτη του Τιτάνα. Μέχρι σήμερα μόνο το 9% του δορυφόρου του Κρόνου έχει παρατηρηθεί με σχετικά υψηλή τοπογραφική ανάλυση, ενώ το 25% έως 30% με χαμηλότερη ανάλυση.

Top: Stereographic polar projections of Titan's topography with the South Pole left and the North Pole right. Bottom: Same as above, but for a global equicylindrical projection. Regions of data used in the interpolation are overplotted in grey. The maximum global relief is on the scale of ~2km, but typical local variations in elevation are more like ~200m - similar to the size of the hills in Ithaca. The topography shows large scale basins, as well as local highs, such as mountains. Understanding Titan's topography can play a role in understanding internal structure, hydrologic processes, and potential influences in Titan's general circulation. Image credit: P. CORLIES ET AL/GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 2017

Ο νέος χάρτης -που είναι ανοιχτής πρόσβασης- χρησιμοποιεί αλγόριθμους για να συμπληρώσει την εικόνα της τοπογραφίας του Τιτάνα. Μεταξύ άλλων, αποκαλύπτει ότι κανένα βουνό δεν ξεπερνά σε ύψος τα 700 μέτρα και ότι ο δορυφόρος είναι κάπως πιο επίπεδος (πεπλατυσμένος) από ό,τι είχε θεωρηθεί έως τώρα.

Πηγές: P. Corlies, A. G. Hayes, S. P. D. Birch, R. Lorenz, B. W. Stiles, R. Kirk, V. Poggiali, H. Zebker, L. Iess. Titan's Topography and Shape at the End of the Cassini MissionGeophysical Research Letters, 2017; 44 (23): 11,754 DOI: 10.1002/2017GL075518 - A. G. Hayes, S. P. D. Birch, W. E. Dietrich, A. D. Howard, R. L. Kirk, V. Poggiali, M. Mastrogiuseppe, R. J. Michaelides, P. M. Corlies, J. M. Moore, M. J. Malaska, K. L. Mitchell, R. D. Lorenz, C. A. Wood. Topographic Constraints on the Evolution and Connectivity of Titan's Lacustrine BasinsGeophysical Research Letters, 2017; 44 (23): 11,745 DOI: 10.1002/2017GL075468 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=934545


To μεγαλύτερο υποθαλάσσιο σπήλαιο στον πλανήτη. Divers discover world's longest flooded cave

Βρίσκεται στο Μεξικό και έχει μήκος 347 χλμ. Discovery of 347km-long cave by the Gran Acuifero Maya project could shed light on Mayan history. A scuba diver looks at an animal skull in the Sac Actun underwater cave system. Photograph: HANDOUT/Reuters

Κοντά στο παραθαλάσσιο θέρετρο Tulum στην χερσόνησο του Γιουκατάν είχε εντοπιστεί η ύπαρξη μιας ομάδας υποθαλάσσιων σπηλαίων.

Divers probe the Sac Aktun underwater cave system. Photo: Gran Acuifero Maya Project

Μια αποστολή εξερεύνησης στο πλαίσιο του προγράμματος Gran Acuifero Maya (GAM) το οποίο ασχολείται με την μελέτη του υποθαλάσσιου κόσμου της περιοχής διαπίστωσε ότι τα σπήλαια αυτά δεν είναι ανεξάρτητα αλλά ενώνονται μεταξύ τους δημιουργώντας έτσι ένα ενιαίο γιγάντιο σπήλαιο μήκους 347 χλμ.

A group of divers has connected two underwater caverns in eastern Mexico to reveal what is believed to be the world's largest flooded cave, a discovery that could shed light on the ancient Maya civilisation. The Yucatán peninsula is studded with monumental relics of the Maya people, whose cities drew on an extensive network of sinkholes known as cenotes. Some cenotes had religious significance to the Maya, whose descendants remain in the region. Credit: Guardian News

Το σπήλαιο αυτό είναι το μεγαλύτερο που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα στον πλανήτη και οι αρχαιολόγοι εκτιμούν ότι εκτός των άλλων η εξερεύνηση και μελέτη του σπηλαίου θα μπορούσε να ρίξει φως στον αρχαίο πολιτισμό των Μάγιας.


Τετάρτη, 17 Ιανουαρίου 2018

Μούμιες αιγυπτίων αγοριών είχαν τελικά διαφορετικό πατέρα. Ancient DNA results end 4,000-year-old Egyptian mummy mystery

Αποκάλυψη από Ελληνίδα ερευνήτρια. The Two Brothers are the Museum's oldest mummies and amongst the best-known human remains in its Egyptology collection. They are the mummies of two elite men -- Khnum-nakht and Nakht-ankh -- dating to around 1800 BC. Credit: Manchester Museum, The University of Manchester

Οι μούμιες δύο αιγυπτίων, που βρίσκονται στο Μουσείο του Μάντσεστερ με την ονομασία «Οι δύο Αδελφοί», επειδή έως τώρα πιστευόταν ότι ήταν αδέλφια, αποδείχθηκε τελικά ότι είχαν διαφορετικό πατέρα και επρόκειτο για ετεροθαλή αδέλφια.

Στο συμπέρασμα αυτό κατέληξε ομάδα ειδικών με επικεφαλής τη Δρ Κωνσταντίνα Δρόσου της Σχολής Γεωλογικών και Περιβαλλοντικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ, σύμφωνα με άρθρο που δημοσιεύεται στο επιστημονικό έντυπο Journal of Archaeological Science: Reports.

Οι δύο μούμιες, που είναι οι παλαιότερες του εν συγκεκριμένου βρετανικού μουσείου και από τις πιο γνωστές μεταξύ των Αιγυπτιολόγων, προέρχονται από δύο άνδρες της αρχαίας αιγυπτιακής ελίτ που έζησαν περίπου το 1800 π.Χ. 

The mummies were discovered 250 miles (400km) south of Cairo. Credit: University of Manchester

Ο κοινός τάφος τους, γνωστός ως «Ο Τάφος των δύο Αδελφών», είχε ανακαλυφθεί το 1907 σε ένα χωριό περίπου 400 χιλιόμετρα νότια του Καΐρου. Οι ιερογλυφικές επιγραφές στα φέρετρά τους έδειχναν ότι ήταν οι γιοί ενός ανώνυμου τοπικού κυβερνήτη, οπότε φυσιολογικά ονομάσθηκαν «τα δύο αδέλφια».

Όμως, στην πορεία δημιουργήθηκαν υποψίες για το πόσο συγγενείς ήταν, καθώς η βρετανίδα αιγυπτιολόγος Μάργκαρετ Μάρεϊ που πρώτη είχε μελετήσει τις μούμιες, είχε βρει σημαντικές σκελετικές διαφορές μεταξύ τους και είχε έτσι υποθέσει ότι ο ένας αδελφός ήταν υιοθετημένος. Η αλήθεια είναι τελικά πως η μαμά των δύο τους έκανε από διαφορετικούς άνδρες.

Η Δρ Δρόσου και οι συνεργάτες της μελέτησαν δείγματα μιτοχονδριακού DNA και DNA του χρωμοσώματος Υ. Είναι η πρώτη φορά που γίνεται σε μούμια τέτοια συνδυαστική γενετική ανάλυση. Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι τα δύο αδέλφια είχαν την ίδια μητέρα, αλλά αποκάλυψε ότι είχαν διαφορετικό πατέρα.

It was a long and exhausting journey to the results but we are finally here. I am very grateful we were able to add a small but very important piece to the big history puzzle and I am sure the brothers would be very proud of us. These moments are what make us believe in ancient DNA”. -Dr Konstantina Drosou

Όπως δήλωσε η Δρ Δρόσου, «ήταν ένα μακρύ και εξαντλητικό ταξίδι μέχρι τα ευρήματά μας, αλλά τελικά φθάσαμε σε αυτά. Είμαι ευγνώμων που καταφέραμε να προσθέσουμε ένα μικρό αλλά πολύ σημαντικό κομμάτι στο μεγάλο παζλ της ιστορίας και είμαι βέβαιη ότι τα αδέλφια θα ήσαν πολύ περήφανα για μας. Αυτές ακριβώς οι στιγμές είναι που μας κάνουν να πιστεύουμε στο αρχαίο DNA».

Ένας νέος κοσμικός επιταχυντής ανακαλύφθηκε από ερευνητική ομάδα του ΑΠΘ. A new cosmic accelerator

Υπολείμματα από την έκρηξη υπερκαινοφανούς. Σύμφωνα με τους ερευνητές στο εξωτερικό του κέλυφος υπάρχει ένας γιγάντιος κοσμικός επιταχυντής φορτισμένων σωματιδίων. An important scientific discovery was made by the Aristotle University research team dealing with plasma astrophysics and High Energy Astrophysics, composed of the Professor at the Physics Department Loukas Vlahos, the researcher Dr. Heinz Isliker and the PhD candidate Theophilos Pisokas. In particular, they propose that the heating and acceleration of particles, normally associated with explosive phenomena or astrophysical flows in space, are due to their interaction with turbulent magnetic and electric fields that are caused by astrophysical explosions. Credit: NASA/CXC/Chinese Academy of Sciences/F. Lu et al

Σε μία σημαντική επιστημονική ανακάλυψη προέβη η ερευνητική ομάδα του ΑΠΘ που ασχολείται με την αστροφυσική πλάσματος και υψηλών ενεργειών, αποτελούμενη από τον Καθηγητή του Τμήματος Φυσικής Λουκά Βλάχο, τον ερευνητή Δρ Heinz Isliker και τον υποψήφιο διδάκτορα Θεόφιλο Πισόκα.

Συγκεκριμένα, ανακάλυψε ότι η θέρμανση και η επιτάχυνση των σωματιδίων που συνήθως συνδέονται με εκρηκτικά φαινόμενα ή αστροφυσικές ροές σε διαστημικά αντικείμενα οφείλονται στην αλληλεπίδρασή τους με τα τυρβώδη μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία που προκαλούν τα εκρηκτικά φαινόμενα ή αστροφυσικές ροές μεγάλης κλίμακας.

Ηλιακές εκλάμψεις, ένας κοσμικός επιταχυντής στη γειτονιά μας. Οι απότομες αστάθειες και εκρήξεις είναι πίσω από τον ισχυρό κοσμικό επιταχυντή στον Ήλιο. Credit: Solar Dynamic Observatory

Το Σύμπαν είναι ένας πολύ αποτελεσματικός επιταχυντής φορτισμένων σωματιδίων. Τα περισσότερα εκρηκτικά φαινόμενα στο διάστημα (υπερκαινοφανείς, εκλάμψεις κ. ά.) είναι συγχρόνως και πολύ καλοί επιταχυντές σωματιδίων υψηλής ενέργειας. Τα φωτόνια υψηλής ενέργειας (ακτίνες Χ και γ), οι κοσμικές ακτίνες και μετρήσεις από δορυφόρους που διασχίζουν την Ηλιόσφαιρα είναι μερικές από τις παρατηρήσεις που μαρτυρούν την παρουσία των κοσμικών επιταχυντών. Ένας νέος μηχανισμός για την επιτάχυνση των σωματιδίων έχει προταθεί από την ομάδα του ΑΠΘ, που στηρίζεται στην απότομη απελευθέρωση μαγνητικής ενέργειας που συναντάται στο ασταθές ιονισμένο αέριο (πλάσμα) και δημιουργείται από τα εκρηκτικά φαινόμενα ή τις αστροφυσικές ροές στο διαστημικό πλάσμα.

H δημιουργία ισχυρών τοπικών ηλεκτρικών πεδίων μέσα σε τυρβώδες πλάσμα επιταχύνει τα φορτία που κινούνται μέσα στο τυρβώδες περιβάλλον. Credit: Isliker, Vlahos and Constantineskou, Physical Review Letters, 119, 51011, (2017)

Ο νέος μηχανισμός συνδυάζει μαγνητικές διαταραχές μεγάλου πλάτους και ισχυρά ηλεκτρικά πεδία, συγκεντρωμένα σε μικρές δομές μέσα στο ιονισμένο αέριο. Οι μαγνητικές διαταραχές αλληλεπιδρούν με τα φορτισμένα σωματίδια και τα θερμαίνουν, ενώ με τα ισχυρά ηλεκτρικά πεδία επιταχύνουν τα ηλεκτρικά φορτία, συμβάλλοντας κυρίως στον σχηματισμό μιας ουράς υψηλής ενέργειας στην κατανομή της ενέργειας. Η συνέργεια της στοχαστικής και συστηματικής επιτάχυνσης που προκαλείται από το μείγμα των μαγνητικών διαταραχών και των ηλεκτρικών πεδίων τα επιταχύνει.

Η κινητική ενέργεια ηλεκτρονίων ως συνάρτηση του χρόνου μέσα σε ισχυρό τυρβώδες πλάσμα. Η στοχαστική ενεργοποίηση αναμειγνύεται με το συστηματικό ενεργειακό κέρδος από τα ισχυρά ηλεκτρικά πεδία και επιταχύνει τα φορτία. Credit: Pisokas, Vlahos and Isliker., The Astrophysical Journal, 852, 64, (2018)

Η τελική κατανομή ενέργειας των επιταχυνόμενων σωματιδίων μέσα στο περιβάλλον των τυρβωδών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων είναι σε συμφωνία με τις παρατηρήσεις. Ο Καθηγητής Λουκάς Βλάχος υποστήριξε ότι «τα τυρβώδη ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία είναι μια πολύ κοινή κατάσταση στο διάστημα, που οδηγείται από αστροφυσικές εκρήξεις ή ροές και συνδυάζει δύο μηχανισμούς επιτάχυνσης φορτίων που προτάθηκαν αρχικά από τον διακεκριμένο Ιταλό Αστροφυσικό Enrico Fermi στις αρχές του 1950. Πιστεύουμε ότι η τύρβη είναι ένας νέος και πολύ αποτελεσματικός μηχανισμός επιτάχυνσης και θέρμανσης του διαστημικού ιονισμένου αερίου. Ένα ενδιαφέρον μέρος αυτής της μελέτης είναι ότι η συνέργεια της στοχαστικής και συστηματικής επιτάχυνσης στα τυρβώδη ηλεκτρομαγνητικά πεδία έχει πολλές ομοιότητες με τον πιο γνωστό κοσμικό επιταχυντή που είναι τα κρουστικά κύματα, δεδομένου ότι οι μαγνητικές διαταραχές μεγάλου πλάτους παγιδεύουν και εξαναγκάζουν ένα ποσοστό των σωματιδίων να επιστρέψει στα ισχυρά ηλεκτρικά πεδία, τα οποία κατανέμονται τυχαία μέσα στο ασταθές περιβάλλον της αστροφυσικής έκρηξης ή της ροής, με αποτέλεσμα να επιταχύνονται συστηματικά σε πολύ μεγάλες ενέργειες».

Η επιστημονική ανακάλυψη δημοσιεύθηκε στην τελευταία έκδοση του έγκριτου διεθνούς περιοδικού «The Astrophysical Journal».

Τρίτη, 16 Ιανουαρίου 2018

O δεινόσαυρος «ουράνιο τόξο». New 'Rainbow' Dinosaur May Have Sparkled Like a Hummingbird

Καλλιτεχνική απεικόνιση του δεινοσαύρου που έμοιαζε σύμφωνα με τους ερευνητές με... ουράνιο τόξο. An artist's depiction of Caihong juji, a species of theropod dinosaur that lived 160 million years ago in what's now northeastern China. Credit: Velizar Simeonovski, The Field Museum, for UT Austin Jackson School of Geosciences

Η Κίνα έχει μετατραπεί τα τελευταία χρόνια σε ένα παλαιοντολογικό ελντοράντο αφού ανακαλύπτονται συνεχώς νέα είδη δεινοσαύρων και άλλα ευρήματα που σχετίζονται με την χλωρίδα, την πανίδα και τις συνθήκες που επικρατούσαν στον πλανήτη πριν 100-200 εκατ. έτη. Ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Τσαντ Ελίασον, ειδικό στα πτηνά στο Μουσείο Field στο Σικάγο, ανακάλυψαν τα απολιθώματα ενός άγνωστου είδους δεινοσαύρου.

The slab containing Caihong juji. Exceptional conditions allowed the dinosaur's feathers to fossilize along with its bones. PHOTOGRAPH BY THE FIELD MUSEUM

Πρόκειται για ένα μικρό δεινόσαυρο που είχε μέγεθος πάπιας και ήταν καλυμμένος με ένα ιριδίζον φτέρωμα που μοιάζει με αυτό που έχει το κολιμπρί. Αυτού του είδους το φτέρωμα ανάλογα με την γωνία από την οποία το κοιτάζει κάποιος παίρνει διάφορες αποχρώσεις. Το νέο είδος ονομάστηκε Caihong juji που σημαίνει στα κινεζικά «ουράνιο τόξο με μεγάλο λοφίο».

A comparison of melanosomes from C. juji (top row) with those of iridescent feathers from modern birds. Credit: Hu et al/DOI:10.1038/s41467-017-02515-y

«Συνήθως τα απολιθώματα που εντοπίζουν οι ερευνητές αφορούν σκληρά μέρη του σώματος όπως τα οστά αλλά κάποιες φορές εντοπίζονται σε καλή κατάσταση και άλλα πιο μαλακά μέρη όπως το φτέρωμα γεγονός που επιτρέπει να ανασυνθέτουμε καλύτερα την εικόνα που είχε ένα είδος. Ο συγκεκριμένος δεινόσαυρος διατηρήθηκε σε εκπληκτική κατάσταση και μπορούμε να δούμε σημαντικές λεπτομέρειες του» αναφέρει ο Ελίασον. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Communications».