Πέμπτη, 26 Σεπτεμβρίου 2013

Μαύρες τρύπες στους ωκεανούς, Scientists find 'black holes' at sea: The ocean whirlpools from which nothing can ever escape - not even water

Μιλώντας μαθηματικά οι δίνες στους ωκεανούς μοιάζουν με τις μαύρες τρύπες. Some of the largest ocean eddies in the world are mathematically equivalent to the mysterious black holes of space, according to researchers from ETH Zurich and the University of Miami. Illustration: G. Haller / ETH Zurich

Ορισμένες από τις μεγαλύτερες δίνες που σχηματίζονται στους ωκεανούς είναι μαθηματικά ισοδύναμες με τις μαύρες τρύπες, υπολογίζουν ερευνητές στην Ελβετία και τις ΗΠΑ. Μέχρι σήμερα αθέατοι, οι σχηματισμοί αυτοί φαίνεται ότι μεταφέρουν νερό σε μεγάλες αποστάσεις και δεν αποκλείεται να επηρεάζουν το παγκόσμιο κλίμα.

Η ύπαρξη αυτών των γιγάντιων δινών, οι οποίες μπορούν να φτάσουν σε διάμετρο τα 150 χιλιόμετρα, ήταν γνωστή από προηγούμενες παρατηρήσεις. Ο ρόλος τους όμως στην ωκεάνια κυκλοφορία ήταν δύσκολο να μελετηθεί, καθώς τα όρια αυτών των περιστρεφόμενων υδάτινων όγκων ήταν σχεδόν αδύνατο να εντοπιστούν.

Τα νέα ευρήματα

Γιγάντιες θαλάσσιες δίνες-«μαύρες τρύπες» σχηματίζονται στους ωκεανούς και φτάνουν σε διάμετρο τα 150 χλμ. Scientists believe they have found features of black holes in space here on Earth in ocean eddies. The reflected sunlight in this image illuminates eddies in the Gulf Stream current.

Σε νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο «Journal of Fluid Mechanics», η ελβετο-αμερικανική ομάδα παρουσιάζει μια νέα μαθηματική τεχνική που επιτρέπει τον εντοπισμό και την παρακολούθηση τέτοιων δινών σε δορυφορικές εικόνες.

Προς έκπληξη των ερευνητών, οι γιγάντιες δίνες είναι κλειστοί σχηματισμοί που συμπεριφέρονται όπως οι μαύρες τρύπες στη μαθηματική περιγραφή τους.

A black hole is a tear in the fabric of space-time that pulls in everything that comes too close to it. Nothing that gets sucked in can escape, not even light.

Οι μαύρες τρύπες είναι αντικείμενα με τόσο μεγάλη μάζα ώστε τίποτα, ακόμα και το φως, δεν μπορεί να δραπετεύσει αν πλησιάσει πέρα από μια συγκεκριμένη απόσταση. Όπως φαίνεται, και οι γιγάντιες δίνες συγκρατούν μέσα τους το όλο το νερό που έχουν παγιδεύσει -είναι δηλαδή κλειστοί όγκοι παγιδευμένου νερού, όπως οι μαύρες τρύπες είναι κλειστοί σχηματισμοί παγιδευμένης μάζας.

Στις μαύρες τρύπες, το όριο πέρα από το οποίο δεν υπάρχει επιστροφή ονομάζεται ορίζοντας των γεγονότων (επειδή κανένα γεγονός δεν μπορεί να γίνει αντιληπτό πέρα από αυτό το όριο). Μια ακτίνα φωτός που περνά αυτό τον ορίζοντα ακολουθεί μια σπειροειδή τροχιά πριν χαθεί για πάντα μέσα στο κοσμικό τέρας.

Ακριβώς έξω από τον ορίζοντα των γεγονότων, όμως, υπάρχει ένα άλλο όριο που αποκαλείται «σφαίρα» φωτονίων». Μια ακτίνα φωτός που πλησιάζει αυτή τη νοητή σφαίρα δεν πέφτει μέσα στην τρύπα -απλά καμπυλώνεται και τίθεται σε τροχιά γύρω της για πάντα.

Οι ερευνητές του Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Ζυρίχης (ETH Zürich) ανακάλυψαν ένα αντίστοιχο της σφαίρας φωτονίων σε γιγάντιες ωκεάνιες δίνες. Σε αυτά τα όρια των δινών, τα μόρια νερού κινούνται διαρκώς σε κλειστούς κύκλους. Και, όπως συμβαίνει σε μια μαύρη τρύπα, ό,τι βρίσκεται στο εσωτερικό της δίνης δεν μπορεί να δραπετεύσει σε ήρεμα νερά.

Τα κλειστά όρια των δινών είναι αυτό που επιτρέπει την αναγνώριση και την παρακολούθηση των δινών σε δορυφορικές εικόνες, αναφέρουν οι ερευνητές.

Επισημαίνουν επίσης ότι, από τη στιγμή που οι δίνες είναι κλειστοί και σταθεροί όγκοι νερού, λειτουργούν ουσιαστικά ως οχήματα μεταφοράς νερού σε μεγάλες αποστάσεις.

«Μαύρες» θαλάσσιες δίνες

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μαϊάμι κατάφεραν σε επόμενη φάση να αναγνωρίσουν δίνες σαν μαύρες τρύπες στους Δακτυλίους του Αγκούλας, μιας σειράς ωκεάνιων δινών που εμφανίζονται έξω από το νότιο άκρο της Αφρικής και μεταναστεύουν στο Νότιο Ωκεανό έξω από την Ανταρκτική.

Συνολικά καταγράφηκαν επτά τέτοιες δίνες, οι οποίες διατηρήθηκαν για διάστημα σχεδόν ενός έτους χωρίς να εμφανίζουν διαρροή νερού.

Τα ευρήματα επιβεβαιώθηκαν μάλιστα από ανεξάρτητους ερευνητές, επίσης στο Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι, οι οποίοι χρησιμοποίησαν τη νέα τεχνική για να ανακαλύψουν μια δίνη τύπου μαύρης τρύπας στον Κόλπο του Μεξικού.

Η ερευνητική ομάδα που υπογράφει τη δημοσίευση υποψιάζεται ότι μαθηματικά ισοδύναμα των μελανών οπών εμφανίζονται και σε άλλα ρευστά εκτός των ωκεανών.

Μια τέτοια περίπτωση δεν αποκλείεται να είναι η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, μια γιγάντια αλλά σταθερή δίνη που μαίνεται στον Δία εδώ και αιώνες.

Ο λαβύρινθος του Άρη, Two Generations of Windblown Sediments on Mars

O εντυπωσιακός «λαβύρινθος» του Άρη, όπως τον κατέγραψε ο δορυφόρος MRO. This colorful scene is situated in the Noctis Labyrinthus region of Mars, perched high on the Tharsis rise in the upper reaches of the Valles Marineris canyon system. Targeting the bright rimmed bedrock knobs, the image also captures the interaction of two distinct types of windblown sediments. Surrounding the bedrock knobs is a network of pale reddish ridges with a complex interlinked morphology. These pale ridges resemble the simpler “transverse aeolian ridges” (called TARs) that are common in the equatorial regions of Mars. The TARs are still poorly understood, and are variously ascribed to dunes produced by reversing winds, coarse grained ripples, or indurated dust deposits. HiRISE observations of TARs have so far shown that these bedforms are stable over time, suggesting either that they form slowly over much longer time scales than the duration of MRO's mission, or that they formed in the past during periods of very different atmospheric conditions than the present. Dark sand dunes comprise the second type of windblown sediment visible in this image. The dark sand dune seen just below the center of the cutout displays features that are common to active sand dunes observed by HiRISE elsewhere on Mars, including sets of small ripples crisscrossing the top of the dune. In many cases, it is the motion of these smaller ripples that drives the advance of Martian sand dunes. The dark dunes are made up of grains composed of iron-rich minerals derived from volcanic rocks on Mars, unlike the pale quartz-rich dunes typical of Earth. Caption Credit: Paul Geissler. Image Credit: NASA/JPL/University of Arizona

Ο δορυφόρος MRO που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Άρη κατέγραψε νέες λεπτομερείς εικόνες από μια από τις πιο εντυπωσιακές και ενδιαφέρουσες γεωλογικές δομές του. Πρόκειται για τον «Λαβύρινθο της Νύχτας» (Noctis Labyrinthus) που βρίσκεται στο τεράστιο ηφαιστειακό υψίπεδο Tharsis.

Valles Marineris stretches over 4,000 km (2,500 mi) across Mars, mostly east-west just below the equator, as seen in this Viking 1 orbiter image mosaic. The three Tharsis Montes are at left; towards the top, an ancient outflow channel stretches northward from Echus Chasma to Kasei Valles. Similar outflow channels extend from the east end of Valles Marineris towards Mars's northern lowlands. Image Credit: NASA/USGS

Το υψίπεδο εντοπίζεται στο δυτικό άκρο του Valles Marineris , του μεγαλύτερου φαραγγιού του Κόκκινου Πλανήτη που είναι πιθανότατα και το μεγαλύτερο φαράγγι στο ηλιακό μας σύστημα. Ο Λαβύρινθος είναι μια περιοχή με βαθιές, απότομες κοιλάδες. Στη συγκεκριμένη περιοχή έχει εντοπιστεί η παρουσία πλήθους ορυκτών και μεταλλευμάτων. Οι νέες εικόνες θα βοηθήσουν τους ειδικούς να μελετήσουν την περιοχή καλύτερα.