Το ιστολόγιο "Τέχνης Σύμπαν και Φιλολογία" είναι ένας διαδικτυακός τόπος που αφιερώνεται στην προώθηση και ανάδειξη της τέχνης, της επιστήμης και της φιλολογίας. Ο συντάκτης του ιστολογίου, Κωνσταντίνος Βακουφτσής, μοιράζεται με τους αναγνώστες του τις σκέψεις του, τις αναλύσεις του και την αγάπη του για τον πολιτισμό, το σύμπαν και τη λογοτεχνία.
Arts Universe and Philology
The blog "Art, Universe, and Philology" is an online platform dedicated to the promotion and exploration of art, science, and philology. Its owner, Konstantinos Vakouftsis, shares his thoughts, analyses, and passion for culture, the universe, and literature with his readers.
Μυστήριο
παραμένει το πώς - Το έκανε ακολουθώντας ποτάμια στην ευρωπαϊκή ενδοχώρα ή μία
παράκτια διαδρομή; Modern humans arrived in the westernmost part of
Europe 41,000—38,000 years ago, about 5,000 years earlier than previously
known, according to Jonathan Haws, Ph.D., professor and chair of the Department
of Anthropology at the University of Louisville, and an international team of
researchers. Tools discovered in Lapa do Picareiro in central Portugal. Credit:
Jonathan Haws.
Οι
πρόγονοι του σύγχρονου ανθρώπου (Homo sapiens) έφθασαν στο πιο δυτικό σημείο
της Ευρώπης πριν από 41.000 έως 38.000 χρόνια, περίπου 5.000 χρόνια νωρίτερα
από ό,τι εκτιμάτο έως τώρα, σύμφωνα με νέα επιστημονικά ευρήματα στην
Πορτογαλία.
View of Lapa do
Picareiro looking in from the entrance. Credit:
Jonathan Haws
Η
νέα εκτίμηση βασίζεται στην ανακάλυψη στο σπήλαιο Λάπα ντο Πικαρέιρο, κοντά
στην ατλαντική ακτή της Κεντρικής Πορτογαλίας, λίθινων εργαλείων που
χρονολογήθηκαν προ 38.000 έως 41.000 ετών και τα οποία -με βάση τη μορφολογία
τους- εκτιμάται ότι ανήκαν σε προγόνους μας και όχι σε Νεάντερταλ, που πιθανώς
συνυπήρχαν στην περιοχή εκείνη την εποχή.
View of the
excavation of the early modern human (foreground) and Neanderthal layers
(background) of Lapa do Picareiro. Credit:
Jonathan Haws
Οι
ερευνητές από τις ΗΠΑ και διάφορες ευρωπαϊκές χώρες, οι οποίοι έκαναν τη
σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), ανέφεραν ότι η ανακάλυψη
υποδηλώνει πως υπήρξε ταχεία διασπορά του Homo
sapiens διαμέσου της Ευρασίας και προς τα δυτικά, μέσα σε λίγες χιλιάδες
χρόνια μετά την πρώτη εμφάνιση των προγόνων του σύγχρονου ανθρώπου στη νοτιοανατολική
Ευρώπη.
Παραμένει
ασαφές πώς ακριβώς οι πρόγονοί μας έφθασαν στο δυτικό άκρο της Ευρώπης, αν,
δηλαδή, σύμφωνα με τους ερευνητές, το έκαναν ακολουθώντας ποτάμια στην
ευρωπαϊκή ενδοχώρα ή αν ακολούθησαν μία παράκτια διαδρομή.
Όχι
μία αλλά τέσσερις λίμνες με αλμυρό νερό μπορεί να βρίσκονται θαμμένες κάτω από
τους πάγους στο νότιο πόλο του Άρη, σύμφωνα με νέες εκτιμήσεις Ιταλών
επιστημόνων, κάτι ανάλογο με αυτό που συμβαίνει στη Γη κάτω από τους πάγους της
Ανταρκτικής. Using new radar data from ESA’s Mars Express
spacecraft, researchers have detected three reservoirs of liquid water trapped
below the south polar cap of the Red Planet. An artist’s impression of ESA’s
Mars Express spacecraft. Image credit: ESA / ATG Medialab / DLR / FU Berlin /
CC BY-SA 3.0 IGO.
Αν
αυτό όντως επιβεβαιωθεί, αυξάνονται οι πιθανότητες εύρεσης ιχνών ζωής στον
γειτονικό πλανήτη, όπως έχει βρεθεί να υπάρχουν μικροοργανισμοί στις υπόγειες
λίμνες της Ανταρκτικής.
Με
μπλε χρώμα οι θέσεις των υπόγειων λιμνών στο νότιο πόλο του Άρη. Potential
underground lakes below the south pole of Mars are shown in blue. (Image credit: Elena Pettinelli et al,
Nature.)
Όπως
αναφέρουν οι ερευνητές σε σχετική δημοσίευση τους στο περιοδικό «Nature Astronomy»,
η ανάλυση των στοιχείων που συνέλλεξε μεταξύ 2012-2019 το ραντάρ MARSIS του σκάφους
Mars Express του Ευρωπαϊκού Διαστημικού Οργανισμού, το οποίο βρίσκεται σε τροχιά
από το 2003 γύρω από τον Άρη, δείχνει ότι είναι πολύ πιθανό πως κάτω από 1.400
μέτρα πάγου βρίσκεται μια μεγάλη λίμνη, η οποία περιβάλλεται από τρεις
μικρότερες.
Παλαιότερες
παρατηρήσεις των ίδιων επιστημόνων από το 2018 -οι οποίες τότε είχαν
αντιμετωπιστεί με ενθουσιασμό αλλά και σκεπτικισμό από τη διεθνή επιστημονική
κοινότητα- είχαν δώσει ενδείξεις ότι ίσως υπάρχει μια υπόγεια λίμνη διαμέτρου
περίπου 19 χιλιομέτρων σε βάθος ενάμισι χιλιομέτρου κάτω από το νότιο πόλο του
γειτονικού πλανήτη. Οι νέες μετρήσεις παρέχουν περισσότερα στοιχεία και μάλιστα
για περισσότερες από μία αλμυρές λίμνες, οι οποίες είναι διασκορπισμένες σε μια
έκταση περίπου 75.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων.
Οι
επιστήμονες είναι βέβαιοι ότι κάποτε, πριν περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια
χρόνια, ο Άρης ήταν πολύ πιο ζεστός και υγρός από ό,τι τώρα. Οι Ιταλοί
ερευνητές εκτιμούν ότι ένα μέρος από τα αρχαία επιφανειακά ύδατα υπάρχουν ακόμη
κρυμμένα και δεν αποκλείουν να βρουν ενδείξεις για ακόμη πιο πολλές υπόγειες
λίμνες στο μέλλον, ίσως και κάτω από το βόρειο πόλο του «κόκκινου» πλανήτη.
Mars Orbiter Laser
Altimeter topographic map of Ultimi Scopuli and location of MARSIS profiles
collected in the region. Image
credit: Lauro et al, doi: 10.1038/s41550-020-1200-6.
Η
νέα έρευνα, με επικεφαλής τη γεωφυσικό και πλανητική επιστήμονα δρα Έλενα
Πετινέλι του Πανεπιστημίου της Ρώμης (Roma Tre), εκτιμά ότι η μεγάλη λίμνη έχει
διαστάσεις 20 επί 30 χιλιόμετρα και είναι άγνωστο το βάθος της, καθώς το ραντάρ
δεν μπορεί να διαπεράσει το αλμυρό νερό. Οι τρεις άλλες κοντινές λίμνες
εκτιμάται ότι έχουν διαστάσεις της τάξης των δέκα χιλιομέτρων περίπου.
Η
μεγάλη περιεκτικότητα των λιμνών σε άλατα τις βοηθά να παραμένουν υγρές και να
μην παγώνουν, χωρίς να αποκλείεται η πιθανότητα μιας υπόγειας γεωθερμικής
δραστηριότητας που λιώνει τους πάγους. Ως πιθανότερη πάντως εκδοχή θεωρούν ότι
οι λίμνες περιέχουν πανάρχαιο νερό, «που κάποτε βρισκόταν στην επιφάνεια και,
αν αυτό όντως συμβαίνει, ασφαλώς μπορεί να αποτελούν ένα καλό μέρος για να
φιλοξενήσουν ζωή, εξαφανισμένη πια ή και τωρινή», ανέφερε η Πετινέλι. Όμως,
όπως είπε, για να επιβεβαιώσει κανείς κάτι τέτοιο, πρέπει να κάνει γεώτρηση
στον Άρη σε βάθος ενάμισι χιλιομέτρου, κάτι που δεν είναι εφικτό με την
υπάρχουσα τεχνολογία.
Άλλοι
πάντως πλανητικοί επιστήμονες και γεωφυσικοί, όπως ο Τζακ Χολτ του
Πανεπιστημίου της Αριζόνα και ο Μάικ Σόρι του Πανεπιστημίου Πέρντιου της
Ινδιάνα, εξέφρασαν στο περιοδικό «Nature» τις επιφυλάξεις τους για το κατά πόσο
και τα νέα στοιχεία πράγματι αφορούν κανονικές αλμυρές λίμνες. Η κινεζική
αποστολή Tianwen-1 καθ’ οδόν για τον Άρη, η οποία αναμένεται να εισέλθει σε
τροχιά γύρω του το Φεβρουάριο του 2021 και μετά θα στείλει ένα ρομποτικό ρόβερ
στην επιφάνεια του, το οποίο θα διαθέτει ραντάρ, ίσως ρίξει περισσότερο φως στο
υγρό παρελθόν -και πιθανώς υγρό παρόν- του Άρη.
Οι
επιστήμονες του SLAC
εφηύραν μια δομή επιταχυντή από χαλκό που θα μπορούσε να κάνει τα μελλοντικά
λέιζερ ακτίνων Χ και τους επιταχυντές για ακτινοθεραπεία μικρότερα και
ευκολότερα στην χρήση τους. Τροφοδοτώντας
με ακτινοβολία terahertz
μια μικροσκοπική κοιλότητα επιταχύνονται σωματίδια σε τεράστιες ενέργειες. Στην
φωτογραφία φαίνεται ένα τμήμα της κατασκευής – η κοιλότητα απεικονίζεται σε
μεγέθυνση στο ένθετο. Η εικόνα του ένθετου προέκυψε από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο
σάρωσης για ένα τμήμα της κοιλότητας μήκους 3,5 mm και πλάτους 280 μm στο στενότερο σημείο του. SLAC
scientists have invented a copper accelerator structure that could make future
X-ray lasers and accelerators for radiation therapy more compact. It feeds
terahertz radiation into a tiny cavity to boost particles to tremendous
energies. This image shows one half of the structure with the cavity in the
circled area. Inset: Scanning electron microscope image of a section of the
cavity, which is 3.5 millimeters long and 280 microns wide at its narrowest
point. (Chris Pearson/Emilio Nanni/SLAC National Accelerator Laboratory)
Οι
επιταχυντές σωματιδίων δημιουργούν δέσμες ηλεκτρονίων, πρωτονίων και ιόντων
υψηλής ενέργειας που με τη σειρά τους χρησιμοποιούνται, στην διερεύνηση των
υποατομικών συστατικών της φύσης, στην παραγωγή λέιζερ ακτίνων Χ που
φιλμογραφούν άτομα και μόρια κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων, στις
ιατρικές συσκευές για τη θεραπεία του καρκίνου κ.λπ. Εν γένει, οι μεγαλύτεροι
σε μέγεθος επιταχυντές είναι και οι ισχυρότεροι.
Πρόσφατα,
μια ομάδα ερευνητών από το εργαστήριο του επιταχυντού SLAC εφηύρε μια νέα κατασκευή που παρέχει 10
φορές μεγαλύτερη ενέργεια για μια δεδομένη απόσταση, σε σχέση με τους
συμβατικούς επιταχυντές. Αυτό θα μπορούσε κάνει τους επιταχυντές που
χρησιμοποιούνται σε συγκεκριμένες εφαρμογές κατά 10 φορές μικρότερους.
Η
βασική ιδέα πίσω από τη νέα τεχνολογία είναι η χρήση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας
terahertz για την
ενίσχυση της ενέργειας των σωματιδίων και περιγράφεται σε πρόσφατο άρθρο στο AppliedPhysicsLetters.
Στους
σημερινούς επιταχυντές, τα σωματίδια αντλούν ενέργεια από ένα πεδίο
ραδιοσυχνοτήτων που τροφοδοτείται σε ειδικά διαμορφωμένες δομές επιταχυντών ή
κοιλότητες. [Accelerating:
Radiofrequency cavities]
Κάθε
κοιλότητα μπορεί να προσφέρει μόνο μια περιορισμένη ενεργειακή ώθηση σε μια
δεδομένη απόσταση, οπότε απαιτούνται πολύ μακριές σειρές κοιλοτήτων για την
παραγωγή δεσμών σωματιδίων υψηλής ενέργειας.
Η
ακτινοβολία terahertz
και τα ραδιοκύματα είναι και τα δύο ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που διαφέρουν
στις αντίστοιχες συχνότητες (ή μήκη κύματος). Επειδή η ακτινοβολία terahertz έχει 10 φορές μικρότερo μήκος κύματος από τα ραδιοκύματα, οι
κοιλότητες σε έναν επιταχυντή terahertz
μπορεί επίσης να είναι πολύ μικρότερες. Στην παραπάνω εργασία είχε μήκος μόλις
μισό εκατοστό. Μάλιστα η ερευνητική ομάδα του SLAC ανέπτυξε και μια πρωτότυπη μέθοδο για την
ακριβή επεξεργασία και κατασκευή αυτών των μικροσκοπικών κοιλοτήτων.
Στο
άμεσο μέλλον οι ερευνητές σχεδιάζουν να μετατρέψουν την εφεύρεσή τους σε
«πυροβόλο» ηλεκτρονίων – μια συσκευή που θα μπορούσε να παράγει πολύ ισχυρές
δέσμες ηλεκτρονίων για διάφορα πειράματα που απαιτούν τέτοιες δέσμες, για την
κατασκευή νέας γενιάς λέιζερ ακτίνων Χ, αλλά και μικροσκόπια ηλεκτρονίων που θα
μας επιτρέψουν να δούμε σε πραγματικό χρόνο πως λειτουργεί η φύση σε ατομικό
επίπεδο. Αυτές οι δέσμες θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν και για τη
θεραπεία του καρκίνου.
Tα δεδομένα του Παρατηρητηρίου ΝανοΧερτς Βαρυτικών
Κυμάτων της Βόρειας Αμερικής (NANOGrav)
μπορεί να περιέχουν ενδείξεις ύπαρξης κοσμικών χορδών. The North American
Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) has recently reported
strong evidence for a stochastic common-spectrum process affecting the pulsar
timing residuals in its 12.5-year data set. We demonstrate that this process
admits an interpretation in terms of a stochastic gravitational-wave background
emitted by a cosmic-string network in the early Universe.
Στην
δημοσίευση με τίτλο «Has NANOGrav found first evidence for cosmic strings?»,
εξετάζεται η πιθανότητα τα δεδομένα του πειράματος NANOGrav να περιέχουν
βαρυτικό σήμα σε συχνότητες nano-Hertz που προκαλείται από κοσμικές χορδές που
δημιουργήθηκαν στις πρώτες στιγμές της δημιουργίας του σύμπαντος.
Οι
ερευνητές Simone Blasi, Vedran Brdar, και Kai Schmitz υποστηρίζουν ότι μια
στοχαστική διαδικασία που παρατηρήθηκε στα δεδομένα 12,5 ετών του NANOGrav θα
μπορούσε να οφείλεται σε βαρυτικά κύματα που παρήγαγε ένα δίκτυο κοσμικών
χορδών.
Many theories about
the birth of the universe suggest it is threaded through with cosmic strings:
cracks in space-time created during rapid cooling after the big bang. This
model shows the strings in orange and many smaller loops in green. Adapted from
Carlos Martins & Paul Shellard
Οι
κοσμικές χορδές είναι σαν τις χορδές που συνθέτουν τα στοιχειώδη σωματίδια αλλά
τεντωμένες σε «κοσμικά μήκη» – και περιγράφονται με τα ίδια μαθηματικά των
στοιχειωδών χορδών.
Gravitational wave
detectors are our best hope for listening in on the cracks and hums of cosmic
strings. They are all tuned to different frequencies. LIGO and VIRGO might hear
high-pitched whipcracks, pulsar timing arrays could hear sub-bass rumblings,
and LISA can fill the gaps.
Οι
κινήσεις αυτών των τεραστίων διαστάσεων χορδών θα μπορούσαν να δημιουργήσουν
βαρυτικά κύματα ανιχνεύσιμα στη Γη. Οι Blasi et al ισχυρίζονται πως είναι
δυνατή η εκτίμηση των βασικών χαρακτηριστικών των κοσμικών χορδών μέσα από τα
δεδομένα του πειράματος του NANOGrav, εφόσον αυτά περιέχουν βαρυτικά σήματα που
οφείλονται στις κοσμικές χορδές.
Πριν
από 20 χρόνια είχε ο προταθεί η μοναδική πιθανή παρατήρηση κοσμικής χορδής που
έφερε το όνομα CSL-1, αλλά αργότερα
αποδείχθηκε πως επρόκειτο λάθος ερμηνεία. Τώρα βλέπουμε για άλλη μια φορά
ότι πειραματικά δεδομένα θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την
θεωρία των χορδών, κάτι βέβαια που θα κάνει έξαλλους τους αρνητές της – οι
οποίοι υποστηρίζουν ότι δεν πρόκειται απλά για μια λάθος θεωρία, αλλά … not even wrong.
Τη
σπουδαιότητα του κλίματος κατά τη διάρκεια της ναυμαχίας της Σαλαμίνας το 480
π.Χ. επισημαίνει έρευνα του Πανεπιστημίου Αθηνών. The area of the
battle with the Persians in Salamis was chosen by the ancient Greeks after
a thorough study of the local climatic conditions, according to a new study by
the Center for Atmospheric Physics and Climatology Research of the Academy of
Athens, led by academic professor Christos Zerefos, which was published in the
international scientific journal Atmosphere. Wilhelm von Kaulbach
(1805–1874), The Battle of Salamis
(1868), oil on canvas, dimensions not known, Maximilianeum (Bayerischer
Landtag) Senatssaal, Munich, Germany. Wikimedia Commons.
Η
επιλογή του σημείου της σύγκρουσης με τους Πέρσες στη Σαλαμίνα ήταν άριστα
μελετημένη από τους αρχαίους Έλληνες και καθόλου τυχαία, αναφέρει μία νέα
μελέτη από το Κέντρο Ερεύνης Φυσικής της Ατμόσφαιρας και Κλιματολογίας της
Ακαδημίας Αθηνών, με επικεφαλής τον ακαδημαϊκό καθηγητή Χρήστο Ζερεφό.
Η
επιλογή αυτή βασιζόταν στη γνώση των τοπικών κλιματολογικών συνθηκών, προσθέτει
η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Atmosphere.
Ο
φετινός Σεπτέμβριος σηματοδοτεί την επέτειο των 2.500 ετών από τη ναυμαχία της
Σαλαμίνας.
Στα
τέλη του Σεπτεμβρίου του 480 π.Χ. ο ελληνικός στόλος, με μικρές δυνάμεις αλλά
με άριστη τακτική και υπό την ηγεσία του Θεμιστοκλή, πραγματοποίησε μία από τις
αποφασιστικότερες νίκες της ιστορίας.
Henri-Camille
Danger (1857–1937), Themistocles Drinking
Poison (1887), oil on canvas, dimensions not known, École nationale
supérieure des beaux-arts, Paris. Image
by VladoubidoOo, via Wikimedia Commons.
Η
νέα μελέτη δείχνει ότι η εμπνευσμένη στρατηγική του Θεμιστοκλή βασίστηκε σε
μεγάλο βαθμό στο γεγονός, ότι οι αρχαίοι Έλληνες και ο ίδιος ο Θεμιστοκλής
γνώριζαν τις κλιματολογικές συνθήκες και ιδιαίτερα τους ανέμους που έπνεαν στο
στενό της Σαλαμίνας, προσαρμόζοντας τον στρατηγικό σχεδιασμό τους ανάλογα, ώστε
να επωφεληθούν από την ημερήσια διακύμανσή τους.
Battle of Salamis,
480 BC.
Τα
επιστημονικά ευρήματα δείχνουν πως ο συνδυασμός ενός βορειοδυτικού ανέμου που
έπνεε κατά τη διάρκεια της νύχτας, με τη θαλάσσια αύρα που σηκώθηκε μετά τις
10:00, σχημάτισε μία «λαβίδα» ανέμου, η οποία, όσο περνούσε η μέρα, εγκλώβισε
τον περσικό στόλο στη Σαλαμίνα.
Η
κλιματολογική ανάλυση του ανεμολογικού πεδίου στην περιοχή όπου διεξήχθη η
ναυμαχία βασίστηκε στις διαθέσιμες μετρήσεις των μετεωρολογικών σταθμών στην
περιοχή, καθώς και σε δεδομένα των κλιματικών και μετεωρολογικών μοντέλων ERA5
και WRF για το χρονικό διάστημα 1960-2019, παράλληλα με τις ιστορικές μαρτυρίες
από τις αρχαίες πηγές («Ιστορίαι» του Ηρόδοτου, «Πέρσαι» του Αισχύλου κ.ά.).
Όπως
προκύπτει από τα αποτελέσματα της έρευνας, οι κλιματολογικές συνθήκες που
επικρατούν σήμερα στην περιοχή είναι παρόμοιες με αυτές που επικρατούσαν πριν
από 2.500 χρόνια.
Η
κυριότερη αιτία του μελτεμιού, που πνέει από βόρειες, γενικά, διευθύνσεις στο
Αιγαίο κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου, είναι ο συνδυασμός του μουσωνικού
χαμηλού, δηλαδή ενός θερμικού χαμηλού που δημιουργείται πάνω από την ευρύτερη
περιοχή της Ινδικής Χερσονήσου, με τις υψηλές πιέσεις που επικρατούν κατά τη
διάρκεια του καλοκαιριού πάνω από τα Βαλκάνια και την Κεντρική Ευρώπη.
Ο
παραπάνω συνδυασμός έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός ενισχυμένου βορείου
ρεύματος στο Αιγαίο με την ονομασία «ετησίαι» (που σημαίνει «ετησίως
επαναλαμβανόμενοι»). Οι εν λόγω κλιματολογικές συνθήκες περιγράφηκαν για πρώτη
φορά από τον Αριστοτέλη στο βιβλίο του «Μετεωρολογικά».
Σε
τοπικό επίπεδο, η αποδυνάμωσή των μελτεμιών τον Σεπτέμβριο ευνοεί την
επικράτηση μικρότερων συστημάτων κυκλοφορίας, όπως είναι οι θαλάσσιες αύρες
(μπάτης-μπουκαδούρα).
Battle order. The
Achaemenid fleet (in red) entered from the east (right) and confronted the
Greek fleet (in blue) within the confines of the strait.
Οι
Έλληνες είχαν γνώση της τοπικής κλιματολογίας και προσάρμοσαν ανάλογα το
στρατηγικό σχέδιό τους. Ο περσικός στόλος έλαβε θέσεις μάχης στην ακτή της
Αττικής (Αμφιάλη-Πέραμα) κατά τη διάρκεια της νύχτας. Ωστόσο, με το πρώτο φως της ημέρας τα
ελληνικά πλοία, αντί να προσπαθήσουν να διαφύγουν, όπως περίμεναν οι Πέρσες,
εμφανίστηκαν επίσης παρατεταγμένα σε σχηματισμό μάχης από την πλευρά της
Σαλαμίνας.
Όταν
ο περσικός στόλος κινήθηκε εναντίον του ελληνικού, τα ελληνικά πλοία κινήθηκαν
ανάποδα, κωπηλατώντας συντεταγμένα μέχρι την ακτή της Σαλαμίνας.
Σύμφωνα
με τον Πλούταρχο, αυτός ο ελιγμός αποτελούσε μέρος του στρατηγικού σχεδίου του
Θεμιστοκλή και αποσκοπούσε στο να παρασύρει τους Πέρσες βαθύτερα μέσα στο στενό
και να καθυστερήσει τη σύγκρουση, περιμένοντας την αλλαγή του ανέμου. Πράγματι,
μετά τις 10:00 ο άνεμος στράφηκε σε νοτιοδυτικό (θαλάσσια αύρα) και μόνο τότε
ξεκίνησε η ελληνική αντεπίθεση.
Fleet of triremes
based on the full-sized replica Olympias.
Η
θαλάσσια αύρα, σε συνδυασμό με τη στενότητα του διαύλου, αποδιοργάνωσε τον
περσικό στόλο. Τα ψηλότερα περσικά πλοία ήταν πιο δύσκολο να κυβερνηθούν, καθώς
στρέφονταν πλάγια από τον άνεμο και το κύμα, και έτσι έγιναν εύκολος στόχος για
τα έμβολα των ελληνικών τριήρεων. Επιπλέον, η ισχυρή νοτιοανατολική αύρα δεν
επέτρεψε στους Πέρσες να ανοίξουν πανιά για να υποχωρήσουν γρήγορα προς τον
ανοιχτό Σαρωνικό Κόλπο και να μεταφέρουν εκεί τη σύγκρουση.
Τελικά,
ένα μεγάλο μέρος του περσικού στόλου χάθηκε, ενώ τα υπόλοιπα πλοία διέφυγαν
προς τον Κόλπο του Φαλήρου κατά τις απογευματινές ώρες, όταν οι άνεμοι
ολοκλήρωσαν τον καθημερινό κύκλο τους και γύρισαν ξανά σε βορειοδυτικούς. Σύμφωνα με τον Ηρόδοτο, ο δυτικός άνεμος
«Ζέφυρος» μετέφερε τα συντρίμμια του περσικού στόλου μέχρι την περιοχή του
σημερινού Αγίου Κοσμά, σηματοδοτώντας το τέλος της περσικής παρουσίας στη Μεσόγειο.
Η
ερευνητική ομάδα περιελάμβανε, εκτός του κ. Ζερεφού, τους ερευνητές της
Ακαδημίας Αθηνών Σταύρο Σολωμό, Ιωάννη Καψωμενάκη και Χρήστο Ρεπαπή, καθώς
επίσης τον καθηγητή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Δημήτρη Μελά.
Η
μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Μαριολοπούλειο - Καναγκίνειο Ίδρυμα Επιστημών
Περιβάλλοντος.
Μία διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε βάσιμες
ενδείξεις για την ύπαρξη ενός άθικτου γιγάντιου εξωπλανήτη γύρω από ένα λευκό
νάνο, κάτι που συμβαίνει για πρώτη φορά, όσον αφορά τη συγκεκριμένη κατηγορία
άστρων. Using NASA’s Transiting Exoplanet Survey
Satellite (TESS) and several ground-based telescopes, astronomers have
discovered a Jupiter-sized planet orbiting a nearby white dwarf star
called WD 1856+534. An artist’s impression of the potential
Jupiter-size planet WD 1856+534b and its much smaller host star, a dim white
dwarf. Image credit: NASA’s Goddard Space Flight Center.
Ο
πλανήτης με την ονομασία WD 1856b, που έχει θερμοκρασία έως 17 βαθμών Κελσίου
(περίπου η μέση θερμοκρασία στη Γη), εκτιμάται ότι έχει μέγεθος μεγαλύτερο
ακόμη και από τον Δία, τον μεγαλύτερο πλανήτη του δικού μας ηλιακού συστήματος,
ενώ ευρίσκεται σε απόσταση 80 ετών φωτός από τη Γη, στο βόρειο αστερισμό του
Δράκοντα. Η ιδιομορφία είναι ότι το γέρικο μητρικό άστρο του, ένας λευκός νάνος
ηλικίας σχεδόν έξι δισεκατομμυρίων ετών, δεν είναι μεγαλύτερο από τη Γη, αν και
διαθέτει συμπυκνωμένη τη μισή μάζα του Ήλιου. Συνεπώς ο πλανήτης -πιθανότατα
αέριος όπως ο Δίας- είναι πολύ μεγαλύτερος από το ίδιο το άστρο του, κάτι
ιδιαίτερα ασυνήθιστο.
Οι
επιστήμονες, με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Άντριου Βάντερμπουργκ του
Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν-Μάντισον, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση
στο περιοδικό «Nature», πραγματοποίησαν την ανακάλυψη με τη βοήθεια του
αμερικανικού διαστημικού τηλεσκοπίου TESS (Transiting Exoplanet Survey
Satellite) της NASA και δύο επίγειων τηλεσκοπίων στα Κανάρια Νησιά.
Ένας
λευκός νάνος είναι ο μεγάλης πυκνότητας πυρήνας ενός άστρου σαν τον Ήλιο, που
έχει απομείνει μετά τη βαρυτική κατάρρευση του άστρου και τη διαρροή της
ατμόσφαιρας του στο διάστημα. Οι περισσότεροι εξωπλανήτες που έχουν βρεθεί
μέχρι σήμερα, κινούνται πέριξ άστρων που κάποια στιγμή θα μετατραπούν σε
λευκούς νάνους. Αφού καταναλώσουν τα αποθέματα του υδρογόνου τους, θα
διογκωθούν σε ερυθρούς γίγαντες, «καταπίνοντας» τους γύρω πλανήτες τους (αυτή
αναμένεται να είναι και η τύχη της Γης μετά από περίπου πέντε δισεκατομμύρια
χρόνια), ώσπου σε επόμενο στάδιο τελικά να σμικρύνουν σε λευκούς νάνους.
A planet orbiting a
small star produces strong atmospheric signals when it passes in front, or
“transits,” its host star, as pictured above. White dwarfs offer astronomers a
rare opportunity to characterize rocky planets. (Image: Jack Madden/Carl Sagan Institute)
Από
την όλη διαδικασία, είναι απίθανο να επιζήσει κάποιος πλανήτης γύρω από ένα
λευκό νάνο. Έως τώρα δεν είχε βρεθεί κανένας που να μην είναι απλώς συντρίμμια
σε τροχιά γύρω από το απομεινάρι του μητρικού άστρου του. Τώρα όμως φαίνεται
πως ανακαλύφθηκε ο πρώτος άθικτος εξωπλανήτης κινούμενος πολύ κοντά γύρω από
ένα λευκό νάνο, διαγράφοντας μια πλήρη τροχιά κάθε 34 ώρες (η πολύ σύντομη
διάρκεια του έτους του).
Παραμένει
ασαφές πώς ο εξωπλανήτης κατάφερε να επιβιώσει από την κατακλυσμική δημιουργία
ενός λευκού νάνου και μάλιστα να βρεθεί τόσο κοντά στο άστρο του (20 φορές πιο
κοντά από ό,τι ο Ερμής στον Ήλιο). Πιθανώς βρέθηκε σε αυτή τη θέση λόγω
βαρυτικών αλληλεπιδράσεων με άλλους -άγνωστους μέχρι στιγμής- εξωπλανήτες του
ίδιου συστήματος.
«Επιβεβαιώσαμε
ότι οι λευκοί νάνοι μπορούν να έχουν πλανήτες, κάτι που πριν δεν το ξέραμε.
Μερικοί τέτοιοι πλανήτες μπορεί να είναι φιλόξενοι για ζωή. Στο μέλλον ίσως
βρούμε ακόμη μικρότερους πλανήτες γύρω από λευκούς νάνους», δήλωσε ο επίκουρος
καθηγητής αστρονομίας Ίαν Κρόσφιλντ του Πανεπιστημίου του Κάνσας.
Είναι
όντως πιθανό να υπάρχει ζωή στην καυτή κόλαση που αποτελεί αυτός ο πλανήτης; Οι
επιστήμονες ανακάλυψαν μεγάλη ποσότητα αερίου φωσφανίου στην ατμόσφαιρα της
Αφροδίτης, το οποίο στη Γη παράγεται από μικροοργανισμούς και βιομηχανικές
δραστηριότητες. Η είδηση για ίχνη έμβιων οργανισμών στην ατμόσφαιρα της
Αφροδίτης έχει τραβήξει την προσοχή ολόκληρου του πλανήτη. Artist's
impression of Venus, with an inset showing a representation of the phosphine
molecules detected in the high cloud decks. Credit: ESO / M. Kornmesser / L.
Calçada & NASA / JPL / Caltech
Η
αστρονόμος Τζέιν Γκριβς του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ, ήταν μόνη στο γραφείο
της όταν είδε το σήμα: ένα ίχνος του μορίου της φωσφίνης, μεταξύ των δεδομένων
που είχε λάβει από την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης το 2017.
Το
φωσφάνιο ή φωσφίνη (phosphine) είναι μια ανόργανη χημική ένωση που περιέχει ένα
άτομο φωσφόρου και τρία άτομα υδρογόνου, με μοριακό τύπο PH3. Η
φωσφίνη αποτελεί συστατικό της ατμόσφαιρας της Γης και μπορεί να παραχθεί από
τη ζωή – είτε ανθρώπινη είτε μικροβιακή. Πρόκειται για ένα δυσώδες αέριο που
δημιουργούν οι βιομηχανικές δραστηριότητες ή ορισμένα είδη αναερόβιων
βακτηρίων, τα οποία βρίσκονται σε περιβάλλοντα με λίγο οξυγόνο, όπως ζωϊκά
έντερα και έλη. Κατά τη διάρκεια του 1ουΠαγκοσμίου Πολέμου χρησιμοποιήθηκε ως χημικό όπλο.
Το
γεγονός την σόκαρε. Ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η φωσφίνη, ενδέχεται να
αποτελεί χρήσιμο βιοαποτύπωμα. Ένα σημάδι ότι ίσως υπάρχει ζωή στον πλανήτη
στον οποίο εντοπίζεται.
«Δεν
ήταν κανείς εκεί για να του το πω», λέει η ίδια στο Wired. Φοβούμενη ότι ο
ενθουσιασμός της θα την παρασύρει σε λάθος συμπεράσματα, προσπάθησε να
αποσπάσει τη σκέψη της από το ζήτημα. «Έπρεπε να προσπαθήσω να μην τρακάρω»,
θυμάται η ίδια, μιλώντας για το απόγευμα του 2018 όταν έκανε την πρώτη
ανακάλυψη.
Τα
επόμενα χρόνια ήταν γεμάτα ελέγχους που θα διασφάλιζαν ότι έχει αναλύσει σωστά
τα δεδομένα της. Το σήμα, που έμοιαζε πάρα πολύ με φωσφίνη, επέμενε. Πριν
μερικές μέρες, μετά από πολλούς ακόμη μήνες συλλογής και ανάλυσης δεδομένων, η
ίδια και μια ομάδα συναδέλφων της έκαναν την επίσημη ανακοίνωση: Όχι μόνο
υπάρχει φωσφίνη στην Αφροδίτη, αλλά δεν έχει βρεθεί και κάποια εξήγηση για το
πώς βρέθηκε ως εκεί – με την εξαίρεση του ενδεχομένου της ύπαρξης ζωής.
Τι
σημαίνει η ανακάλυψη
Dark
higher-altitude clouds obscure the brighter mid-altitude clouds in this image
of Venus taken by an infrared camera on board Japan's Akatsuki Venus Climate
Orbiter. Phospine gas detected in the temperate mid-altitude clouds is teasing
scientists with a possible signature for life. FALSE COLOR PHOTO BY JAXA / ISAS
/ DARTS / DAMIA BOUIC
Αυτό
δεν σημαίνει ότι είναι βέβαιο πως υπάρχουν έμβιοι οργανισμοί στον πλανήτη.
Ορισμένες μη βιολογικές διαδικασίες, άγνωστες στη γη, θα μπορούσαν να είναι η
αιτία δημιουργίας του μορίου. Ωστόσο, και παρά το γεγονός ότι μένει ακόμη πολλή
ερευνητική δουλειά για να απορρίψει άλλες πιθανές αιτίες, δεν είναι απίθανο να
βρισκόμαστε για πρώτη φορά μπροστά στην ανακάλυψη εξωγήινης ζωής.
Φυσικά,
η Αφροδίτη δεν ακούγεται ευχάριστο περιβάλλον για να ζει κανείς. Η θερμοκρασία
στην επιφάνειά της ξεπερνά τους 400 βαθμούς Κελσίου, ενώ η πίεση που δέχεται
κανείς είναι αντίστοιχη με αυτή που συναντάται 900 μέτρα κάτω από την επιφάνεια
της θάλασσας. Οι συνθήκες είναι τόσο εχθρικές, ώστε να… λιώσουν ένα
διαστημόπλοιο που είχε αποσταλεί στον καυτό πλανήτη μέσα σε λίγες μόλις ώρες.
Τι είδους ζωή θα μπορούσε να υπάρχει στον καυτό πλανήτη;
Η
Αφροδίτη είναι ο κοντινότερος γείτονας της Γης. Έχει παρόμοια δομή αλλά είναι
ελαφρώς μικρότερη από τη Γη. Καλύπτεται από μια πυκνή, τοξική ατμόσφαιρα που
παγιδεύει τη θερμότητα. Για τον λόγο αυτό η θερμοκρασία στην επιφάνειά της
φτάνει τους 471 βαθμούς Κελσίου, είναι δηλαδή τόσο υψηλή που λιώνει ο μόλυβδος.
Synthesized false colour image of Venus, using 283-nm and 365-nm band images
taken by the Venus Ultraviolet Imager (UVI). Credit: JAXA / ISAS / Akatsuki
Project Team
Όμως
οι επιστήμονες υπέθεταν ότι η Αφροδίτη μπορεί να έχει τη δική της, παράξενη
ζωή, εδώ και δεκαετίες. Εν μέρει γιατί ο πλανήτης μοιάζει να έχει γνωρίσει
καλύτερες μέρες: Δεν αποκλείεται κάποτε να είχε ακόμη και δικό του ωκεανό.
Τότε, υποθέτουν, θα μπορούσε να είχε γεννηθεί ζωή, η οποία να εξελίχθηκε κατά
τέτοιο τρόπο ώστε να ξεφύγει από την κυριολεκτική κόλαση στην οποία μετατράπηκε
ο πλανήτης. Μόνη σωτηρία, τα σύννεφα, 48 χιλιόμετρα πάνω από το έδαφός της,
όπου η πίεση μειώνεται και η θερμοκρασία κυμαίνεται περίπου στους 26 βαθμούς
Κελσίου.
Ο
Καρλ Σάγκαν είχε γράψει στο Nature:
«Από καμία άποψη δεν είναι δύσκολο να φανταστούμε γηγενή ζωή στα σύννεφα της
Αφροδίτης». Στη συνέχεια φαντάστηκε μια εκδοχή αυτής της ζωής: ένα ον που
μοιάζει και λειτουργεί ως «επιπλέουσα φούσκα». Ένα είδος σακιού, γεμάτο με
υδρογόνο, που κινείται μέσα στα σύννεφα συλλέγοντας νερό και μέταλλα.
Ένα
ενδιαφέρον σήμα
Spectra of Venus obtained with ALMA. Left panel shows the PH3 1-0 spectrum of the whole planet, with 1σ errors (here channel-to-channel) of 0.11 10-4 per 1.1 km/s spectral bin. Right panel shows spectra of the polar (histogram in black), mid-latitude (in blue) and equatorial (in red) zones, as defined in Table 1. Spectra have been offset vertically for clarity, and the polar spectrum was binned in velocity to obtain a deeper upper limit. Line wings are forced towards zero outside |v| = 5 km/s in these spectra, and only this range was used in characterization (Table 1; Methods: ALMA data reduction).
Αυτή η ιδέα μάγευε και την Γκριβς. Είχε ακούσει ότι η φωσφίνη ήταν ένδειξη ζωής στη γη, και κυρίως αναερόβιας ζωής, που δεν χρειάζεται οξυγόνο. Ίσως, σκέφτηκε, να μπορούσε να ελέγξει για την ύπαρξή του στο γειτονικό πλανήτη, χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Κλερκ Μάξγουελ. Θα συνέλεγε το φως της Αφροδίτης και θα αναζητούσε μια χαρακτηριστική πτώση του φάσματός του: μια απουσία φωτός γύρω από μια συγκεκριμένη συχνότητα, που δείχνει ότι μόρια φωσφίνης έχουν απορροφήσει ορισμένα φωτόνια καθώς κινούνται μέσα στην ατμόσφαιρα.
Δεν περίμενε να το εντοπίσει. Όμως ξαφνικά το είδε: Μια ίσια γραμμή, που ακολουθούνταν από μια απότομη πτώση σε σχήμα V και μια ακόμη ίσια γραμμή.
Με τη βοήθεια ενός συναδέλφου της, δημιούργησαν ατμοσφαιρικές προσομοιώσεις για να κατανοήσουν τα δεδομένα. Στη συνέχεια, ζήτησαν τη βοήθεια της Κλάρα Σούσα-Σίλβα, ερευνήτριας στο ΜΙΤ, η οποία είναι, όπως τονίζει η Γκριβς, η κορυφαία ειδικός επί της φωσφίνης, και εκείνη που συνέβαλε στην καθιέρωση του μορίου της ως βιοαποτύπωμα.
Η Δρ. Φωσφίνη
Scientists at MIT,
Cardiff University, and elsewhere have observed what may be signs of life in
the clouds of Earth's planetary neighbor, Venus.
Η
φωσφίνη είναι, από πολλές απόψεις, το μόριο της Σούσα-Σίλβα. Όταν ξεκίνησε το
διδακτορικό της στο UCL, δουλειά της ήταν να προσομοιώσει το φάσμα των μορίων
της, τις «υπογραφές» τους στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Οι επιστήμονες μερικές
φορές αναφέρονται σε αυτό ως «δακτυλικό αποτύπωμα» των μορίων.
Τέτοιου
είδους φάσματα είναι πολύ χρήσιμα όταν οι αστρονόμοι δημιουργούν μοντέλα για
ενδιαφέροντα άστρα, καφέ νάνους ή εξωπλανήτες.
Σύμφωνα
με το CDC, το αέριο φωσφίνη «έχει την οσμή σκόρδου ή ψαριού σε αποσύνθεση». Το
πιο σημαντικό; Μπορεί να αποδειχθεί φονική.
Πού
εντοπίζεται η φωσφίνη;
Το
αέριο βρίσκεται σε παράνομα εργαστήρια συνθετικών ναρκωτικών, σε βάλτους,
εντόσθια ζώων (και ανθρώπων) και σε ορισμένα εντομοκτόνα. Στα γήινα βιολογικά
συστήματα, όπως εξηγεί η Σούσα-Σίλβα μιλώντας στο Wired, έχει εντοπιστεί
αποκλειστικά κοντά σε αναερόβια ζωή. Τη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες
ανακάλυψαν την παρουσία του γύρω από τον Δία και τον Κρόνο, βαθιά μέσα στις
ατμόσφαιρές τους, όπου οι θερμοκρασίες είναι υψηλές και υπάρχει υψηλή πίεση
υδρογόνου – στοιχεία που δείχνουν ότι η φωσφίνη δεν οφείλεται σε βιολογικούς
παράγοντες. Όμως αυτές οι ακραίες συνθήκες δεν υφίστανται σε χερσαίους πλανήτες
όπως η Γη ή η Αφροδίτη.
Γιατί
αποτελεί βιοαποτύπωμα
Signs of phosphine
first showed up in data taken with the James Clerk Maxwell Telescope in Hawaii.
WILL MONTGOMERIE/JCMT/EAO
Από
τη στιγμή που ανακάλυψε το «δακτυλικό αποτύπωμα» της φωσφίνης, η Σούσα-Σίλβα
ανέπτυξε και τον τρόπο με τον οποίο μπορεί να την εντοπίσει κανείς στην
επιφάνεια ενός πλανήτη. Έπειτα, στράφηκε στην καθιέρωσή του ως βιοαποτύπωμα.
«Καθιερώσαμε
ένα τρίπτυχο: Η ζωή θα πρέπει να το παράγει σε πληθώρα. Θα πρέπει να επιβιώνει
σε ανιχνεύσιμες ποσότητες στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη και να είναι ευδιάκριτο
από άλλα μόρια. Και δεν θα πρέπει να μπερδεύει τους επιστήμονες επειδή τείνει
να εμφανίζεται εξαιτίας μη βιολογικών αιτιών που είναι δύσκολο να εντοπιστούν»,
εξηγεί η ίδια για τη μέθοδό τους.
Και
πράγματι, η φωσφίνη πληρούσε αυτά τα κριτήρια. Στη Γη εμφανιζόταν μόνο κοντά σε
έμβια όντα. Η δουλειά του συναδέλφου της, Γουίλιαμ Μπέινς, έδειξε ότι οι
πλανητικές διαδικασίες, σε χερσαίους πλανήτες και όχι αέριους γίγαντες, δεν
μπορούν να παράγουν μεγάλες ποσότητες του αερίου, ακόμη και σε εκείνους που
διακρίνονται από ακραίες συνθήκες.
Οι
προσομοιώσεις που δημιούργησαν απέδειξαν ότι το μόριο θα μπορούσε να
παρατηρηθεί με τηλεσκόπιο σε πλανήτες χωρίς οξυγόνο.
A composite image
of Venus as seen by JAXA’s Akatsuki spacecraft. Image credit: Institute of
Space and Astronautical Science / Japan Aerospace Exploration Agency.
Από
τη στιγμή που η Γκριβς εντόπισε μόρια φωσφίνης στην επιφάνεια της Αφροδίτης, οι
δύο γυναίκες ξεκίνησαν να εργάζονται αδιάκοπα για να αποκλείσουν το ενδεχόμενο
η παρουσία της να οφείλεται σε άλλους παράγοντες – αλλά και να βεβαιωθούν ότι
το σήμα υπάρχει πραγματικά και δεν πρόκειται για λάθος στις μετρήσεις.
Όμως
το σήμα έμοιαζε ακριβές, και καμία άλλη διαδικασία δεν μπορούσε να παράγει τις
ποσότητες φωσφίνης που εντόπισαν. Το μόνο πράγμα που έμενε να εξηγεί την
παρουσία της, ήταν η ύπαρξη ζωής.
Ωστόσο,
δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι σε πολλές περιπτώσεις, οι επιστήμονες πίστεψαν ότι
εντόπισαν σημάδια ζωής στον Άρη – μόνο και μόνο για να διαψευστούν.
Όπως
είχε δηλώσει κάποτε ο Καρλ Σάγκαν, «οι απίστευτοι ισχυρισμοί απαιτούν και
απίστευτες αποδείξεις».
Στην
περίπτωση της Αφροδίτης, του πλανήτη με το εχθρικό περιβάλλον που δεν επιτρέπει
σε διαστημόπλοια να το προσεγγίσουν, είναι πιθανό να επικρατούν συνθήκες που
δεν μοιάζουν με εκείνες της Γης, και τις οποίες οι επιστήμονες δεν μπορούν να
λάβουν υπόψη τους στα μοντέλα τους. Αυτές οι συνθήκες θα μπορούσαν να παράγουν
τη φωσφίνη.
Για
τα επόμενα χρόνια, το πιθανότερο είναι πως δεν θα έχουμε σίγουρες απαντήσεις. Η
λύση θα μπορούσε να προκύψει είτε μέσω της αποστολής διαστημόπλοιου, είτε μέσα
από περαιτέρω έρευνα και αναλύσεις για άλλα μόρια που σχετίζονται με την ύπαρξη
ζωής.
Όπως
και να έχει, το ενδεχόμενο παραμένει ανοιχτό: Ίσως η εξωγήινη ζωή δεν κρύβεται
σε έναν πλανήτη που μοιάζει με τη Γη, αλλά σε μια καυτή κόλαση, γεμάτη τοξικά
αέρια.
Οι
αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι κάτι λείπει στην καθιερωμένη κοσμική συνταγή για το
πώς συμπεριφέρεται η σκοτεινή ύλη. Ανακάλυψαν μια ασυμφωνία μεταξύ των
θεωρητικών μοντέλων για το πως κατανέμεται η σκοτεινή ύλη στα σμήνη γαλαξιών
και των παρατηρησιακών δεδομένων που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της
κατανομής της. Φωτογραφία του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble που δείχνει το
τεράστιο σμήνος γαλαξιών MACS J1206. This Hubble Space Telescope image
shows the massive galaxy cluster MACS J1206. Embedded within the cluster are
the distorted images of distant background galaxies, seen as arcs and smeared
features. These distortions are caused by the amount of dark matter in the
cluster, whose gravity bends and magnifies the light from faraway galaxies.
This effect, called gravitational lensing, allows astronomers to study remote
galaxies that would otherwise be too faint to see. Several of the cluster
galaxies are sufficiently massive and dense to also distort and magnify faraway
sources. The galaxies in the three pullouts represent examples of such effects.
In the snapshots at upper right and bottom, two distant, blue galaxies are
lensed by the foreground, redder cluster galaxies, forming rings and multiple
images of the remote objects. The red blobs around the galaxy at upper left
denote emission from clouds of hydrogen in a single distant source. The source,
seen four times because of lensing, may be a faint galaxy. These blobs were
detected by the Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) at the European
Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT) in Chile. The blobs do not
appear in the Hubble images. MACS J1206 is part of the Cluster Lensing And
Supernova survey with Hubble (CLASH) and is one of three galaxy clusters the
researchers studied with Hubble and the VLT. The Hubble image is a combination
of visible- and infrared-light observations taken in 2011 by the Advanced
Camera for Surveys and Wide Field Camera 3. Credits: NASA, ESA, P. Natarajan
(Yale University), G. Caminha (University of Groningen), M. Meneghetti
(INAF-Observatory of Astrophysics and Space Science of Bologna), the
CLASH-VLT/Zooming teams; acknowledgment: NASA, ESA, M. Postman (STScI), the
CLASH team
Η
σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει, ούτε απορροφά φως. Γι αυτό η παρουσία της είναι
γνωστή μόνο διαμέσου των βαρυτικών αλληλεπιδράσεών της με την ορατή ύλη. Ένας
τρόπος εντοπισμού της σκοτεινής ύλης είναι το φαινόμενο του βαρυτικού φακού.
Οι
ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι συγκεντρώσεις σκοτεινής ύλης μικρής κλίμακας στα
σμήνη γαλαξιών παράγουν βαρυτικά φαινόμενα που είναι 10 φορές ισχυρότερα από τα
αναμενόμενα. Αυτές οι διαπιστώσεις βασίζονται σε λεπτομερέστατες παρατηρήσεις
διαφόρων γαλαξιακών σμηνών που έγιναν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της
NASA και το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο στη Χιλή.
Τα
σμήνη γαλαξιών, οι μεγαλύτερες δομές στο σύμπαν αποτελούμενες από πολλούς
μεμονωμένους γαλαξίες, είναι οι μεγαλύτερες «αποθήκες» σκοτεινής ύλης. Όχι μόνο
συγκρατούνται μεταξύ τους εξαιτίας της βαρύτητας της σκοτεινής ύλης που κατανέμεται
σε όλη την έκταση του σμήνους, αλλά και την σκοτεινή ύλη που περιέχουν οι
μεμονωμένοι γαλαξίες των σμηνών. Επομένως, η σκοτεινή ύλη κατανέμεται σε
μεγάλες και μικρές κλίμακες.
Η
χαρτογράφηση της σκοτεινής ύλης στα σμήνη γαλαξιών γίνεται χρησιμοποιώντας την
κάμψη του φωτός εξαιτίας του φαινομένου βαρυτικού φακού που η ίδια δημιουργεί.
Η βαρύτητα της σκοτεινής ύλης μεγεθύνει και στρεβλώνει το φως που προέρχεται
από μακρινά αντικείμενα του υποβάθρου, όπως ένας γυάλινος φακός. Μετρώντας τις
παραμορφώσεις που οφείλονται στο φαινόμενο βαρυτικού φακού οι αστρονόμοι
προσδιορίζουν την ποσότητα και την κατανομή της σκοτεινής που παρεμβάλλεται.
Astronomers seem to
have revealed a puzzling detail in the way dark matter behaves. They found
small, dense concentrations of dark matter that bend and magnify light much
more strongly than expected. Credits: NASA's Goddard Space Flight Center
Τα
σμήνη των γαλαξιών είναι ιδανικά εργαστήρια για να κατανοήσουμε μέσω
προσομοιώσεων σε υπολογιστές την συμπεριφορά και τις αλληλεπιδράσεις της
μυστηριώδους σκοτεινής ύλης. Πραγματοποιώντας τέτοιες προσομοιώσεις ο ερευνητές
βρήκαν αναντιστοιχίες με τα παρατηρησιακά δεδομένα. Η προέλευση αυτής της
ασυμφωνίας μπορεί να οφείλεται στο ότι κάτι λείπει από την φυσική στην οποία
βασίστηκε η προσομοίωση. Ίσως, για παράδειγμα, η ιδέα ότι η βαρύτητα είναι η
μόνη δύναμη που «αισθάνεται» η σκοτεινή ύλη να είναι λανθασμένη…