Πιθανότητες για εξωγήινη ζωή σε απόσταση 40 ετών φωτός από τη Γη. Research reveals more about TRAPPIST-1 planets, and the possibility of life

Οι επιστήμονες συνεχίζουν να μελετούν το σύστημα του Trappist-1 για να εντοπίσουν πιο συγκεκριμένα ποιος ή ποιοι από τους πλανήτες του έχουν τις μεγαλύτερες πιθανότητες να είναι κατοικήσιμοι. This artist’s impression shows the view just above the surface of one of the middle planets in the TRAPPIST-1 system, with the glare of the host star illuminating the rocky surface. At least seven planets orbit this ultracool dwarf star 40 light-years from Earth and they are all roughly the same size as the Earth. They are at the right distances from their star for liquid water to exist on the surfaces of several of them. This artist’s impression is based on the known physical parameters for the planets and stars seen, and uses a vast database of objects in the Universe. Credit: ESO/N. Bartmann

Πρόσθετα στοιχεία για τους επτά εξωπλανήτες που είχαν ανακαλυφθεί πέρυσι γύρω από το κοντινό άστρο Trappist-1 σε απόσταση 40 ετών φωτός, έχουν πλέον στα χέρια τους οι επιστήμονες με τη βοήθεια και του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Τα νέα δεδομένα αυξάνουν ακόμη περισσότερο τις πιθανότητες τουλάχιστον τρεις από τους πλανήτες να διαθέτουν συνθήκες φιλόξενες για ζωή.

This artist's concept shows what the TRAPPIST-1 planetary system may look like, based on available data about the planets' diameters, masses and distances from the host star, as of February 2018. The new analysis concludes that the seven planets of TRAPPIST-1 are all rocky, and some could contain significant amounts of water. TRAPPIST-1 is an ultra-cool dwarf star in the constellation Aquarius, and its planets orbit very close to it. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Με βάση τα νέα στοιχεία, τα οποία παρουσιάσθηκαν σε τέσσερις μελέτες που δημοσιεύθηκαν στα περιοδικά αστρονομίας και αστροφυσικής «Nature Astronomy» και «Astronomy and Astrophysics», εκτιμάται ότι και οι επτά εξωπλανήτες είναι βραχώδεις, ενώ έως το 5% της μάζας τους είναι νερό, μια σημαντική ποσότητα σε σχέση με τη Γη, όπου όλοι οι ωκεανοί αποτελούν μόνο το 0,02% της μάζας της.

Astronomers used Hubble to analyze light from the nearby star TRAPPIST-1 that passed through the atmospheres of four Earth-sized planets in the star’s habitable zone. The graphic at top shows a model spectrum containing the signatures of gases the astronomers would expect to see if the exoplanets’ atmospheres were puffy and dominated by primordial hydrogen from the distant worlds’ formation. The Hubble Space Telescope observations, however, revealed that the planets do not have hydrogen-dominated atmospheres. The flat spectrum shown in the illustration at bottom indicates that Hubble did not spot any traces of water or methane, which are abundant in hydrogen-rich atmospheres. NASA, ESA, and Z. Levy (STScI)

Η μορφή που βρίσκεται το νερό στους εξωπλανήτες εξαρτάται από το πόση θερμότητα δέχονται από το άστρο τους, το οποίο έχει μάζα μόλις το 9% του Ήλιου. Πάντως, και οι επτά πλανήτες φαίνεται να έχουν σχετικά ήπιες επιφανειακές θερμοκρασίες, συνεπώς -υπό ορισμένες γεωλογικές και ατμοσφαιρικές συνθήκες- είναι πιθανό όλοι να διαθέτουν νερό σε υγρή μορφή.

These spectra show the chemical makeup of the atmospheres of four Earth-size planets orbiting within or near the habitable zone of the nearby star TRAPPIST-1. To obtain the spectra, astronomers used the Hubble Space Telescope to collect light from TRAPPIST-1 that passed through the exoplanets’ atmospheres as the alien worlds crossed the face of the star. The purple curves show the predicted signatures of gases such as water and methane that absorb certain wavelengths of light. These gases would be found in a puffy hydrogen-dominated atmosphere similar to gaseous planets such as Neptune. The Hubble results, noted by the green crosses, reveal no evidence of an extended atmosphere in three of the exoplanets (TRAPPIST-1 d, f, and e). Additional observations are needed to rule out a hydrogen-dominated atmosphere for the fourth planet (TRAPPIST-1 g). NASA, ESA, and Z. Levy (STScI)

Επιπροσθέτως, οι πέντε τουλάχιστον από τους επτά εξωπλανήτες φαίνεται να στερούνται ατμόσφαιρας από υδρογόνο και ήλιο, όπως συμβαίνει με τον Ποσειδώνα ή τον Ουρανό, κάτι που ενισχύει τις ομοιότητες με το δικό μας ηλιακό σύστημα.

This graph presents known properties of the seven TRAPPIST-1 exoplanets (labeled b thorugh h), showing how they stack up to the inner rocky worlds in our own solar system. Credit: NASA/JPL-Caltech

Οι επιστήμονες συνεχίζουν να μελετούν το σύστημα του Trappist-1 για να εντοπίσουν πιο συγκεκριμένα ποιος ή ποιοι από τους πλανήτες του έχουν τις μεγαλύτερες πιθανότητες να είναι κατοικήσιμοι. Μέχρι στιγμής, η εκτίμηση είναι ότι ο τέταρτος σε απόσταση από το άστρο, ο Trappist-1e, είναι αυτός που μοιάζει περισσότερο με τη Γη, αν και παραμένει ασαφές προς το παρόν αν διαθέτει ατμόσφαιρα, ποιες συνθήκες επικρατούν στην επιφάνειά του και αν έχει υγρό νερό.

This chart shows, on the top row, artist concepts of the seven planets of TRAPPIST-1 with their orbital periods, distances from their star, radii, masses, densities and surface gravity as compared to those of Earth. Credit: NASA/JPL-Caltech

Από τότε που η «επτάδα» ανακαλύφθηκε το Φεβρουάριο του 2017 με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Trappist στη Χιλή, έχει εξάψει τη φαντασία επιστημόνων και μη σε όλο τον κόσμο, καθώς, όπως επιβεβαιώνουν και οι νέες έρευνες, οι επτά εξωπλανήτες μοιάζουν αξιοσημείωτα με τον Ερμή, την Αφροδίτη, τη Γη και τον Άρη. Τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble, Spitzer και Kepler της NASA έχουν έκτοτε μελετήσει το πλανητικό σύστημα του Trappist, ενώ το ίδιο θα κάνει και το μελλοντικό ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.

This illustration shows the seven Earth-size planets of TRAPPIST-1. The image does not show the planets' orbits to scale, but highlights possibilities for how the surfaces of these intriguing worlds might look. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Οι πλανήτες του άστρου Trappist-1 βρίσκονται τόσο κοντά μεταξύ τους, που ένας παρατηρητής, ο οποίος θα βρισκόταν στην επιφάνεια ενός από αυτούς, θα είχε θεαματική θέα των γειτονικών πλανητών στον ουρανό, μερικοί από τους οποίους θα φαίνονταν μεγαλύτεροι και από τη Σελήνη. Παρ' όλο που και οι επτά βρίσκονται κοντύτερα στο άστρο τους από ό,τι ο Ερμής στον Ήλιο, δεν «ψήνονται», επειδή ο Trappist-1 είναι ένα πολύ αχνό άστρο.

Προς το παρόν, σύμφωνα με τους επιστήμονες είναι αδύνατο να γνωρίζουμε πώς ακριβώς είναι ο κάθε πλανήτης. Με βάση τα έως τώρα δεδομένα, οι καλύτερες εκτιμήσεις είναι ότι:

Astronomers using the Hubble Space Telescope have conducted the first spectroscopic survey of Earth-sized planets in the TRAPPIST-1 system's habitable zone. Hubble reveals that at least the inner five planets do not seem to contain puffy, hydrogen-rich atmospheres similar to gaseous planets such as Neptune. This means the atmospheres may be more shallow and rich in heavier gases like carbon dioxide, methane, and oxygen. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Katrina Jackson

• Ο Trappist-1b, ο πιο εσωτερικός πλανήτης, έχει πιθανότατα ένα βραχώδη πυρήνα και περιβάλλεται από μια ατμόσφαιρα πιο πυκνή από τη γήινη.
• Ο Trappist-1c είναι βραχώδης αλλά με πιο αραιή ατμόσφαιρα.
• Ο Trappist-1d είναι ο πιο ελαφρύς από όλους, έχοντας μόνο το 30% της μάζας της Γης. Είναι αβέβαιο αν έχει μεγάλη ατμόσφαιρα, ωκεανό ή στρώμα πάγου.
• Ο Trappist-1e είναι ο μόνος από τους επτά που είναι ελαφρώς πυκνότερος από τη Γη, πράγμα που ίσως οφείλεται στο ότι διαθέτει πιο πυκνό πυρήνα σιδήρου από ό,τι ο πλανήτης μας. Όπως ο 1c, φαίνεται να έχει σχετικά αραιή ατμόσφαιρα. Από άποψη μεγέθους, πυκνότητας και ακτινοβολίας που δέχεται από το άστρο του, εμφανίζει την μεγαλύτερη ομοιότητα με τη Γη.
• Οι άλλοι τρεις πλανήτες Trappist-1f, g και h απέχουν περισσότερο από το άστρο τους και το νερό σε αυτούς μπορεί να βρίσκεται σε μορφή πάγου. Αν έχουν αραιές ατμόσφαιρες, είναι απίθανο να περιέχουν γήινα βαριά μόρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα.

Πηγές: Julien de Wit et al, Atmospheric reconnaissance of the habitable-zone Earth-sized planets orbiting TRAPPIST-1, Nature Astronomy (2018). DOI: 10.1038/s41550-017-0374-z - https://exoplanets.nasa.gov/news/1483/hubble-probes-atmospheres-of-exoplanets-in-trappist-1-habitable-zone/ - //hubblesite.org/news_release/ne... -  http://www.tovima.gr/science/article/?aid=940230

Μελέτη αποκαλύπτει την ύπαρξη «βακτηριακού» Game of Thrones. The Bacterial Game of Thrones

Τα βακτήρια χαίρονται να πολεμούν και μάλιστα αποδεικνύονται εξαιρετικά πολυμήχανα στην προσπάθεια τους να υπερισχύσουν. Much like animals and to a degree humans, bacteria enjoy a good fight. They stab, shove and poison each other in pursuit of the best territory. While this much is clear, little is known about the tactics and strategy that bacteria use during their miniature wargames. In a study published in Current Biology, researchers at the University of Oxford have shed light on this area of bacterial behaviour, revealing that bacteria approach conflict in much the same way as an army by responding to a threat with a coordinated, collective retaliation. Credit: Kevin Foster

Τα βακτήρια χαίρονται να πολεμούν και μάλιστα αποδεικνύονται εξαιρετικά πολυμήχανα στην προσπάθεια τους να υπερισχύσουν και να εδραιωθούν, σύμφωνα με βρετανική μελέτη που δημοσιεύεται στο επιστημονικό έντυπο Current Biology.

Dr Despoina Mavridou

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τη βιοχημικό Δρ Δέσποινα Μαυρίδου του Κολεγίου Imperial του Λονδίνου και τον καθηγητή Εξελικτικής Βιολογίας Κέβιν Φόστερ του Τμήματος Ζωολογίας του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, μελέτησαν μάχες κοινών βακτηρίων E.coli, τα οποία φιλοξενούνται και στο ανθρώπινο σώμα.

Κάθε στέλεχος του εν λόγω βακτηρίου χρησιμοποιεί μια συγκεκριμένη τοξίνη για να νικήσει τον ανταγωνιστή του. Κάθε στέλεχος είναι ανθεκτικό στη δική του τοξίνη, και έτσι μπορεί και επικρατεί μέσα στο ανθρώπινο έντερο, τουλάχιστον προσωρινά.

Τροποποιώντας κατάλληλα τα βακτήρια, ώστε να φωσφορίζουν με διακριτά χρώματα, οι ερευνητές μπόρεσαν για πρώτη φορά να παρακολουθήσουν τις βακτηριακές μάχες σε πραγματικό χρόνο. Αποκαλύφθηκε ότι δεν πολεμούν όλα τα βακτήρια με τον ίδιο τρόπο. Μερικά είναι άκρως επιθετικά, ενώ άλλα είναι πολύ παθητικά.

Επιπλέον, μερικά στελέχη βακτηρίων όχι μόνο ανιχνεύουν έγκαιρα μια εχθρική τοξίνη, αλλά επίσης απαντούν γρήγορα, προειδοποιώντας την υπόλοιπη αποικία τους.

Τα βακτήρια στις προκεχωρημένες θέσεις της μικροβιακής κοινότητας εντοπίζουν την εισβολή του εχθρού και μοιράζονται την είδηση με τους «συντρόφους» τους, έτσι ώστε να οργανωθεί μια συντονισμένη ανταπάντηση.

Είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται σε βακτήρια μια τέτοια οργανωμένη συμπεριφορά, η οποία έως τώρα είχε παρατηρηθεί μόνο σε εξελιγμένα ζώα.

Σύμφωνα με τον Δρ Φόστερ, «αυτά που φαίνονται να είναι απλοί οργανισμοί, μπορούν να λειτουργήσουν με πολύ προχωρημένο τρόπο. Η συμπεριφορά τους είναι πιο πολύπλοκη από ό,τι είχαμε προηγουμένως θεωρήσει. Με τρόπο παρόμοιο με τα κοινωνικά έντομα όπως οι μέλισσες και οι σφήκες ή με τα κοινωνικά ζώα όπως τα πουλιά και τα θηλαστικά που βγάζουν κραυγές συναγερμού όταν υφίστανται επίθεση, τα βακτήρια είναι ικανά για μια συντονισμένη επίθεση».

Two bacterial colonies fighting on solid media using toxins. These strains can detect the attack of the other, and pass the information on within their colony, to launch massive coordinated attacks on each other. This results in a “no man’s land” in between the two strains where cells are killed (with the exception of a few resistant cells that grow into new little colonies). Strains are fluorescently labelled and they turn green when they are releasing toxins. Video edited with the help of Dr Patricia Bernal, Imperial College London. Credit: University of Oxford

Με δεδομένο ότι ο ανθρώπινος οργανισμός φιλοξενεί ένα τεράστιο αριθμό βακτηρίων αυτό, κατά τους ερευνητές, σημαίνει ότι μέσα στο σώμα μας λαμβάνει χώρα ένας συνεχής βακτηριακός πόλεμος. Είναι συνεπώς σκόπιμο να μάθουμε περισσότερα πράγματα γι' αυτές τις μάχες, οι οποίες μπορεί να έχουν ως κατάληξη όχι μόνο την εξόντωση μιας ομάδας βακτηρίων, αλλά και την πρόκληση λοίμωξης ή άλλης ασθένειας στον άνθρωπο - αν επικρατήσουν οι «κακοί».

Η ομάδα της Δρ Μαυρίδου μελετά ήδη πώς τα βακτήρια χρησιμοποιούν τις τοξίνες για επίθεση ή αυτοάμυνα. «Ο πόλεμος μετά από πρόκληση μπορεί να είναι επωφελής», ανέφερε. «Πιθανότατα συμβαίνει μέσα στο έντερο, εκεί όπου τα βακτήρια μπορούν να προκαλέσουν πολλαπλούς αντιπάλους για να τους επιτεθούν και να αλληλοεξοντωθούν», εξηγεί.

Πηγές: http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822%2817%2931663-9 - http://www.ox.ac.uk/news/2018-01-25-bacterial-game-thrones - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=940337