Βλέποντας πιο μακριά από το Hubble. MUSE looks deeper into the universe than Hubble in 3-D

Δύο από τους μακρινούς γαλαξίες που ανακάλυψε το όργανο MUSE με φόντο την αντίστοιχη εικόνα του Hubble. The background image in this composite shows the NASA/ESA Hubble Space Telescope image of the region known as the Hubble Deep Field South. New observations using the MUSE instrument on ESO’s Very Large Telescope have detected remote galaxies that are not visible to Hubble. Two examples are highlighted in this composite view that show up strongly in the appropriate parts of the three-dimensional MUSE data. Image credit: ESO/MUSE Consortium/R. Bacon

Νέος φασματογράφος που εγκαταστάθηκε σε ένα ευρωπαϊκό τηλεσκόπιο στη Χιλή χρειάστηκε μόλις 27 ώρες για να ολοκληρώσει μια απογραφή των γαλαξιών στις εσχατιές του Σύμπαντος, βλέποντας αντικείμενα αόρατα ακόμα και για το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble.

Το 1995, το Hubble έστρεψε το φακό του για δέκα συνεχόμενες μέρες σε μια μικρή περιοχή του ουρανού στον αστερισμό της Μεγάλης Άρκτου. Τα δεδομένα που συγκέντρωσε, γνωστά ως «Βαθύ Πεδίο» (Hubble Deep Field) έφεραν επανάσταση στην κοσμολογία, καθώς αποκάλυψαν μερικούς από τους πρώτους γαλαξίες που σχηματίστηκαν στο Σύμπαν.

Αργότερα, το 1998, το διαστημικό τηλεσκόπιο πραγματοποίησε μια ανάλογη απογραφή των μακρινών γαλαξιών στον ουρανό του νότιου ημισφαιρίου, το λεγόμενο «Βαθύ Πεδίο του Νότου» ή HDF-S.

Σε μια επίδειξη της τεχνολογικής προόδου που έχει σημειωθεί έκτοτε, ερευνητές του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (ESO) παρουσιάζουν μια νέα, λεπτομερέστερη εκδοχή του HDF-S. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astronomy & Astrophysics».

Κλειδί για το επίτευγμα ήταν ο «Φασματογραφικός Εξερευνητής Πολλαπλών Μονάδων», ή MUSE, ένας αισθητήρες που εγκαταστάθηκε σε ένα από τα τέσσερα επιμέρους τηλεσκόπια που συνιστούν το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του ESO στο όρος Παρανάλ της Χιλής.

Με τα «μάτια» του MUSE

Νέος πρωτοποριακός αισθητήρας αποκαλύπτει δεδομένα πρωτοφανούς ακρίβειας. Looking like a machine straight out of the movie The Matrix, with its Medusa-like hoses and connections, MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) is an integral field spectrograph (IFS) that observes the entirety of an astronomical object in one go, and for each pixel measures the intensity of the light as a function of its colour, or wavelength. With nearly 400 million pixels to be processed in real time, MUSE has presented Paranal Observatory with new computation and communication challenges. During commissioning alone, nearly half a billion spectra were produced! Image credit: ESO

Σε αντίθεση με άλλους αισθητήρες, οι οποίοι καταγράφουν μόνο την ένταση του φωτός σε κάθε εικονοστοιχείο (pixel), το MUSE καταγράφει 24 επιμέρους μήκη κύματος σε κάθε εικονοστοιχείο.

Όπως εξηγεί ο δικτυακός τόπος του περιοδικού «Science», τα επιπλέον δεδομένα επιτρέπουν στους αστρονόμους να υπολογίσουν άμεσα την απόσταση και τη σύσταση κάθε αντικειμένου, ακόμα και την εσωτερική κίνηση ορισμένων γαλαξιών.

Με το Hubble, αντίθετα, οι αστρονόμοι έπρεπε να χρησιμοποιούν διαφορετικά όργανα για να αποκτήσουν το πλήρες φάσμα κάθε αντικειμένου που είχε δει νωρίτερα το διαστημικό τηλεσκόπιο.

In this picture the objects that had their distances measured by MUSE are shown with coloured symbols. White star symbols are faint stars in the Milky Way. Everything else is a distant galaxy. Circles show objects that appear in the Hubble imaging of this field, triangles are more than 25 new discoveries in the MUSE data, and cannot be seen in the Hubble picture. Blue objects are comparatively close, green and yellow ones more distant and purple and pink galaxies are seen when the universe was less than one billion years old. MUSE has measured more than ten times as many distances to distant galaxies in this field than had been achieved up to now. Image credit: ESO/MUSE consortium/R. Bacon

Το Muse ανακάλυψε 20 εξαιρετικά αμυδρά αντικείμενα που παρέμεναν αόρατα στο Hubble. Μέτρησε επίσης τις αποστάσεις 189 γαλαξιών στο οπτικό πεδίο του, δέκα φορές περισσότερους γαλαξίες από ό,τι είχαν μετρηθεί ως τώρα.

Οι ενθουσιασμένοι ερευνητές του ESO ελπίζουν τώρα ότι το MUSE θα μπορέσει να δει τον λεγόμενο κοσμικό ιστό: αχανή νήματα πάνω στα οποία συγκεντρώνονται όλοι οι γαλαξίες του Σύμπαντος, αφήνοντας ανάμεσά τους άδειες εκτάσεις σαν τις τρύπες ενός σφουγγαριού.

Έτσι μοιάζει η ζωή στον Τιτάνα. Life 'not as we know it' possible on Saturn's moon Titan

Οι ερευνητές σχεδίασαν την εικονιζόμενη μορφή ζωής που έχει μέγεθος ιού. Στην εικόνα έχει διενεργηθεί τομή στην εξωτερική μεμβράνη ώστε να φαίνεται το εσωτερικό του μονοκύτταρου οργανισμού. A new type of methane-based, oxygen-free life form that can metabolize and reproduce similar to life on Earth has been modeled. It is theorized to have a cell membrane, composed of small organic nitrogen compounds and capable of functioning in liquid methane temperatures of 292 degrees below zero. A representation of a 9 mm azotosome, about the size of a virus, with a piece of the membrane cut away to show its hollow interior. Credit: James Stevenson

Ο Τιτάνας, ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου, βρίσκεται σύμφωνα με τους επιστήμονες σε μια γεωλογική και ατμοσφαιρική κατάσταση παρόμοια με εκείνη της πρώιμης Γης.

This near-infrared, colour mosaic from NASA’s Cassini spacecraft shows the Sun glinting off of Titan’s north polar seas composed of liquid methane. Image credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho.

Για αυτόν τον λόγο, εδώ και μια δεκαετία αποτελεί μόνιμο στόχο των ερευνητών, αφού η μελέτη του είναι πιθανό να αποκαλύψει πολλά στοιχεία για την εξέλιξη του πλανήτη μας αλλά και την παρουσία της ζωής τόσο στη Γη όσο και σε άλλους πλανήτες.

Graduate student James Stevenson, astronomer Jonathan Lunine and chemical engineer Paulette Clancy, with a Cassini image of Titan in the foreground of Saturn, and an azotosome, the theorised cell membrane on Titan. Image credit: Jason Koski/Cornell University Photography

Με βάση της συνθήκες που επικρατούν αυτή τη στιγμή στον Τιτάνα ομάδα ειδικών στη μοριακή δυναμική του Πανεπιστημίου Κορνέλ στις ΗΠΑ σχεδίασε μια μονοκύτταρη μορφή ζωής που θα μπορούσε να έχει δημιουργηθεί και να ζει στον δορυφόρο. Πρόκειται για μια μορφή ζωής που βασίζεται όχι στο οξυγόνο αλλά στο μεθάνιο το οποίο αφθονεί στον Τιτάνα. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η μορφή ζωής θα μπορούσε να επιβιώνει και να αναπαράγεται με τον ίδιο τρόπο που το κάνουν και οι αντίστοιχες κυτταρικές μορφές ζωής στη Γη. Η εργασία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science Advances».

«Θύμα» των λυκόσκυλων οι Νεάντερταλ; Dogs bred from wolves helped humans take over from Neanderthal rivals in Europe 40,000 years ago

Ίσως τα λυκόσκυλα να ήταν ο καθοριστικός παράγοντας της εξαφάνισης των Νεάντερταλ. Man's best friend: An early cave painting in Libya of dogs chasing a deer in the Akakus Mountains. A new theory claims humans teamed up with the ancestors of domestic dogs far earlier than was first thought.

Οι Νεάντερταλ ζούσαν για δεκάδες χιλιάδες έτη στην Ευρώπη χωρίς προβλήματα μέχρις ότου έκανε την εμφάνιση του ο σύγχρονος άνθρωπος. Οι Νεάντερταλ εξαφανίσθηκαν σε σύντομο χρονικό διάστημα με πολλές θεωρίες να έχουν διατυπωθεί για το τι συνέβη. Μια επιφανής αμερικανίδα ανθρωπολόγος διατυπώνει μια νέα θεωρία για το πώς εξαφανίστηκαν οι Νεάντερταλ. Όπως υποστηρίζει, ο καθοριστικός παράγοντας για την εξαφάνισή τους δεν ήταν ο άνθρωπος αλλά οι… σκύλοι.

Η συμμαχία

Left behind: While early humans hunted with wolves, their Neanderthal rivals in Europe continued using primitive tools without any help, according to anthropologist Dr Pat Shipman (artist's impression).

Η καθηγήτρια Πατ Σίπμαν του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια στο βιβλίο «Οι επιδρομείς: Πώς οι άνθρωποι και οι σκύλοι τους οδήγησαν στην εξαφάνιση τους Νεάντερταλ» διατυπώνει τη θεωρία της. Η Σίπμαν εκτιμά ότι οι εξημερωμένοι λύκοι που βοηθούσαν τους προγόνους μας να κυνηγάνε, τους έδωσαν σημαντικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα όχι μόνο έναντι των θηραμάτων τους, αλλά και έναντι των Νεάντερταλ, με τους οποίους οι Homo sapiens επίσης έπρεπε να ανταγωνιστούν για εδάφη, στέγη και τροφή.

«Συνάψαμε μια συμμαχία με τον λύκο και αυτό θα υπήρξε το τέλος των Νεάντερταλ», δήλωσε η Πατ Σίπμαν. Η θεωρία της αμφισβητεί την κυρίαρχη αντίληψη ότι οι λύκοι εξημερώθηκαν μόλις πριν από 10.000 χρόνια, σχεδόν παράλληλα με τη δημιουργία σταθερών καταυλισμών από τους πρώην κυνηγούς-συλλέκτες και την ανάπτυξη της γεωργίας. Η αμερικανίδα ανθρωπολόγος πιστεύει ότι οι λύκοι έμαθαν να τρέφονται από τους ανθρώπους ήδη πριν από 70.000 χρόνια, μόλις οι πρόγονοί μας άρχισαν να μεταναστεύουν από την Αφρική προς την Ευρώπη, όπου έφθασαν τελικά πριν από περίπου 45.000 χρόνια, γεγονός που σταδιακά οδήγησε στην εμφάνιση των σκύλων.

Λείπουν οι αποδείξεις

Crossing paths: Wolves and woolly mammoths co-existed for millennia, but only wolves survived in the end.

Η νέα θεωρία, που ασφαλώς είναι δύσκολο να αποδειχθεί, αποτελεί πάντως μια εναλλακτική εξήγηση, πέρα από την κλιματική αλλαγή, γιατί οι κυρίαρχοι ως τότε Νεάντερταλ (επί τουλάχιστον 200.000 χρόνια) εξαφανίστηκαν λίγες χιλιάδες χρόνια μετά τη συνάντησή τους με τον σύγχρονο άνθρωπο.

Η Πατ Σίπμαν, εκτιμά ότι τα πρώτα λυκόσκυλα μαζί με τα ανώτερα όπλα και τις μεγαλύτερες κυνηγετικές δεξιότητες, επέτρεψαν στους ανθρώπους να «σβήσουν» τους Νεάντερταλ από τον χάρτη και να γίνουν αυτοί οι κυρίαρχοι στην Ευρώπη.

Τα λυκόσκυλα θα εντόπιζαν και μετά θα κυνηγούσαν τα μεγάλα ζώα (π.χ. ελάφια, βίσωνες κ.α) έως ότου αυτά να εξαντληθούν από την κούραση. Τελικά, οι άνθρωποι θα έδιναν με τα δόρατα και τα βέλη τους την χαριστική -και σχετικά ξεκούραστη- βολή στα θηράματά τους. Ήταν μια παραγωγική συνέργεια και κατανομή δραστηριοτήτων, καθώς τα μεν λυκόσκυλα δεν χρειαζόταν να κάνουν το δύσκολο μέρος της «δουλειάς», δηλαδή να πλησιάσουν πολύ κοντά τα μεγάλα ζώα - θηράματα, για να τα σκοτώσουν, ενώ οι άνθρωποι δεν χρειαζόταν να χαλάνε άσκοπα την ενέργειά τους στο κυνήγι.

«Ήταν μια κατάσταση αμοιβαία επωφελής για τους ανθρώπους και τους σκύλους, που μπορούσαν να μοιραστούν το κρέας από το κυνήγι», σύμφωνα με την καθηγήτρια του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια. Επιπλέον, οι λύκοι - σκύλοι μπορούσαν να διώχνουν τα άλλα επικίνδυνα σαρκοβόρα ζώα, όπως τα λιοντάρια και τις ύαινες, που έσπευδαν να εκμεταλλευθούν την κατάσταση, μόλις οι άνθρωποι σκότωναν κάποιο ζώο.

Φονικό δίδυμο

No match: The theory claims Neanderthals (model pictured) were no match for the hunting technique.

Μετά την εξαφάνιση των Νεάντερταλ, ακολούθησε σταδιακά η εξαφάνιση από την Ευρώπη των λιονταριών, των μαμούθ, των υαινών και των βισώνων. Οι άνθρωποι και οι λύκοι-σκύλοι αποτελούσαν -και ακόμη αποτελούν- ένα φονικό δίδυμο, σύμφωνα με την Πατ Σίπμαν.

Close relation: A Natural History museum employee examines a model of a Neanderthal during an exhibition last year. Neanderthals look similar to modern humans but were a distinct species with genetic differences.

Οι έως τώρα μελέτες καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι άνθρωποι και οι Νεάντερταλ συνυπήρξαν στην Ευρώπη για περίπου 4.000 χρόνια, ανταλλάσσοντας ιδέες και γονίδια, μέσω και σεξουαλικών επαφών. Στην Ασία αυτή η συνύπαρξη μπορεί να κράτησε πολύ περισσότερο, ίσως και 20.000 χρόνια, καθώς στην ήπειρο αυτή οι Homo sapiens (που είχαν εμφανιστεί στην Αφρική πριν από περίπου 200.000 χρόνια) είχαν φθάσει πολύ νωρίτερα από ό,τι στην Ευρώπη.

Οι πρώτοι Νεάντερταλ ήλθαν στην Ευρώπη πριν από 250.000 χρόνια και οι τελευταίοι φαίνεται πως έζησαν σε σπηλιές στο Βέλγιο και στην Ισπανία. Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι τα «εξαδέλφια» μας είχαν αποκτήσει οποιαδήποτε σχέση με τους λύκους (καθώς συνέχιζαν να κυνηγούν μόνοι τους τα μαμούθ και τα άλλα μεγάλα ζώα) και αυτό ίσως υπήρξε τελικά το μοιραίο λάθος τους.

Το Σύμπαν υπήρχε πάντοτε. No Big Bang? Quantum equation predicts universe has no beginning

Η νέα θεωρία για το Σύμπαν είναι ότι αυτό υπήρχε ανέκαθεν και δεν έχει κάποιο σημείο αρχής. Our universe, according to Einstein's theories, is around 13.8 billion years old and formed from an infinitely small point during the Big Bang (illustration pictured) While most people accept this model, scientists still can't explain what happened inside this tiny point - called a singularity – or what came before it.

Μια νέα ανατρεπτική κοσμολογική θεωρία έριξε στο τραπέζι ομάδα επιστημόνων. Η κρατούσα θεωρία αναφέρει ότι το Σύμπαν δημιουργήθηκε από μια υπερβολικά πυκνή και θερμή κατάσταση πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια.

Fred Hoyle was a famous English astronomer noted primarily for the theory of stellar nucleosynthesis and his often controversial stances on other scientific matters—in particular his rejection of the "Big Bang" theory, a term originally coined by him on BBC radio.

Όταν διατυπώθηκε αυτή η θεωρία υπήρξαν αρκετοί που διαφώνησαν όπως ο Βρετανός αστρονόμος Φρεντ Χόιλ που σε ραδιοφωνική εκπομπή του BBC χρησιμοποίησε τον όρο Big Bang (Μεγάλη Έκρηξη) για να ειρωνευτεί αυτή τη νέα ιδέα. Όμως στην πορεία ο όρος επικράτησε χωρίς το ειρωνικό περιεχόμενο. Η νέα θεωρία αναφέρει ότι δεν υπήρξε ποτέ Μεγάλη Έκρηξη γιατί πολύ απλά το Σύμπαν υπήρχε πάντοτε και δεν σχηματίστηκε μετά από κάποιο κοσμικό γεγονός.

Αέναο

'As far as we can see, since different points in the universe never actually converged in the past, it did not have a beginning,' said Professor Das. Pictured is a star cluster that popular cosmology believes formed following the Big Bang. The current research suggests stars such as this always existed.

«Η θεωρία μας εισηγείται την ιδέα ότι η ηλικία του Σύμπαντος είναι άπειρη» αναφέρει ο Σάουργια Ντας θεωρητικός φυσικός του Πανεπιστημίου του Λέθμπριτζ στον Καναδά, εκ των συγγραφέων της σχετικής δημοσίευσης στην επιθεώρηση «Physical Letters B».

The scientists began with equations created by physicist David Bohm, who in the 1950s attempted to use quantum theory in place of classical equations.

Η νέα θεωρία βασίζεται στις θεωρίες των «κρυφών μεταβλητών» για τη συμπεριφορά των υποατομικών σωματιδίων. Πρόκειται για μια κατηγορία της κβαντικής μηχανικής που είναι γνωστή ως «μηχανική του Bohm». Με αυτό το είδος κβαντομηχανικής δίνεται στους επιστήμονες ένα τρόπος για να υπολογίζουν την τροχιά ενός σωματιδίου. Η νέα θεωρία, σύμφωνα με τους δημιουργούς της, μπορεί να εξηγήσει και από τι αποτελείται η μυστηριώδης σκοτεινή ύλη από την οποία αποτελείται μεγάλο μέρος της ύλης του Σύμπαντος.