Η μεγάλη σύγκρουση που άλλαξε τον Γαλαξία μας. The Major Collision That Changed the Milky Way Galaxy

Ερευνητές του Κέιμπριτζ εντόπισαν το κοσμικό γεγονός που άλλαξε την ιστορία και τη μορφή του γαλαξία μας. Καλλιτεχνική απεικόνιση της συγχώνευσης του γαλαξία μας με τον γαλαξία που ονομάστηκε «Λουκάνικο». Sausage Galaxy: An impression of the encounter between the Milky Way galaxy and the smaller Sausage galaxy about 8 billion to 10 billion years ago. The record of this ancient encounter is still preserved in the velocities and chemistry of the stars. Credit: V. Belokurov (Cambridge, UK); based on image by ESO/Juan Carlos Muñoz

Ο γαλαξίας μας κι ένας μικρότερος γαλαξίας με το ευφάνταστο όνομα «Λουκάνικο» συγκρούσθηκαν μετωπικά πριν από οκτώ έως δέκα δισεκατομμύρια χρόνια. Από την κοσμική σύγκρουση, ένα συμβάν καθοριστικό στην προϊστορία του γαλαξία μας, ο τελευταίος πήρε το σημερινό σχήμα του, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των αστρονόμων.

Ο νάνος γαλαξίας «Λουκάνικο» δεν επέζησε από το γεγονός, καθώς γρήγορα διαλύθηκε και τα απομεινάρια του βρίσκονται σήμερα διάσπαρτα ολόγυρα στο γαλαξία μας. Αλλά και ο δικός μας γαλαξίας φέρει τα ίχνη εκείνης της δραματικής σύγκρουσης τόσο στο κέντρο όσο και στην εξωτερική άλω του.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Βασίλι Μπελοκούροφ του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ και του Κέντρου Υπολογιστικής Αστροφυσικής του Ινστιτούτου Flatiron της Νέας Υόρκης, έκαναν σχετικές δημοσιεύσεις στα περιοδικά «Monthly Notices» της βρετανικής Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας και "Astrophysical Journal Letters".

Οι νέες εκτιμήσεις βασίσθηκαν στη μελέτη των στοιχείων του δορυφόρου Gaia (Γαία) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), που καταγράφει με ακρίβεια τις τροχιές των άστρων, καθώς ταξιδεύουν μέσα στο γαλαξία μας. Με τους κατάλληλους μαθηματικούς υπολογισμούς, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι μπορούν να βγάλουν βάσιμα συμπεράσματα για το μακρινό παρελθόν του γαλαξία μας.

Το σχήμα που έχουν οι σημερινές τροχιές των άστρων του νάνου γαλαξία, τα οποία σήμερα περιφέρονται πια μέσα στο δικό μας γαλαξία, προσέδωσαν στον πρώτο το παρατσούκλι «το Λουκάνικο της Γαίας». Αυτός ο νάνος γαλαξίας ήταν η τελευταία μεγάλη συγχώνευση άλλου γαλαξία με τον δικό μας.

Sausage Stars: When looking at the distribution of star velocities in the Milky Way, the stars of the Sausage galaxy form a characteristic sausage-like shape. This unique shape is caused by the strong radial motions of the stars. As the sun lies in the center of this enormous cloud of stars, the distribution does not include the slowed-down stars currently making a U-turn back toward the galaxy’s center. Credit: V. Belokurov (Cambridge, UK) and Gaia/ESA

Ο γαλαξίας μας συνεχίζει να συγκρούεται με άλλους γαλαξίας, όπως με τον μικροσκοπικό «Τοξότη», αλλά το «Λουκάνικο» ήταν πολύ πιο μεγάλος, με εκτιμώμενη συνολική μάζα (άστρων, αερίων και σκοτεινής ύλης) τουλάχιστον δέκα δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη του Ήλιου μας. Όταν έπεσε πάνω στο γαλαξία μας, ο τελευταίος έπεσε σε μια χαώδη κατάσταση και εκτιμάται ότι ο δίσκος του υπέστη ρωγμές και χρειάσθηκε να ανασυσταθεί στην πορεία.

Μεταξύ άλλων, οι αστρονόμοι βρήκαν ότι τουλάχιστον οκτώ μεγάλα σφαιρωτά αστρικά σμήνη του γαλαξία μας αποτελούν «κληρονομιά» από το «Λουκάνικο».

Πηγές: http://adsabs.harvard.edu/abs/2018MNRAS.478..611B - http://adsabs.harvard.edu/abs/2018arXiv180510288D - http://adsabs.harvard.edu/abs/2018arXiv180500453M - https://www.simonsfoundation.org/2018/07/04/gaia-sausage-galaxy/ - http://www.in.gr/2018/07/05/tech/anakalyfthike-panarxaia-sygkrousi-tou-galaksia-mas-loukaniko/ 

Τα «πυροτεχνήματα» του Γαλαξία. Burst of Celestial Fireworks

Η NASA συμμετέχει στους εορτασμούς της εθνικής γιορτής των ΗΠΑ με μια εντυπωσιακή φωτογραφία από ένα κοσμικό μαιευτήριο του γαλαξία μας. Πραγματικά το νεφέλωμα NGC 3603 και τα άστρα που γεννιούνται εκεί μοιάζουν σαν ένα κοσμικό πυροτέχνημα. Like a July 4 fireworks display, a young, glittering collection of stars resembles an aerial burst. The cluster is surrounded by clouds of interstellar gas and dust - the raw material for new star formation. The nebula, located 20,000 light-years away in the constellation Carina, contains a central cluster of huge, hot stars, called NGC 3603. Appearing colorful and serene, this environment is anything but. Ultraviolet radiation and violent stellar winds have blown out an enormous cavity in the gas and dust enveloping the cluster. Most of the stars in the cluster were born around the same time but differ in size, mass, temperature and color. The course of a star's life is determined by its mass, so a cluster of a given age will contain stars in various stages of their lives, giving an opportunity for detailed analyses of stellar life cycles. NGC 3603 also contains some of the most massive stars known. These huge stars live fast and die young, burning through their hydrogen fuel quickly and ultimately ending their lives in supernova explosions. Star clusters like NGC 3603 provide important clues to understanding the origin of massive star formation in the early, distant universe. Astronomers also use massive clusters to study distant starbursts that occur when galaxies collide, igniting a flurry of star formation. The proximity of NGC 3603 makes it an excellent lab for studying such distant and momentous events. Image Credit: NASA, ESA, R. O'Connell (University of Virginia), F. Paresce (National Institute for Astrophysics, Bologna, Italy), E. Young (Universities Space Research Association/Ames Research Center), the WFC3 Science Oversight Committee, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Είναι γνωστό ότι οι εορταστικές εκδηλώσεις στην εθνική εορτή των ΗΠΑ στις 4 Ιουλίου ολοκληρώνονται με την ρίψη πυροτεχνημάτων στον νυχτερινό ουρανό.

Η NASA θέλοντας να συμμετέχει και αυτή με τον δικό της τρόπο στην γιορτή έδωσε στην δημοσιότητα μια φωτογραφία από ένα εντυπωσιακό κοσμικό μαιευτήριο το οποίο μοιάζει σαν ρίχνει... πυροτεχνήματα στον γαλαξιακό ουρανό.

These images of the NGC 3603 region were obtained in three near-IR filter bands (Js, H and Ks) with the ISAAC instrument at the ANTU telescope at the VLT at Paranal. NGC 3603 is located in the Carina spiral arm of the Milky Way galaxy at a distance of about 20,000 light-years (6-7 kpc). It is the only massive, galactic "HII-region" (so denoted by astronomers because part of its hydrogen is ionized) in which a central cluster of strongly UV-radiating stars of types O and B that ionize the nebula can be studied at visual and near-infrared wavelengths. This is because the line-of-sight is reasonably free of dust in this direction; the dimming in near-infrared radiation due to intervening matter between the nebula and us is only about a factor of 2 (compared to 80 in visible light). The total mass of the hot O and B stars in NGC 3603 is over 2,000 solar masses. Together, the more than fifty heavy and bright O stars in NGC 3603 have about 100 times the ionizing power of the well-known Trapezium cluster in the Orion Nebula. In fact, the star cluster in NGC 3603 is in many respects very similar to the core of the large, ionizing cluster in the approximately eight times more distant Tarantula Nebula in the Large Magellanic Cloud. An important conclusion of studying this region is that there are lots of sub-solar mass stars in NGC 3603. Contrary to several theoretical predictions, these low-mass stars do form in violent starbursts. The overall age of stars in the contraction phase that are located in the innermost region of NGC 3603 was found to be 300 000 to 1 000 000 years. The counts clearly show that this cluster is well populated in sub-solar mass stars. Credit: ESO

Πρόκειται για το νεφέλωμα NGC 3603 που βρίσκεται σε απόσταση 20 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό της Τρόπιδος. Στην καρδιά του νεφελώματος ξεπροβάλει ένα υπέρλαμπρο σμήνος άστρων τα οποία σύμφωνα με τους επιστήμονες έχουν όλα γεννηθεί την ίδια χρονική περίοδο, είναι γιγάντια και πολύ καυτά. Κάποια από αυτά τα άστρα ανήκουν στην κατηγορία των μεγαλύτερων σε μάζα άστρων που μπορούν να δημιουργηθούν στο Σύμπαν. Τα περισσότερα από τα άστρα αυτής της περιοχής θα έχουν σύντομη διάρκεια ζωής και θα μετατραπούν σε υπερκαινοφανείς αστέρες, θα αυτοκαταστραφούν δηλαδή σε εκρήξεις σουπερνόβα.

Το νεφέλωμα αποτελείται από πυκνή διαγαλαξιακή ύλη (αέρια, σκόνη) αλλά υπεριώδης ακτινοβολία και ισχυροί αστρικοί άνεμοι δημιούργησαν αυτή την «κοιλότητα» μέσα στην οποία γεννιούνται συνεχώς νέα άστρα. Οι επιστήμονες μελετούν το συγκεκριμένο νεφέλωμα όχι μόνο για την μελέτη της γέννησης άστρων σε... ειρηνικές συνθήκες μέσα στους γαλαξίες αλλά και το πώς δημιουργούνται άστρα όταν συγκρούονται γαλαξίες.

Πηγές: https://www.nasa.gov/image-feature/burst-of-celestial-fireworks - https://www.eso.org/public/news/eso9946/ - https://www.nasa.gov/image-feature/burst-of-celestial-fireworks

Ο πλανήτης Ουρανός χτυπήθηκε κάποτε από διαστημικό σώμα διπλάσιο της Γης. 'Cataclysmic' collision shaped Uranus' evolution

The collision with Uranus of a massive object twice the size of Earth that caused the planet's unusual spin, from a high-resolution simulation using over ten million particles, coloured by their internal energy. Credit: Jacob Kegerreis/Durham University

Μια κατακλυσμική πρόσκρουση ενός σώματος με μέγεθος τουλάχιστον διπλάσιο της Γης πάνω στον Ουρανό πριν περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, προκάλεσε την κλίση του άξονά του μακρινού και παγωμένου πλανήτη, ενώ μπορεί να εξηγήσει τις πολύ χαμηλές θερμοκρασίες του σήμερα, οι οποίες φθάνουν τους μείον 216 βαθμούς Κελσίου.

Αυτό προκύπτει από μια νέα επιστημονική μελέτη, που βασίσθηκε σε υπολογιστικές προσομοιώσεις και επιβεβαιώνει προηγούμενες επιστημονικές εκτιμήσεις. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Τζέικομπ Κεγκερέις του Ινστιτούτου Υπολογιστικής Κοσμολογίας του βρετανικού Πανεπιστημίου του Ντάραμ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστροφυσικής «Astrophysical Journal».

A simulation showing a grazing giant impact between a massive object and the young Uranus. Research led by Durham University, UK, confirms that a massive object roughly twice the size of Earth hit Uranus about 4 billion years ago and caused the planet's unusual tilt. The collision could explain Uranus' freezing temperatures. The clock in the top left of the animation shows hours since the start of simulation. Credit: Jacob Kegerreis/Durham University

Κατά πάσα πιθανότητα το σώμα που έπεσε στον Ουρανό, ήταν ένας νεαρός πρωτοπλανήτης. Η πρόσκρουση είχε ως αποτέλεσμα ο Ουρανός να «γείρει» και να περιστρέφεται πλέον με το πλευρό του: ο άξονας περιστροφής του είναι σήμερα σχεδόν κάθετος σε σχέση με τους άξονες όλων των άλλων πλανητών του ηλιακού μας συστήματος.

A 2004 infrared composite image of the two hemispheres of Uranus obtained with Keck Telescope adaptive optics. Credit: Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison/W.W. Keck Observatory.

Κατά τη σφοδρή σύγκρουση πάντως, ο Ουρανός κατάφερε να διατηρήσει το μεγαλύτερο μέρος από την ατμόσφαιρά του. Επίσης οι προσομοιώσεις της πρόσκρουσης μπόρεσαν να εξηγήσουν το σχηματισμό των δακτυλίων και των δορυφόρων του πλανήτη. Οι δακτύλιοι και τα φεγγάρια σχηματίσθηκαν σταδιακά από τις μεγάλες ποσότητες πετρωμάτων και πάγου που εκτοξεύθηκαν στο διάστημα μετά τη σύγκρουση.

Πηγές: Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aac725 - http://www.amna.gr/home/article/273073/O-planitis-Ouranos-chtupithike-kapote-apo-ena-diastimiko-soma-diplasio-tis-Gis

Η φωτογραφία ενός νεογέννητου εξωπλανήτη. Newborn planet pictured for first time

Η πρώτη ξεκάθαρη φωτογραφία σχηματισμού εξωπλανήτη. Πρόκειται για το φωτεινό αντικείμενο δεξιά από το κέντρο της εικόνας. Το κέντρο της εικόνας φαίνεται μαύρο γιατί εκεί βρίσκεται το άστρο PDS 70, του οποίου το φως μπλοκαρίστηκε. This spectacular image from the SPHERE instrument on ESO's Very Large Telescope is the first clear image of a planet caught in the very act of formation around the dwarf star PDS 70. The planet stands clearly out, visible as a bright point to the right of the centre of the image, which is blacked out by the coronagraph mask used to block the blinding light of the central star. Credit: ESO/A. Müller et al.

Ευρωπαίοι επιστήμονες ανακάλυψαν και φωτογράφισαν για πρώτη φορά τη γέννηση ενός εξωπλανήτη. Πρόκειται για ένα αέριο γίγαντα πλανήτη, με μάζα μερικές φορές μεγαλύτερη του Δία, που κινείται μέσα σε ένα πρωτοπλανητικό δίσκο, ένα διαστημικό «μαιευτήριο» γύρω από το άστρο PDS 70, σε απόσταση 370 ετών φωτός από τη Γη.

This sequence takes the viewer towards the southern constellation of Centaurus. We zoom in on the orange dwarf star PDS 70. The final shot shows the spectacular new image of the planet PDS 70b cleaving a path through the planet-forming material surrounding the young star. Credit: ESO, N. Risinger (skysurvey.org), DSS. Music: Astral electronic.

Είναι ο πρώτος επιβεβαιωμένος εξωπλανήτης που ανακαλύπτεται σε τόσο πρώιμο στάδιο της ζωής του. Έχουν μέχρι σήμερα ανακαλυφθεί περίπου 3.800 εξωπλανήτες διαφόρων μεγεθών, αλλά κανένας τόσο…μωρό. Ο εξωπλανήτης ακόμη μεγαλώνει, προσελκύοντας υλικά από τον περιβάλλοντα πρωτοπλανητικό δίσκο.

Astronomers using the SPHERE instrument on ESO’s Very Large Telescope captured the first clear image of a planet caught in the act of forming in the dusty disc surrounding a young star. The young planet is carving a path through the primordial disc of gas and dust around the very young star PDS 70. The data suggest that the planet’s atmosphere is cloudy. Credit: ESO

Η παρατήρηση του νεογέννητου εξωπλανήτη PDS 70b έγινε με το όργανο SPHERE του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου (VLT) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή. Οι αστρονόμοι, με επικεφαλής τη Μίριαμ Κέπλερ του γερμανικού Ινστιτούτου Αστρονομίας Μαξ Πλανκ στη Χαϊδελβέργη, έκαναν δύο σχετικές δημοσιεύσεις στο περιοδικό αστρονομίας και αστροφυσικής «Astronomy and Astrophysics».

This colourful image shows the sky around the faint orange dwarf star PDS 70 (in the middle of the image). The bright blue star to the right is χ Centauri. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Το μητρικό άστρο PDS 70, γνωστό και ως Τ του Ταύρου, είναι ένας νεαρός νάνος που έχει ηλικία μόνο 5,4 εκατομμυρίων ετών. Περιβάλλεται από ένα μεγάλο δίσκο αερίων και σκόνης, που έχει πλάτος περίπου 130 αστρονομικών μονάδων (μια τέτοια μονάδα ισοδυναμεί με την απόσταση Γης-Ήλιου).

Ο εν λόγω εξωπλανήτης, που φαίνεται να περιβάλλεται από νέφη, χρειάζεται περίπου 120 γήινα χρόνια για να κάνει μια πλήρη περιφορά (το «έτος» του) γύρω από το άστρο του, από το οποίο απέχει γύρω στα τρία δισεκατομμύρια χιλιόμετρα (περίπου όσο η απόσταση Ουρανού - Ήλιου). H θερμοκρασία της επιφάνειάς του εκτιμάται σε σχεδόν 1.000 βαθμούς Κελσίου, πολύ υψηλότερη από κάθε πλανήτη του δικού μας ηλιακού συστήματος.

Πηγές: http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1821/eso1821a.pdf - https://www.eso.org/public/news/eso1821/ - http://www.amna.gr/home/article/272834/Europaioi-epistimones-fotografisan-gia-proti-fora-ena-neogennito-exoplaniti

Τα άγνωστα πανάρχαια ελάφια της Νοτίου Αμερικής. Paleontologists Discover Two New Hoofed Mammals from Miocene Epoch

Ανακαλύφθηκαν δύο άγνωστα είδη θηλαστικών που ζούσαν στην Βολιβία πριν από 13 εκ. έτη. Καλλιτεχνική απεικόνιση των δύο αρχαίων θηλαστικών που έμοιαζαν με ελάφια. An international team of paleontologists has identified two new species of ancient mammals that lived about 13 million years ago (middle Miocene epoch) in what is now Bolivia. Theosodon arozquetai (left) and Llullataruca shockeyi. Image credit: Velizar Simeonovski

Ομάδα ερευνητών με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου Case Western University στις ΗΠΑ ανακάλυψαν σε μια περιοχή της Βολιβίας τα απολιθώματα δύο άγνωστων θηλαστικών ειδών που ζούσαν πριν από 13 εκ. έτη. Τα ζώα αυτά είχαν οπλές έμοιαζαν με ελάφια και έλαβαν την επιστημονική ονομασία Theosodon arozquetai και Llullataruca shockeyi αντίστοιχα.

Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Journal of Vertebrate Paleontology» και θεωρείται σημαντική όχι μόνο επειδή πρόκειται για άγνωστα είδη αλλά επειδή η ανακάλυψη αρχαίων εξαφανισμένων σήμερα ειδών στις τροπικές περιοχές είναι αρκετά σπάνια.  Όχι βέβαια επειδή δεν ζούσαν εκεί ζώα, το αντίθετο, αλλά επειδή οι τροπικές περιοχές είναι οι πλέον δύσκολες περιοχές παλαιοντολογικής εξερεύνησης και εντοπισμού απολιθωμάτων.

«Η μελέτη απολιθωμάτων από την Βολιβία που είναι μια περιοχή που έχει υπάρξει πολύ μικρή εξερευνητική δραστηριότητα μας επιτρέπει να μελετήσουν την βιοποικιλότητα της περιοχής στο πέρας των αιώνων και να μάθουμε νέα στοιχεία για την ιστορία των θηλαστικών στην Νότιο Αμερική» αναφέρει ο βιολόγος Ντάριν Κροφτ, που ήταν ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Πηγές: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02724634.2018.1461632 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=998095

Το μεγαλύτερο «γηροκομείο» του Γαλαξία. Hubble Captures Cluster of Aging Stars

Εντοπίστηκε αστρικό σμήνος που περιέχει χιλιάδες άστρα ηλικίας δέκα δισ. ετών. This rich and dense smattering of stars is a massive globular cluster, a gravitationally bound collection of stars that orbits the Milky Way. Globular clusters are denser and more spherical than open star clusters like the famous Pleiades. They typically contain hundreds of thousands of stars that are thought to have formed at roughly the same time. Studies have shown that this globular cluster, named NGC 6139, is home to an aging population of stars. Most globular clusters orbiting the Milky Way are estimated to be over 10 billion years old; as a result, they contain some of the oldest stars in our galaxy, formed very early in the galaxy’s history. However, their role in galactic evolution is still a matter of study. This cluster is seen roughly in the direction of the center of the Milky Way, in the constellation of Scorpius (the Scorpion). This constellation is a goldmine of fascinating astronomical objects. Hubble has set its sights on Scorpius many times to observe objects such as the Butterfly Nebula, surprising binary star systems, and other dazzling globular clusters. Image Credit: ESA (European Space Agency)/Hubble & NASA

Ο γαλαξίας μας είναι ένας από τους αρχαιότερους στο Σύμπαν αφού υπολογίζεται ότι δημιουργήθηκε περίπου 500 εκ. έτη μετά την Μεγάλη Έκρηξη ενώ κάποιες μελέτες αναφέρουν ότι σχηματίστηκε μόλις 200 εκ. μετά την γέννηση του Κόσμου και αν δεν είναι ο πρώτος είναι σίγουρα από τους πρώτους γαλαξίες που έκαναν την εμφάνιση τους.

Παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble επιβεβαιώνουν αυτές τις εκτιμήσεις. Το Hubble εντόπισε και κατέγραψε εικόνες από ένα σφαιρωτό αστρικό σμήνος, το NGC 6139, που βρίσκεται στον αστερισμό του Σκορπιού σε απόσταση δέκα χιλιάδες ετών φωτός από το κέντρο του γαλαξία μας. Τα σφαιρωτά σμήνη αποτελούνται συνήθως από εκατοντάδες χιλιάδες άστρα τα οποία γεννήθηκαν την ίδια χρονική περίοδο.

Ομάδα ειδικών με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης Amherst μελέτησαν τις εικόνες και τα δεδομένα από τις παρατηρήσεις του Hubble και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι στο NGC 6139 υπάρχουν εκατοντάδες χιλιάδες άστρα τα οποία έχουν ηλικία άνω των δέκα δισ. ετών. Αν η εκτίμηση αυτή είναι σωστή τότε έχουμε να κάνουμε με το μεγαλύτερο… αστρικό γηροκομείο του γαλαξία μας.

Τα σφαιρωτά σμήνη

The central region of the globular star cluster NGC 3201, as viewed by Hubble. The black hole is in orbit with the star marked by the blue circle. Image Credit: NASA/ESA

Με τον όρο σφαιρωτό σμήνος (ή σφαιρωτό αστρικό σμήνος) οι αστρονόμοι περιγράφουν μία σχετικώς πυκνή συγκέντρωση αστέρων με σφαιρικό ή σχεδόν σφαιρικό σχήμα, που περιφέρονται γύρω από το κέντρο ενός γαλαξία ως δορυφόροι του. Οι αστέρες που αποτελούν τα σφαιρωτά σμήνη είναι ισχυρώς δεσμευμένοι από τη βαρύτητα του κάθε σμήνους, γεγονός που δίνει στα σμήνη αυτά το σφαιρικό τους σχήμα. Η μελέτη των σφαιρωτών αστρικών σμηνών είναι εξαιρετικά σημαντική για να συνθέσουν οι επιστήμονες το παζλ των κοσμικών διεργασιών που οδήγησαν στη μαζική παραγωγή άστρων στο πρώιμο Σύμπαν, η οποία σηματοδότησε τη δημιουργία των γαλαξιών. Μέχρι σήμερα δεν έχουμε στην διάθεση μας πολλά στοιχεία για τα σφαιρωτά σμήνη. Έτσι οι παρατήσεις στο NGC 6139 αναμένεται να προσφέρουν σημαντικές πληροφορίες αφού μάλιστα πρόκειται για ένα πανάρχαιο σμήνος.

Πηγές: https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2018/hubble-captures-cluster-of-aging-stars - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=998234

Επιστήμονες ανέπτυξαν συνθετικά κύτταρα Τ «κατ' εικόνα» των ανθρώπινων. Researchers develop synthetic T cells that mimic form, function of human version

Νέο επίτευγμα. UCLA scientists developed artificial T cells that, like natural T cells, can deform to squeeze between tiny gaps in the body, as shown in this schematic. Discovery could be a step toward developing treatments for cancer and autoimmune diseases. Credit: Fatemeh Majedi

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Λος Αντζελες (UCLA) ανέπτυξαν συνθετικά Τ λεμφοκύτταρα ή Τ κύτταρα όπως ονομάζονται τα οποία είναι φτιαγμένα «κατ’εικόνα και καθ’ομοίωσιν» των πραγματικών ανθρώπινων Τ κυττάρων.

Το νέο επίτευγμα που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Advanced Materials» εκτιμάται ότι θα οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικές θεραπείες για τον καρκίνο και τα αυτοάνοσα νοσήματα καθώς και σε καλύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς των ανθρώπινων ανοσοκυττάρων. Οι επιστήμονες από το UCLA κατάφεραν να αναπαραγάγουν στο εργαστήριο το σχήμα, το μέγεθος αλλά και την ευελιξία των Τ κυττάρων, χαρακτηριστικά που επιτρέπουν στα τεχνητά κύτταρα να φέρνουν εις πέρας τις βασικές λειτουργίες τους που αφορούν τη στόχευση και την καταπολέμηση των λοιμώξεων.

«Η πολύπλοκη δομή των Τ κυττάρων και η πολυλειτουργική φύση τους είχε καταστήσει μέχρι σήμερα άκρως δύσκολη την ‘αντιγραφή’ τους στο εργαστήριο» ανέφερε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Αλιρεζά Μοσαβερίνια, επίκουρος καθηγητής Προσθοδοντικής στην Οδοντιατρική Σχολή του UCLA και προσέθεσε ότι «τώρα πια μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε συνθετικά Τ κύτταρα για να αναπτύξουμε πιο αποτελεσματικά ‘οχήματα μεταφοράς’ φαρμάκων αλλά και για να κατανοήσουμε καλύτερα τη συμπεριφορά των κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος».

Τα «ευλύγιστα» κύτταρα-κλειδιά του ανοσοποιητικού

Τα φυσικά Τ κύτταρα είναι πολύ δύσκολο να χρησιμοποιηθούν στην έρευνα καθώς είναι άκρως «εύθραυστα» - όταν εξαχθούν από τον οργανισμό του ανθρώπου όσο και άλλων ζώων επιβιώνουν για λίγες μόνο ημέρες. Πρόκειται για κύτταρα που κατέχουν ρόλο-«κλειδί» στο ανοσοποιητικό σύστημα. Ενεργοποιούνται όταν ένας λοιμογόνος παράγοντας εισέλθει στον οργανισμό και ταξιδεύουν στην κυκλοφορία του αίματος προκειμένου να φθάσουν στην εκάστοτε «πληγείσα» περιοχή. Καθώς χρειάζεται να περνούν μέσα από πολύ μικρά κενά έχουν την ικανότητα να αλλάζουν σχήμα και μέγεθος – μπορούν να φθάσουν στο ¼ του αρχικού τους μεγέθους. Μπορούν επίσης να αυξηθούν στο μέγεθος σχεδόν κατά τρεις φορές, γεγονός που τα βοηθά να πολεμούν τα αντιγόνα που επιτίθενται στο ανοσοποιητικό σύστημα.

Μέχρι πρόσφατα οι ειδικοί στην εμβιομηχανική δεν είχαν καταφέρει να μιμηθούν όλες αυτές τις ιδιότητες των ανθρώπινων Τ κυττάρων σε εργαστηριακές συνθήκες. Αυτό επέτυχαν τώρα οι ειδικοί του UCLA.

Βήμα-βήμα το επίτευγμα

Με ποιον τρόπο; Η ομάδα χρησιμοποίησε ένα μικροροϊκό σύστημα (η μικροροϊκή επικεντρώνεται στη συμπεριφορά, στον έλεγχο και στη διαχείριση των υγρών, σε κλίμακα μικρότερη του χιλιοστού). Οι επιστήμονες συνδύασαν δύο διαφορετικά διαλύματα – ορυκτέλαιο και ένα αλγινικό βιοπολυμερές. Όταν τα δύο αυτά υγρά ενώνονται δημιουργούν μικροσωματίδια αλγινικού οξέος τα οποία μιμούνται το σχήμα και τη δομή των φυσικών Τ κυττάρων. Στη συνέχεια οι ερευνητές συνέλεξαν τα μικροσωματίδια από ένα «μπάνιο» ιόντων ασβεστίου και τους χάρισαν ελαστικότητα αλλάζοντας τη συγκέντρωση των ιόντων ασβεστίου στο «μπάνιο».

Αφού τα τεχνητά Τ κύτταρα είχαν λάβει τις σωστές φυσικές ιδιότητες ήταν απαραίτητο να λάβουν και τις απαραίτητες βιολογικές ιδιότητες – να αποκτήσουν τα χαρακτηριστικά εκείνα που επιτρέπουν στα φυσικά Τ κύτταρα να πολεμούν τις λοιμώξεις, να διεισδύουν στους ανθρώπινους ιστούς και να εκλύουν τα κατάλληλα σήματα ώστε να ρυθμίζουν τις φλεγμονές. Για να επιτευχθεί αυτό οι επιστήμονες κάλυψαν τα Τ κύτταρα του εργαστηρίου με φωσφολιπίδια έτσι ώστε το εξωτερικό τους μέρος να μοιάζει με τις ανθρώπινες κυτταρικές μεμβράνες. Τέλος μέσω μιας ειδικής χημικής διαδικασίας συνέδεσαν τα κύτταρα με ειδικά σωματίδια τα οποία ενεργοποιούν τα Τ κύτταρα ώστε να επιτίθενται στις λοιμώξεις αλλά και στα καρκινικά κύτταρα.

Άνοιξε ο δρόμος για δημιουργία πολλών κυτταρικών τύπων

Σύμφωνα με τον καθηγητή Μοσαβερίνια τώρα που η διαδικασία αυτή κατέστη εφικτή, άλλες ομάδες μπορούν να την ακολουθήσουν για να δημιουργήσουν πολλούς τύπους τεχνητών κυττάρων, όπως φυσικά φονικά κύτταρα και μικροφάγα κύτταρα, για έρευνα σε συγκεκριμένες νόσους αλλά και για την ανάπτυξη θεραπειών. Μελλοντικά η προσέγγιση μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη μιας μεγάλης βάσης δεδομένων που θα περιέχει πολλά είδη συνθετικών κυττάρων τα οποία θα μιμούνται τα αντίστοιχα ανθρώπινα κύτταρα.

Πηγές: Mohammad Mahdi Hasani-Sadrabadi et al. Biomimicry Model: Mechanobiological Mimicry of Helper T Lymphocytes to Evaluate Cell-Biomaterials Crosstalk (Adv. Mater. 23/2018), Advanced Materials (2018). DOI: 10.1002/adma.201870159 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=997585