Γιατί τα πουλιά πετούν σε σχηματισμό V. Why do bird fly in V formation? Ibises help scientists figure it out

Ο σχηματισμός V επιτρέπει στα πουλιά να εξοικονομούν ενέργεια κατά την πτήση τους στα μεγάλα ταξίδια. Canada geese flying in a V-formation. Credit: Ted (bobosh_t)

Τα πουλιά είναι ενδεχομένως καλύτεροι γνώστες της αεροδυναμικής από τον άνθρωπο, όπως δείχνουν νέα επιστημονικά ευρήματα. Ομάδα ερευνητών ανακάλυψε ότι η πτήση πολλών αποδημητικών πτηνών σε σχηματισμό V, πέραν του ότι προσφέρει ένα υπέροχο θέαμα στον ουρανό, τους δίνει τη δυνατότητα να εξοικονομούν πολύτιμη ενέργεια «δαμάζοντας» τα ρεύματα του αέρα. Για καλύτερα αποτελέσματα παίρνουν μάλιστα πολύ συγκεκριμένες θέσεις και συγχρονίζουν τις κινήσεις των φτερών τους με ποικίλους τρόπους.

V, ο σχηματισμός της πτητικής «νίκης»

Βόρειες φαλακρές φρασκιόρνιθες πετούν σε σχηματισμό. Ibises get fly with a little help from their friends. Image: Markus Unsöld

Πολλά είδη πτηνών που μεταναστεύουν από τον Βορρά προς τον Νότο πραγματοποιούν το ταξίδι τους πετώντας σε συγκεκριμένες θέσεις που σχηματίζουν μια γωνία σαν το λατινικό γράμμα V. Ο λόγος για τον οποίο κάνουν κάτι τέτοιο αποτελούσε «μυστήριο» για τους ειδικούς. Μια θεωρία έχει προτείνει ότι κατ’ αυτόν τον τρόπο δυσκολεύουν τις επιθέσεις των αρπακτικών, μια άλλη ότι ο «καλύτερος» στον προσανατολισμό μπαίνει μπροστά για να οδηγήσει τους υπολοίπους.

Μια τρίτη έχει υποστηρίξει ότι ο «αεροδυναμικός» αυτός σχηματισμός εξοικονομεί ενέργεια (και άρα και δυνάμεις) για τα πουλιά που πετούν στο πίσω μέρος του V, γεγονός το οποίο επιβεβαιώθηκε θεωρητικά με μοντέλα. Όπως όμως είχε φανεί προκειμένου να επιτευχθεί αυτή η εξοικονόμηση τα μέλη της ομάδας έπρεπε να πετούν σε πολύ συγκεκριμένες θέσεις και να κουνούν τα φτερά τους με απόλυτο συγχρονισμό. Οι επιστήμονες θεώρησαν μάλλον απίθανο να συμβαίνει κάτι τέτοιο και έτσι η θεωρία αυτή δεν επεκράτησε έναντι των υπολοίπων.

The northern bald ibis. Credit: Ltshears.

Τώρα επιστήμονες από το Βασιλικό Κτηνιατρικό Κολέγιο του Λονδίνου με επικεφαλής τον Στίβεν Πορτουγκάλ και τον Τζέιμς Ασεργουντ αποδεικνύουν για πρώτη φορά στην πράξη ότι το «απίθανο» είναι πέρα για πέρα αληθινό. Οι ερευνητές παρακολούθησαν το μεταναστευτικό ταξίδι μιας ομάδας πτηνών του είδους βόρεια φαλακρή ίβις ή βόρεια φαλακρή θρασκιόρνιθα (Gerontius eremite). Η σπάνια ευκαιρία για την παρακολούθηση άγριων πτηνών σε πτήση δόθηκε από ένα βραβευμένο πρόγραμμα στην Αυστρία. Η φαλακρή ίβις είναι ένα είδος που έχει εκλείψει από την Ευρώπη εδώ και 400 χρόνια και αυστριακοί επιστήμονες προσπαθούν να την επανεισαγάγουν εκτρέφοντας πτηνά και καθοδηγώντας τα στο πρώτο ταξίδι τους με ένα ειδικό ελαφρύ ιπτάμενο σκάφος.

Απόλυτος συντονισμός

A Nature video explains the mechanism behind flying in a V formation.

Οι επιστήμονες του Βασιλικού Κτηνιατρικού Κολεγίου προσάρτησαν σε 14 φαλακρές θρασκιόρρνιθες που θα πραγματοποιούσε το παρθενικό της ταξίδι από την Αυστρία προς τον Νότο ειδικά μηχανήματα τα οποοία είχαν σχεδιάσει έτσι ώστε να καταγράφουν τις θέσεις και τις κινήσεις των φτερών του κάθε πτηνού. Προς έκπληξή τους τα αποτελέσματα, τα οποία δημοσιεύθηκαν στην επιθεώρηση «Nature», έδειξαν ότι ο τρόπος που πετούσαν τα πουλιά διατηρώντας τον σχηματισμό τους σε σχήμα V ταίριαζε απόλυτα με τις προβλέψεις του θεωρητικού μοντέλου της αεροδυναμικής. «Τοποθετούνται στην καλύτερη δυνατή θέση και κουνούν τα φτερά τους στον καλύτερο δυνατό ρυθμό» ανέφερε ο δρ Πορτουγκάλ στο ειδησεογραφικό τμήμα του «Nature».

Με βάση το θεωρητικό μοντέλο προκειμένου να επιτευχθούν τα βέλτιστα αποτελέσματα στον σχηματισμό V το κάθε πουλί θα πρέπει να τοποθετεί το φτερό του στο κινούμενο προς τα επάνω τμήμα του στροβίλου αέρα που δημιουργείται από την άκρη του φτερού του πουλιού που πετάει μπροστά του. Ο στρόβιλος αυτός όμως αλλάζει θέση προς τα επάνω ή προς τα κάτω καθώς το πουλί που βρίσκεται μπροστά κουνάει τα φτερά του. Για τον λόγο αυτό το πουλί που βρίσκεται από πίσω δεν θα πρέπει μόνο να τοποθετηθεί στην κατάλληλη θέση αλλά επί πλέον να κουνάει τα φτερά του στον κατάλληλο χρόνο (ο οποίος αλλάζει ανάλογα με την απόσταση μεταξύ των πτηνών).

Αυτό ακριβώς έκαναν οι φαλακρές θρασκιόρνιθες που παρακολούθησαν οι βρετανοί ερευνητές. Κατά τη διάρκεια της πτήσης τους τα πουλιά άλλαζαν συχνά τη θέση και τον ρυθμό της κίνησης των φτερών τους. Αυτά που βρίσκονταν στα σκέλη του V – λίγο πιο πίσω από το πουλί που πετούσε μπροστά – κουνούσαν τα φτερά τους συγχρονισμένα ώστε να επιτρέπουν σε εκείνα που πετούσαν τελευταία να παίρνουν περισσότερη ώθηση ενώ εκείνα που βρίσκονταν ακριβώς πίσω από του «οδηγού» κουνούσαν τα φτερά τους εκτός χρόνου ώστε να ελαχιστοποιούν την επίδραση της καθοδικής φοράς που δημιουργούσαν οι στρόβιλοι από τα φτερά του πρώτου πουλιού.

Αυτό δείχνει ότι τα πουλιά έχουν εξαιρετική ικανότητα να αισθάνονται ή και να προβλέπουν τις αναταράξεις του αέρα που προκαλούν οι «σύντροφοί» τους στην πτήση. Ο σχηματισμός V ωστόσο δεν υιοθετείται από όλα τα αποδημητικά πτηνά – ορισμένα, με κύριο παράδειγμα τα ωδικά πτηνά, τον έχουν εγκαταλείψει. Ο λόγος, σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι ότι ενδεχομένως δεν προσφέρει την ίδια εξοικονόμηση ενέργειας στα μικρότερου μεγέθους πουλιά. «Φαίνεται ότι υπάρχει ένα σημείο, περίπου γύρω στο μέγεθος του γλάρου, επάνω από το οποίο αξίζει κάποιος να το κάνει» δήλωσε ο δρ Πορτουγκάλ στο περιοδικό «New Scientist».

Η «ήσυχη» μαύρη τρύπα του Γαλαξία. Oddly Quiet Black Hole Spotted Around Fast-Spinning Star

Καλλιτεχνική απεικόνιση του σπάνιου κοσμικού ζεύγους που εντόπισαν οι αστρονόμοι. Το άστρο τύπου Β με τον κοσμικό δίσκο γύρω του και τη μελανή οπή που υπάρχει δίπλα του. Artist's concept of the MWC 656 system, which consists of a massive "Be" star and a companion black hole. The star rotates at very high speed, ejecting an equatorial disc of matter that is transferred to the black hole through an accretion disc. Credit: Gabriel Pérez Díaz, Servicio MultiMedia (IAC)

Μια πραγματικά απρόσμενη ανακάλυψη έκαναν αστρονόμοι που εντόπισαν ένα σπάνιο είδος μελανής οπής στον γαλαξία μας. Πρόκειται για μια αδρανή μαύρη τρύπα που «συνοδεύει» ένα μεγάλο άστρο.

Σπάνιο «ζευγάρι»

Την ανακάλυψη έκαναν επιστήμονες χρησιμοποιώντας δύο οπτικά τηλεσκόπια που βρίσκονται στο αστεροσκοπείο Roque de los Muchachos στα Κανάρια Νησιά. Εντόπισαν τη μελανή οπή κοντά στο άστρο MWC 656 που ανήκει στην κατηγορία των άστρων τύπου Β (Be stars) που είναι συνήθως πολύ μεγάλα και έχουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικά όπως την εκπομπή ύλης που είναι ελαφρώς ιονισμένη.

Neutron stars are created when giant stars die in supernovas and their cores collapse, with the protons and electrons essentially melting into each other to form neutrons. Credit: NASA/Dana Berry

Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα άστρα τύπου Β κατά κανόνα συνοδεύονται από κάποιο άλλο κοσμικό σώμα που συνήθως είναι ένα άστρο νετρονίου δηλαδή το «κουφάρι» ενός άστρου που καταστράφηκε σε έκρηξη σουπερνόβα. Για πρώτη φορά όμως εντοπίζεται η παρουσία μιας μελανής οπής δίπλα σε ένα τέτοιο άστρο. Η μελανή οπή δεν είχε εντοπιστεί μέχρι σήμερα επειδή είναι αδρανής και δεν εκπέμπει ακτινοβολία.

Το άστρο

Το MWC 656 βρίσκεται σε απόσταση 8.500 χιλιάδων ετών φωτός από τη Γη και εκτιμάται ότι έχει μάζα 10-16 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Το άστρο περιστρέφεται με πολύ μεγάλη ταχύτητα με αποτέλεσμα η ύλη που εκπέμπει να έχει σχηματίσει ένα κοσμικό δίσκο γύρω του. Οι αστρονόμοι θα αρχίσουν πλέον να παρατηρούν πιο προσεκτικά τα άστρα τύπου Β (και) για να εντοπίζουν μελανές τρύπες. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».  

Το Μεγα(λοπρεπές) Νεφέλωμα. Spitzer's Orion

Μοιάζει με πίνακα ζωγραφικής αλλά είναι το εντυπωσιακό Μέγα Νεφέλωμα του Ωρίωνα. Few cosmic vistas excite the imagination like the Orion Nebula, an immense stellar nursery some 1,500 light-years away. This stunning false-color view spans about 40 light-years across the region, constructed using infrared data from the Spitzer Space Telescope. Compared to its visual wavelength appearance, the brightest portion of the nebula is likewise centered on Orion's young, massive, hot stars, known as the Trapezium Cluster. But the infrared image also detects the nebula's many protostars, still in the process of formation, seen here in red hues. In fact, red spots along the dark dusty filament to the left of the bright cluster include the protostar cataloged as HOPS 68, recently found to have crystals of the silicate mineral olivine within its protostellar envelope. Image Credit: NASA, JPL-Caltech, T. Megeath (Univ. Toledo, Ohio)

Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα μια νέα εντυπωσιακή ομολογουμένως εικόνα από το Μέγα Νεφέλωμα του Ωρίωνα. Ο αστερισμός του Ωρίωνα διαθέτει πολλά νεφελώματα αλλά το Μέγα Νεφέλωμα, που είναι επίσης γνωστό ως M42, είναι το πιο «δραστήριο» και ενδιαφέρον για τους επιστήμονες. Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 1350 ετών φωτός από τη Γη και η διάμετρός του εκτιμάται ότι είναι 24 έτη φωτός. Η μελέτη του έχει αποκαλύψει πολλά μυστικά για τη διαδικασία σχηματισμού άστρων και πλανητών καθώς και για διάφορα κοσμικά φαινόμενα. Η νέα φωτογραφία που δείχνει το νεφέλωμα σε όλη του την μεγαλοπρέπεια αποτελεί προϊόν επεξεργασίας από εικόνες που τράβηξε πρόσφατα το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer.