Γεμάτοι νερό οι πλανήτες του Trappist-1. First hints of water on TRAPPIST-1 planets

Νέα ευρήματα αυξάνουν τις πιθανότητες ορισμένοι από τους πλανήτες στο σύστημα Trappist-1 να διαθέτουν νερό και άρα ζωή. This artist’s impression shows the view from the surface of one of the planets in the TRAPPIST-1 system. 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. Several of the planets are at the right distances from their star for liquid water to exist on the surfaces. This artist’s impression is based on the known physical parameters of the planets and stars seen, and uses a vast database of objects in the universe. Image via Hubble

Σε απόσταση περίπου 40 ετών φωτός, στον Αστερισμό του Υδροχόου υπάρχει το Trappist-1, ένα άστρο που ανήκει στην κατηγορία των ψυχρών ερυθρών νάνων. Το Μάιο του 2016 διαπιστώθηκε ότι γύρω από το άστρο βρίσκονται τρεις πλανήτες ενώ στις αρχές του 2017 διαπιστώθηκε ότι το σύστημα αυτό μοιάζει πολύ με το δικό μας αφού εντοπίστηκαν άλλοι 4 πλανήτες ορισμένοι από τους οποίους έχουν μέγεθος παρόμοιο με αυτό της Γης. Το πιο σημαντικό; Κάποιοι από αυτούς βρίσκονται στην λεγόμενη κατοικήσιμη ζώνη, δηλαδή είναι σε απόσταση από το μητρικό τους άστρο τέτοια που να ευνοείται η ανάπτυξη συνθηκών φιλικών στην ζωή. 

Astronomers have been trying to determine whether there might be water on the seven Earth-sized planets orbiting the nearby dwarf star TRAPPIST-1. The results suggest that the outer planets of the system might still harbor substantial amounts of water. This includes the three planets within the habitable zone of the star, lending further weight to the possibility that they may indeed be habitable. This illustration shows what the Trappist-1 system, which lies 39 light-years away from Earth, may look like. Photograph: JPL-Caltech/Nasa

Οι αστρονόμοι επικέντρωσαν την προσοχή τους στο πλανητικό σύστημα και χρησιμοποιώντας τον «πατριάρχη» των διαστημικών τηλεσκοπίων, το Hubble, άρχισαν να κάνουν παρατηρήσεις στους πλανήτες με στόχο να συλλέξουν όσο το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες για τις ατμοσφαιρικές τους συνθήκες. Η πρώτη μελέτη που προκύπτει από την επεξεργασία αυτών των δεδομένων παρουσιάζει εξαιρετικά ενδιαφέροντα στοιχεία.

Το νερό

Artist’s impression of the Trappist-1 and its planets. The potential for water is represented by the frost, water pools, and steam surrounding them. Photograph: T. Pyle/R. Hurt/NASA/ESO

Ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Βίνσεντ Μπουρνιέ του Πανεπιστημίου της Γενεύης υποστηρίζουν ότι αποκρυπτογράφησαν τον (πιθανό) κύκλο του νερού στο πλανητικό σύστημα. Οι ερευνητές μελέτησαν την υπεριώδη ακτινοβολία που δέχονται οι πλανήτες του συστήματος και αναφέρουν τις επιπτώσεις που θα είχε η ακτινοβολία αυτή σε περίπτωση που οι πλανήτες διέθεταν νερό.

A study of ultraviolet radiation emitted by the TRAPPIST-1 star reveals that the outer planets may have water on their surfaces, including 3 Earth-sized planets in the habitable zone of the system. Credit: Space.com / animations courtesy: ESO/L. Calçada/spaceengine.org/NASA/ESA / produced and edited by Steve Spaleta

Στο άρθρο τους που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astronomical Journal» οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι πλανήτες που βρίσκονται κοντά στο άστρο, στην εσωτερική ζώνη του συστήματος, αν κάποτε διέθεταν νερό σήμερα αποκλείεται να έχουν αφού υπολόγισαν ότι οι πλανήτες αυτοί στην διάρκεια της ζωής του έχουν χάσει μια ποσότητα νερού ίση με 20 φορές το νερό που αποτελεί τους ωκεανούς στη Γη. Αντίθετα οι πλανήτες που βρίσκονται πιο μακριά από το άστρο θα μπορούσαν να έχουν χάσει ποσότητα ίση με 3 φορές το νερό των ωκεανών.

Characteristics of the seven TRAPPIST-1 worlds, compared to the rocky planets in our solar system. Credit: NASA/JPL-Caltech

Επιπλέον οι ερευνητές αναφέρουν ότι στους «εξωτερικούς» πλανήτες διάφορες γεωλογικές διεργασίες (π.χ ηφαιστειακή δραστηριότητα) θα μπορούσαν να έχουν φέρει στην επιφάνεια των πλανητών μεγάλες ποσότητες νερού. Αυτό σημαίνει ότι αυτοί οι πλανήτες είναι πιθανό να διαθέτουν πολύ νερό. Με δεδομένο ότι το νερό αποτελεί την απαραίτητη προϋπόθεση για την παρουσία της ζωής αν η μελέτη αυτή είναι ακριβής τότε αυξάνονται σημαντικά οι πιθανότητες σε κάποιον ή κάποιους από τους πλανήτες του Trappist-1 να υπάρχουν κάποιες μορφές ζωής έστω και σε μικροβιακό επίπεδο αφού τηρούν αρκετές προϋποθέσεις για αυτό. Είναι βραχώδεις, μικρού μεγέθους, βρίσκονται στην κατοικήσιμη ζώνη και διαθέτουν αρκετό νερό.

A comparison between our solar system and the seven TRAPPIST-1 planets. Credit: NASA-JPL/Caltech

Όπως φαίνεται και στο συγκριτικό γράφημα το σύστημα του Trappist-1 έχει κοινά χαρακτηριστικά με το δικό μας. Υπάρχουν πλανήτες που βρίσκονται στην λεγόμενη κατοικήσιμη ζώνη. Πλανήτες που έχουν χαρακτηριστικά όπως αυτή της Γης και βρίσκονται στην ίδια θέση που βρίσκεται ο πλανήτης μας σε σχέση με τον Ήλιο και άρα έχουν πολλές πιθανότητες να διαθέτουν ζωή.

Πηγές:  ESA/Hubble Information Centre - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=898261

Αποτυπώματα ποδιών στην Κρήτη ανατρέπουν την ιστορία μας. Footprint find on Crete may push back date humans began to walk upright

Έχουν ανθρώπινα χαρακτηριστικά και αμφισβητούν την κρατούσα θεωρία για την εξέλιξη του ανθρώπου. Τα αποτυπώματα εντοπίστηκαν στο ακρωτήριο του Τραχήλου, στη Βορειοδυτική Κρήτη. Newly discovered human-like footprints from Crete may put the established narrative of early human evolution to the test. The footprints are approximately 5.7 million years old and were made at a time when previous research puts our ancestors in Africa -- with ape-like feet. The footprints were discovered by Gerard Gierlinski (1st author of the study) by chance when he was on holiday on Crete in 2002. Gierlinski, a paleontologist at the Polish Geological Institute specialized in footprints, identified the footprints as mammal but did not interpret them further at the time. In 2010 he returned to the site together with Grzegorz Niedzwiedzki (2nd author), a Polish paleontologist now at Uppsala University, to study the footprints in detail. Together they came to the conclusion that the footprints were made by hominins. Credit: Andrzej Boczarowski

Μια σειρά από αποτυπώματα ποδιών που εντοπίστηκαν στην Κρήτη θέτουν υπό αμφισβήτηση την κρατούσα θεωρία για την ανθρώπινη εξέλιξη. Τα απολιθώματα, τα οποία ανακαλύφθηκαν τυχαία από έναν πολωνό παλαιοντολόγο που είχε έρθει για τουρισμό στο νησί, έρχονται να προστεθούν σε άλλα «ανατρεπτικά» ευρήματα που έχουν αναδειχθεί τους τελευταίους μήνες – μεταξύ αυτών τα σχετικά με τον «δικό μας» Γκρεκοπίθηκο. Ως αποτέλεσμα, δεν είναι λίγοι οι ειδικοί οι οποίοι υποστηρίζουν ότι ίσως θα πρέπει να ξανασκεφτούμε τη θεωρία μας σχετικά με την προέλευση του είδους μας και την έξοδο των προγόνων του από την Αφρική.

Απολιθωμένα ίχνη

Maps and photos detailing the location and shape of the track-bearing stone in Crete. Pictures: Gerard D. Gierliński et al / Elsevier

Το καλοκαίρι του 2002 ο Γκέραρντ Γκιερλίνσκι, παλαιοντολόγος στο Πολωνικό Γεωλογικό Ινστιτούτο, έκανε τις διακοπές του στην Κρήτη. Καθώς περπατούσε στην περιοχή του Ακρωτηρίου του Τραχήλου, στο βορειοδυτικό τμήμα του νησιού, ο επιστήμονας, ειδικός στη μελέτη των αποτυπωμάτων ποδιών, πρόσεξε τα ίχνη. Ηταν εμφανές ότι ανήκαν σε κάποιο θηλαστικό, αλλά δεν μπορούσε να προσδιορίσει τι μπορεί να ήταν αυτό. Έτσι το 2010 επέστρεψε στο σημείο μαζί με τον συνάδελφό του Γκριεκγόρζ Νιντβιέντσκι για να τα μελετήσουν καλύτερα. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι προέρχονταν από κάποιον πρόγονο του ανθρώπου και, συνεχίζοντας τη μελέτη με επικεφαλής τον καθηγητή Περ Άλμπεργκ από το Πανεπιστήμιο της Ουψάλας στη Σουηδία, τα χρονολόγησαν στα περίπου 5.7 εκατομμύρια χρόνια πριν το σήμερα.

A reconstruction of the skeleton of Australopithecus sediba, centre, next to a small-bodied modern human female, left, and a male chimpanzee. Picture: AP

Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Proceedings of the Geological Association», θεωρείται άκρως ανατρεπτική. Από την ανακάλυψη, στα μέσα του 20ού αιώνα, των απολιθωμάτων του Αυστραλοπίθηκου στη Νότια και στην Ανατολική Αφρική, οι επιστήμονες είχαν διατυπώσει τη θεωρία ότι η συγκεκριμένη περιοχή αποτέλεσε την κοιτίδα των ειδών από τα οποία προήλθε ο άνθρωπος. Η θεωρία αυτή ενισχύθηκε με τον εντοπισμό και άλλων απολιθωμάτων – μεταξύ αυτών τα ηλικίας 3,7 εκατομμυρίων ετών αποτυπώματα ποδιών του Λαετόλι στην Τανζανία, με εμφανή ανθρώπινα χαρακτηριστικά που υποδηλώνουν όρθιο περπάτημα. Τα τελευταία χρόνια η κρατούσα θεωρία υποστηρίζει πλέον ότι οι ανθρωπίνοι (από τους πρώτους προγόνους του ανθρώπου) όχι μόνο γεννήθηκαν στην Αφρική αλλά έζησαν απομονωμένοι εκεί για αρκετά εκατομμύρια χρόνια προτού εξαπλωθούν στην Ευρώπη και στην Ασία. Η χρονολόγηση των αποτυπωμάτων της Κρήτης τόσο πίσω στο παρελθόν δείχνει ότι τα πράγματα μάλλον δεν έγιναν έτσι.

Εξέλιξη εκτός Αφρικής

Comparison of Trachilos footprint with bears (top), non-hominin primates (middle), and hominins (bottom). (a) Brown bear (b) Grizzly bear (c) Vervet monkey (d) Lowland gorilla (e) chimpanzee. (f) modern human (g) Trachilos footprint (h) modern human foot (i) Archaic Homo footprint. Pictures: Gerard D. Gierliński et al / Elsevier

Τα ηλικίας 5.7 εκατομμυρίων ετών αποτυπώματα του Τραχήλου είναι νεότερα από τα αρχαιότερα γνωστά απολιθώματα ανθρωπίνου, του Σαχελάνθρωπου από το Τσαντ, και σύγχρονα του Ανθρώπου του Ορορίν από την Κένυα. Είναι ωστόσο περισσότερο από ένα εκατομμύριο χρόνια παλαιότερα από του Αρδιπίθηκου, ο οποίος θεωρείται άμεσος πρόγονος των μεταγενέστερων ανθρωπίνων και έχει πόδια που μοιάζουν περισσότερο με χέρια, όπως οι πίθηκοι. Τα αποτυπώματα της Κρήτης υποδηλώνουν λοιπόν ότι ανθρωπίνοι περισσότερο εξελιγμένοι από τον Αρδιπίθηκο ζούσαν στην Ευρώπη πολύ πριν από την εποχή στην οποία οι επιστήμονες τοποθετούν την έξοδο των πρώτων ανθρωποειδών από την Αφρική.

Οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι το εύρημά τους είναι το δεύτερο που έρχεται να αμφισβητήσει τη θεωρία της εξόδου από την Αφρική μέσα στο 2017, αναφερόμενοι σε ένα άλλο είδος «ελληνικής καταγωγής» τον Γκρεκοπίθηκο. «Κατά περίεργη σύμπτωση» επισημαίνουν σε δελτίο Τύπου «νωρίτερα εφέτος μια άλλη ομάδα ερευνητών επανερμήνευσε τα ευρήματα σχετικά με τον ηλικίας 7,2 εκατομμυρίων ετών Γκρεκοπίθηκο από την Ελλάδα και τη Βουλγαρία κατατάσσοντάς τον ως ανθρώπινο». Και προσθέτουν ότι στην εποχή που σχηματίστηκαν τα αποτυπώματα του Τραχήλου, στο Μειόκαινο, τα πράγματα ήταν εντελώς διαφορετικά στην περιοχή. Η έρημος Σαχάρα δεν υπήρχε, η σαβάνα έφθανε μέχρι τη Βόρειο Αφρική και την Ανατολική Μεσόγειο, ενώ η Κρήτη δεν είχε ακόμη αποκοπεί από την ηπειρωτική Ελλάδα – κάτι το οποίο σημαίνει ότι τα πρώτα ανθρωποειδή θα μπορούσαν να κινούνται άνετα μεταξύ Αφρικής και Ευρώπης.

«Η ανακάλυψη αμφισβητεί ξεκάθαρα την καθιερωμένη αφήγηση για την πρώιμη ανθρώπινη εξέλιξη και μάλλον θα προκαλέσει πολλές συζητήσεις» δήλωσε ο Περ Άλμπεργκ. «Το αν η ερευνητική κοινότητα που μελετά την προέλευση του ανθρώπου θα αποδεχθεί τα απολιθώματα των αποτυπωμάτων των ποδιών ως βάσιμη ένδειξη της παρουσίας ανθρωπίνων κατά το Μειόκαινο στην Κρήτη μένει να το δούμε».

Πηγές: Gerard D. Gierlińskia et al. Possible hominin footprints from the late Miocene (c. 5.7 Ma) of Crete? Proceedings of the Geologists' Association, 2017 DOI: 10.1016/j.pgeola.2017.07.006 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=898373

Η σύνθεση των βαρέων στοιχείων οφείλεται στις αρχέγονες μαύρες τρύπες; Physicists propose new theories of black holes from the very early universe

The theory that primordial black holes collide with neutron stars to create heavy elements explains the lack of neutron stars in the center of the Milky Way galaxy, a long-standing mystery. Credit: University of California, Los Angeles

Φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, στο Λος Άντζελες (UCLA), προτείνουν νέες θεωρίες που μεταξύ άλλων θα μπορούσαν να εξηγήσουν πως σχηματίστηκαν τα βαρέα στοιχεία όπως ο χρυσός, ο λευκόχρυσος και το ουράνιο. Κεντρικό ρόλο στις θεωρίες αυτές κατέχουν οι μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν στο πρώιμο σύμπαν. Δυο σχετικές εργασίες τους δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Physical Review Letters.

Ένας προβληματισμός που βασανίζει πολλά χρόνια τους αστροφυσικούς είναι αν οι πρώτες μαύρες τρύπες στο σύμπαν δημιουργήθηκαν ένα δευτερόλεπτο (ή και λιγότερο) μετά την Μεγάλη Έκρηξη ή αν σχηματίστηκαν εκατομμύρια χρόνια μετά από την βαρυτική κατάρρευση των πρώτων άστρων.

Οι Alexander Kusenko και Eric Cotner υποστηρίζουν μια θεωρία σύμφωνα με την οποία οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να σχηματιστούν σχεδόν αμέσως μετά την Μεγάλη Έκρηξη, πολύ πριν αρχίσουν να λάμπουν τα πρώτα άστρα. Στο παρελθόν είχε προταθεί ότι οι αποκαλούμενες αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να εξηγήσουν το σύνολο ή ένα μέρος της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης του σύμπαντος και να έχουν προκαλέσει επίσης τον σχηματισμό των τεράστιων μαύρων τρυπών στα κέντρα των γαλαξιών.

Σύμφωνα με τη νέα θεωρία οι αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να έχουν συμβάλλει στην δημιουργία πολλών βαρέων στοιχείων που υπάρχουν στη φύση.

Οι εν λόγω ερευνητές θεωρούν ότι ένα ομοιόμορφο πεδίο ενέργειας διαπότιζε το σύμπαν αμέσως μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Αφού το σύμπαν διαστελλόταν πολύ γρήγορα, αυτό το ενεργειακό πεδίο διαχωρίζονταν σε συστάδες. Η βαρύτητα θα μπορούσε να προκαλέσει την έλξη και συγχώνευση αυτών των συστάδων. Οι ερευνητές του UCLA προτείνουν ότι ένα μικρό κλάσμα αυτών των αυξανόμενων συσσωρεύσεων έγινε τόσο πυκνό ώστε να μετατραπεί σε μαύρες τρύπες. Ο Kusenko υποστηρίζει ότι η υπόθεσή τους είναι αρκετά γενική και δεν βασίζεται σε αυτό που ονομάζεται «απίθανες συμπτώσεις» που υποστηρίζουν άλλες θεωρίες των αρχέγονων μαύρων τρυπών.

Σύμφωνα με την δημοσίευση είναι δυνατόν να αναζητήσουμε αυτές τις αρχέγονες μαύρες τρύπες χρησιμοποιώντας αστρονομικές παρατηρήσεις. Μια μέθοδος περιλαμβάνει την μέτρηση των πολύ μικροσκοπικών αλλαγών στην λαμπρότητα ενός άστρου που οφείλονται στις βαρυτικές επιδράσεις μιας αρχέγονης μαύρης τρύπας που διέρχεται μπροστά από το συγκεκριμένο άστρο. Πριν από λίγο καιρό αμερικανοί και ιάπωνες αστρονόμοι δημοσίευσαν ένα άρθρο σχετικά με την ανακάλυψη ενός άστρου σε έναν κοντινό γαλαξία του οποίου η λαμπρότητα μεταβλήθηκε ακριβώς όπως θα συνέβαινε αν μια αρχέγονη μαύρη τρύπα διερχόταν από μπροστά του.

Ashley Mackenzie for Quanta Magazine

Σε μια δεύτερη δημοσίευση οι Kusenko, Volodymyr Takhistov και ο George Fuller, θεωρούν ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες μπορούν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στον σχηματισμό βαρέων στοιχείων όμως χρυσός, άργυρος, λευκόχρυσος και ουράνιο, που βρίσκεται σε εξέλιξη στους γαλαξίες.

Η προέλευση αυτών των στοιχείων αποτελεί ένα ενοχλητικό μυστήριο για τους ερευνητές. Ενώ γνωρίζουν πως υπάρχουν, δεν είναι σίγουροι που σχηματίστηκαν αυτά τα στοιχεία.

Μια μαύρη τρύπα συλλαμβάνεται από ένα άστρο νετρονίων. A black hole captured by a neutron star. Credit: Alexander Kusenko/UCLA

Σύμφωνα με την πρόσφατη εργασία των φυσικών του UCLA αν μια αρχέγονη μαύρη τρύπα συγκρουστεί με ένα άστρο νετρονίων (ένα ταχέως περιστρεφόμενο υπόλειμμα άστρου μετά από έκρηξη σουπερνόβα, που έχει το μέγεθος μιας πόλης) και στη συνέχεια αρχίζει να βυθίζεται στο εσωτερικό του. Όταν συμβεί κάτι τέτοιο η αρχέγονη μαύρη τρύπα «καταναλώνει» το άστρο νετρονίων εκ των ένδον, μια διαδικασία που διαρκεί περίπου 10.000 χρόνια. Καθώς το άστρο νετρονίων συρρικνώνεται, περιστρέφεται ακόμα πιο γρήγορα, προκαλώντας ενδεχομένως την αποκόλληση μικρών θραυσμάτων και την εκτόξευσή τους προς τα έξω.

Ο χρυσός και τα άλλα βαριά στοιχεία του περιοδικού μας συστήματος μπορούν να σχηματιστούν είτε κατά τη διάρκεια της έκρηξης των σουπερνόβα ή κατά την συγχώνευση δυο άστρων νετρονίων, διαμέσου της πυρηνικής διαδικασίας r. (Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine)

Σ’ αυτά τα θραύσματα, που συνίστανται από ύλη πλούσια σε νετρόνια, θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί η σύνθεση βαρύτερων στοιχείων, με μια διαδικασία  που ονομάζεται ταχεία σύλληψη νετρονίου ή διαδικασία r.

Artist’s depiction of a neutron star. Credit: NASA

Ωστόσο, η πιθανότητα σύλληψης ενός αστέρα νετρονίων από μια μαύρη τρύπα είναι πολύ σπάνια, κάτι που βρίσκεται σε συμφωνία με τις παρατηρήσεις ότι μόνο μερικοί γαλαξίες εμπλουτίζονται με βαριά στοιχεία. Η θεωρία σύγκρουσης αρχέγονων μαύρων τρυπών με αστέρες νετρονίων προς τον σχηματισμό βαρέων στοιχείων εξηγεί επίσης την παρατηρούμενη έλλειψη άστρων νετρονίων στο κέντρο του Γαλαξία μας – άλλο ένα άλυτο πρόβλημα στην αστροφυσική.

Ο Kusenko και οι συνεργάτες του θα συνεργαστούν με επιστήμονες του Πανεπιστημίου Princeton για να προσομοιώσουν με υπολογιστικά προγράμματα την παραγωγή βαρέων στοιχείων από την αλληλεπίδραση μαύρης τρύπας-άστρου νετρονίων. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων με τις παρατηρούμενες αφθονίες των βαρέων στοιχείων σε κοντινούς γαλαξίες, οι ερευνητές ελπίζουν να αποδείξουν (ή όχι) ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες είναι υπεύθυνες για τον χρυσό και τα άλλα βαρέα στοιχεία.

Πηγές: http://newsroom.ucla.edu/releases/ucla-physicists-propose-new-theories-of-black-holes-from-the-very-early-universe - https://physicsgg.me/2017/09/02/ - Primordial black holes and r-process nucleosynthesis, Physical Review Letters (2017). journals.aps.org/prl/accepted/ … 5a1a918b69bd6d2e6077

Ανιχνεύθηκαν 15 νέα μυστηριώδη κοσμικά ραδιοσήματα. Distant galaxy sends out 15 high-energy radio bursts

Μια ακολουθία δεκατεσσάρων από τις δεκαπέντε γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις (FRB) που ανιχνεύθηκαν. Η αλληλουχία των κηλίδων που φαίνονται στο κάτω μέρος είναι οι FRB που ανιχνεύονται σε διαφορετικούς χρόνους και με διαφορετικές ενέργειες, εξαιτίας της διασποράς που προκλήθηκε από το ταξίδι 3 δισεκατομμυρίων ετών στο διαγαλαξιακό χώρο. A sequence of 14 of the 15 detected bursts illustrate their dispersed spectrum and extreme variability. The streaks across the colored energy plot are the bursts appearing at different times and different energies because of dispersion caused by 3 billion years of travel through intergalactic space. In the top frequency spectrum, the dispersion has been removed to show the 300 microsecond pulse spike. Capturing this diverse set of bursts was made possible by the broad bandwidth that can be processed by the Breakthrough Listen backend at the Green Bank Telescope. Credit: University of California - Berkeley

Οι πολύ γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις (FRB=Fast Radio Burst) είναι ένα από τα πιο παράξενα αστροφυσικά φαινόμενα. Πρόκειται για ισχυρούς παλμούς ραδιοσημάτων που προέρχονται από πολύ μακρινές αποστάσεις, διαρκούν χιλιοστά του δευτερολέπτου και στη συνέχεια εξαφανίζονται. Eπειδή είναι τόσο σύντομες και επειδή τα ραδιοτηλεσκόπια μπορούν να παρακολουθήσουν μόνο μια μικρή περιοχή του ουρανού κάθε φορά, έχουν εντοπιστεί μόνο 24 γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις (FRB). Η πηγή FRB 121102, η οποία βρίσκεται σε έναν νάνο γαλαξία περίπου 3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, επανέλαβε ξανά το φαινόμενο.

Οι αστρονόμοι του προγράμματος αναζήτησης εξωγήινων πολιτισμών στο σύμπαν Breakthrough Listen ανακάλυψαν 15 σύντομης διάρκειας ισχυρούς ραδιοφωνικούς παλμούς, προερχόμενους πάλι από την μυστηριώδη πηγή FRB 121102.

“If extraterrestrial intelligent beings exist and have reached a high level of technical development, one by-product of their energy metabolism is likely to be the large-scale conversion of starlight into far-infrared radiation. It is proposed that a search for sources of infrared radiation should accompany the recently initiated search for interstellar radio communications”. -Freeman Dyson

Αυτά τα σήματα είχαν υψηλότερες συχνότητες απ’ όλες τις FRB που είχαν παρατηρηθεί μέχρι τώρα. Προς το παρόν κανείς δεν μπορεί να εξηγήσει με ποιόν τρόπο ακριβώς προκύπτουν αυτά τα σπάνια γεγονότα. Θα μπορούσαν να προέρχονται από ταχέως περιστρεφόμενους αστέρες νετρονίων που διαθέτουν πανίσχυρα μαγνητικά πεδία – τα αποκαλούμενα magnetars, αλλά θα μπορούσαν να οφείλονται και σε εξωγήινους πολιτισμούς που χρησιμοποιούν ισχυρούς παλμούς λέιζερ για να τροφοδοτήσουν διαατημόπλοια. Άλλωστε μια τέτοια ιδέα θα εφαρμόσει το πρόγραμμα Breakthrough Starshot για να προωθήσει νανο-διαστημόπλοια στα πλησιέστερα άστρα του ηλιακού μας συστήματος, στον Άλφα του Κενταύρου.

Πάντως αποκλείεται η περίπτωση να πρόκειται για κάποιο μήνυμα εξωγήινων που απευθύνεται στον γήινο πολιτισμό, αφού όταν τα σήματα αυτά ξεκίνησαν το ταξίδι τους, η ζωή στη Γη αποτελούνταν μόνο από μονοκύτταρους οργανισμούς …

Πηγές: http://news.berkeley.edu/2017/08/30/distant-galaxy-sends-out-15-high-energy-radio-bursts/ - physicsgg

Πολύ νεώτεροι είναι αρκετοί δακτύλιοι του Κρόνου σύμφωνα με το Cassini. Cassini hints at young age for Saturn's rings

Πολύ νεώτεροι από όσο αρχικά υπολογιζόταν φαίνεται πως είναι αρκετοί δακτύλιοι του Κρόνου που σε ορισμένες περιπτώσεις ίσως δεν ξεπερνούν σε ηλικία ούτε τα εκατό εκατομμύρια χρόνια, καθώς περιφέρονται γύρω από τον γιγάντιο πλανήτη τους ηλικίας 4,6 δισεκατομμυρίων ετών. NASA's Cassini spacecraft is shown heading for the gap between Saturn and its rings during one of 22 such dives of the mission's finale in this illustration. The spacecraft will make a final plunge into the planet's atmosphere on Sept. 15. Credits: NASA/JPL-Caltech

Οι πρώτες αναλύσεις των δεδομένων που στέλνει το Cassini λίγες ημέρες πριν την προγραμματισμένη «κύκνεια» βουτιά του στην ατμόσφαιρα του Κρόνου, εμπλουτίζουν και αλλάζουν την ισχύουσα θεωρία, που ήθελε τους δακτυλίους πολύ μεγαλύτερους.

Νέα δεδομένα λίγο πριν το τέλος

Recent images of features in Saturn's C ring called "plateaus" reveal a streaky texture that is very different from the textures of the regions around them. Credits: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Η αποστολή βρίσκεται στον επίλογό της, πλησιάζοντας τον Κρόνο πιο κοντά από κάθε άλλη φορά, από την άφιξη του Cassini στην «γειτονιά» του Κρόνου το 2004.

Στις 22 Απριλίου, το σκάφος πραγματοποίησε το τελευταίο του πέρασμα από τον δορυφόρο Τιτάνα και, 4 ημέρες αργότερα, επιχείρησε πρώτη από μια σειρά «βουτιές» στο κενό των 2.400 χιλιομέτρων ανάμεσα στον Κρόνο και τον εσωτερικό του δακτύλιο.

Σε αυτό το στάδιο το διαστημικό σκάφος χαρτογραφεί από πολύ κοντά τον πλανήτη, αναλύοντας ταυτόχρονα την σύσταση και τις ιδιότητες των δακτυλίων του. Τα νέα στοιχεία από το Cassini καταδεικνύουν πως η μάζα αυτή είναι σε πολλές περιπτώσεις σημαντικά μικρότερη από τις έως τώρα εκτιμήσεις.

Όσο πιο βαρύ, τόσο πιο παλιό

Cassini has been trying to weigh the rings. NASA/JPL-CALTECH/SSI

Όσο πιο εκτεταμένος είναι ένας δακτύλιος, τόσο πιο παλιός πιθανότατα είναι καθώς η ανθεκτικότητά του απέναντι στους «βομβαρδισμούς» μετεωριτών και τις βαρυτικές παλιρροϊκές είναι ανάλογη της μάζα του.

Αν όντως επαληθευθούν οι πρώτες αναλύσεις, τότε ενδεχομένως οι δακτύλιοι του να έχουν σχηματιστεί από σπασμένα σώματα που διαλύθηκαν σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη στο πολύ πρόσφατο παρελθόν, τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.

Οι νεώτεροι δακτύλιοι ίσως προέρχονται από κομήτες ή σμήνη παγωμένων θραυσμάτων ή ακόμα κι ενός παλιού φεγγαριού που έφτασε πολύ κοντά στον πλανήτη και διαλύθηκε.

Τα υπολείμματα αυτών των σωμάτων διαμόρφωσαν τους δακτυλίους όπως τους γνωρίζουμε σήμερα, εξηγεί η Λίντα Σπίλκερ, μέλος της αποστολής του Cassini.

«Ίσως αυτό συνέβη περισσότερες από μία φορές. Πιθανόν οι διαφορές μεταξύ των δακτυλίων να οφείλονται στα διαφορετικά είδη [διαλυμένων] σωμάτων από τα οποία αποτελούνται. Κάποιοι από τους δακτυλίους δεν είναι αρκετά μαζικοί, οπότε σίγουρα δεν έχουν επιβιώσει τους βομβαρδισμούς μετεωριτών που έχουν μεσολαβήσει από τον σχηματισμό του πλανήτη έως και σήμερα», εξηγεί.

Οι κίνδυνοι των «χαμηλών πτήσεων»

Cassini's final orbits (blue) take the probe closer to the planet than it has ever been before. NASA/JPL-CALTECH

Η πιθανότητα ολοσχερούς καταστροφής του σκάφους (κόστους 3,2 δισεκατομμυρίων δολαρίων) από την πρόσκρουσή του σε κάποιο σώμα είχε υπολογιστεί σε λιγότερο από 1% και η NASA αποφάσισε να πάρει αυτό το ρίσκο.

Ούτως ή άλλως, είκοσι χρόνια μετά την εκτόξευσή του από τον πλανήτη μας, το σκάφος έχει αρχίσει να ξεμένει από καύσιμα καθώς πέφτει η απόδοση των θερμοηλεκτρικών του γεννητριών, στην «καρδιά» των οποίων πάλλονται 33 κιλά πλουτωνίου-238.

Στις 15 Σεπτεμβρίου, το Cassini θα κάνει την τελευταία του βουτιά μέσα Κρόνο με ταχύτητα 120.000 χιλιομέτρων την ώρα και μετά από τρία λεπτά πτώσης, η εικοσαετής αποστολή θα τερματίζεται στην βραχώδη επιφάνεια κάτω από τόνους ατμοσφαιρικών αερίων.

Οι σημαντικότερες ανακαλύψεις

This false-color view from NASA's Cassini spacecraft gazes toward the rings beyond Saturn's sunlit horizon, where a thin haze can be seen along the limb. Credits: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Στο ταξίδι του γύρω από το σύστημα του Κρόνου, το Cassini ανακάλυψε την ύπαρξη ενός μεγάλου ωκεανού κάτω από την παγωμένη επιφάνεια του δορυφόρου Εγκέλαδου που θα μπορούσε να φιλοξενεί ζωή, και «θάλασσες υδρογονανθράκων» στον δορυφόρο Τιτάνα.

Αν και οι επιστήμονες δεν ανίχνευσαν απευθείας κάποιον ζωντανό οργανισμό στο φεγγάρι του Εγκέλαδου, το αέριο μοριακό υδρογόνο που εξέρχεται από σιφώνια στον βραχώδη πάτο του ωκεανού του, θα μπορούσε να λειτουργεί ως η απαραίτητη πηγή ενέργειας για τυχόν μικρόβια ή μικροοργανισμούς στον βυθό.

Ένας «αποστειρωμένος θάνατος»

This mosaic combines views captured by Cassini as it made the first dive of the mission's Grand Finale on April 26, 2017, and shows details in bands and swirls in the atmosphere. Credits: NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University

Ένας από τους λόγους που οι επιστήμονες θέλουν να καταστρέψουν το Cassini πάνω στον Κρόνο, είναι για να βεβαιωθούν πως δεν θα μολυνθούν οι δορυφόροι αυτοί από γήινα μικρόβια.

Πριν ξεκινήσει για τον ουρανό το 1997, το Cassini είχε αποστειρωθεί ενδελεχώς αλλά δεν αποκλείεται παρ’ όλα τα μέτρα που πήρε η NASA, να έχουν επιβιώσει πάνω στην επιφάνειά του γήινοι μικροοργανισμοί.

Τυχόν μόλυνσή των φεγγαριών, θα άλλαζε «με τον λάθος τρόπο» τα αποτελέσματα των μελλοντικών ερευνών, σημειώνει η Αμερικανική Υπηρεσία Αεροναυπηγικής και Διαστήματος.

Πηγές: skai.gr – bbc.com

Ρομπο-λιβελούλες θα ψάξουν για ζωή στον Τιτάνα. Could Dragonfly drone find signs of life on Titan?

Ένα drone που θα κινείται όπως τα έντομα θα εξερευνήσει τον δορυφόρο του Κρόνου. The Dragonfly dual-quadcopter, shown here in an artist’s rendering, could fly to different spots on Titan to explore the possibility that life could develop on Saturn’s largest moon. Credit: JHUAPL/Mike Carroll via Johns Hopkins

Έχει διαπιστωθεί ότι ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου, ο Τιτάνας, είναι πιθανώς και το πιο ενδιαφέρον γεωατμοσφαιρικά σώμα του ηλιακού μας συστήματος. Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι ο Τιτάνας βρίσκεται σε μια κατάσταση παρόμοια με αυτή της Γης όταν ο πλανήτης μας βρισκόταν σε νηπιακή ηλικία. Έτσι η μελέτη του δορυφόρου μπορεί εκτός των άλλων να αποκαλύψει σημαντικά στοιχεία για την εξέλιξη της Γης.

This artist's concept shows a possible model of Titan's internal structure that incorporates data from NASA's Cassini spacecraft. In this model, Titan is fully differentiated, which means the denser core of the moon has separated from its outer parts. This model proposes a core consisting entirely of water-bearing rocks and a subsurface ocean of liquid water. The mantle, in this image, is made of icy layers, one that is a layer of high-pressure ice closer to the core and an outer ice shell on top of the sub-surface ocean. Image credit: A. D. Fortes/UCL/STFC

Οι διαστημικές υπηρεσίες και ειδικά η NASA εξετάζει μια σειρά από προτάσεις για την εκ του σύνεγγυς εξερεύνηση και μελέτη του Τιτάνα. Η αμερικανική διαστημική υπηρεσία εξετάζει εδώ πολύ καιρό την πιθανότητα να στείλει στον Τιτάνα ένα αντικείμενο που θα πέσει μέσα στις μεγάλες λίμνες υδρογονανθράκων που βρίσκονται σε αυτόν και να μελετήσει τόσο τις λίμνες αυτές όσο και τις ατμοσφαιρικές συνθήκες του. Μια νέα πρόταση όμως έχει όπως φαίνεται κεντρίσει το ενδιαφέρον των στελεχών της NASA.

Drone εξερεύνησης

Καλλιτεχνική απεικόνιση των drones που θα εξερευνήσουν τον Τιτάνα για να αναζητήσουν «φιλικά» εδάφη αλλά και την πιθανή παρουσία ζωής έστω και σε μικροβιακή μορφή. Artist's concept of the dragonfly being deployed to Titan and commencing its exploration mission. Dragonfly would land on the surface of Saturn's moon Titan and then could fly from point to point on the moon's surface and settle to investigate and recharge. Credit: APL/Michael Carroll

Η πρόταση την οποία υπέβαλε το Τμήμα Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς στις ΗΠΑ κάνει λόγο για αποστολή στον Τιτάνα αυτόνομων ιπτάμενων οχημάτων τα οποία πετώντας θα εξερευνούν τον δορυφόρο και βασική τους αποστολή θα είναι η αναζήτηση περιοχών που θα μπορούσε να φιλοξενήσει αρχικά κάποια βάση και αργότερα κάποια αποικία. Πρόκειται για drones που σύμφωνα με τους σχεδιαστές τους θα μιμούνται τον τρόπο με τον οποίο πετούν τα έντομα και πιο συγκεκριμένα οι λιβελούλες.

A team from the Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland is proposing an instrumented, radioisotope-powered dual-quadcopter to explore Titan, one of a number of "ocean worlds" in our solar system that hold the ingredients for life. Dragonfly, a New Frontiers-class mission concept APL is proposing to NASA, would explore Titan's surface. The moon is known to be covered with rich organic material, which is undergoing chemical processes that might be similar to those on early Earth, before life developed. APL's Peter Bedini, program manager for Dragonfly, details the proposal's engineering and science. Credit: JHU Applied Physics Laboratory

Θα είναι πυρηνοκίνητα και θα διαθέτουν σειρά οργάνων με τα οποία όταν πετάνε θα κάνουν ταυτόχρονα ατμοσφαιρικές αναλύσεις. Τα drone θα πρέπει να προσεδαφίζονται ώστε να επαναφορτίζεται η θερμοηλεκτρική γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων με την οποία θα λειτουργούν. Κατά την διάρκεια της προσεδάφισης τα drones θα συλλέγουν δείγματα του εδάφους για αναλύσεις όπου ανάμεσα στα άλλα θα αναζητείται η ύπαρξη κάποιων μορφών ζωής στον δορυφόρο.

Πηγές: http://www.futurity.org/dragonfly-spacecraft-titan-1523962/ - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=897500

Βρέχει διαμάντια στον Ουρανό και τον Ποσειδώνα. In Neptune, It’s Raining Diamonds

Oι αστρονόμοι ονομάζουν το φαινόμενο «βροχή διαμαντιών», αλλά κανείς δεν το έχει δει ποτέ – μέχρι τώρα. A new experiment conducted by an international team of scientists has recreated the "diamond rain" believed to exist in the interiors of ice giants like Uranus and Neptune. Credit: Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory

Επιστήμονες αναδημιούργησαν την «βροχή διαμαντιών» που συμβαίνει στους πλανήτες Ουρανό και Ποσειδώνα. Χρησιμοποιώντας λέιζερ δημιούργησαν ακραίες συνθήκες στο εργαστήριο του Stanford, επαληθεύοντας μια από τις πιο παράξενες προβλέψεις των πλανητικών επιστημόνων.

The interior structure of Neptune. Credit: Moscow Institute of Physics and Technology

Το εσωτερικό των πλανητών όπως ο Ποσειδώνας ή ο Ουρανός, συνίσταται από έναν συμπαγή πυρήνα από παχιά στρώματα «πάγου», τα οποία αποτελούνται κυρίως από υδρογονάνθρακες, νερό και αμμωνία. Οι αστροφυσικοί θεωρούν ότι η ακραία πίεση που επικρατεί στους πλανήτες αυτούς σε βάθος πάνω από 8000 χιλιόμετρα, διασπά τους υδρογονάνθρακες σχηματίζοντας διαμάντια, τα οποία στη συνέχεια βυθίζονται βαθύτερα στο εσωτερικό του πλανήτη.

Το φαινόμενο αυτό προφανώς δεν μπορεί να παρατηρηθεί απευθείας, αλλά και κανένας μέχρι σήμερα δεν είχε καταφέρει να το αναπαράγει στο εργαστήριο.

Στο εργαστήριο SLAC μπορούν να διερευνήσουν την εξαιρετικά θερμή και πυκνή ύλη που υπάρχει στο εσωτερικό των άστρων και των γιγάντιων πλανητών. The MEC hutch of SLAC’s LCLS Far Experiement Hall. Credit: SLAC National Accelerator Laboratory

Οι επιστήμονες του Stanford κατάφεραν να παρατηρήσουν το φαινόμενο σε πραγματικό χρόνο στο εργαστήριο, εκθέτοντας έναν υδρογονάνθρακα (πολυστυρένιο) σε συνθήκες παρόμοιες με εκείνες του Ποσειδώνα ή του Ουρανού. Το πέτυχαν καθοδηγώντας στο δείγμα του πλαστικού δυο κρουστικά κύματα που δημιουργήθηκαν από ένα εξαιρετικά ισχυρό λέιζερ, σε συνδυασμό με την πηγή ακτίνων Χ του SLAC (Stanford Linear Accelerator Center). Συμπίεσαν το πλαστικό σε μια πίεση περίπου 150 GPa (γιγαπασκάλ) και θερμοκρασία γύρω στους 5000 βαθμούς Κελσίου. Τα διαμάντια σχηματίζονται κυρίως την στιγμή που τα δύο κύματα επικαλύπτονται. Και δεδομένου ότι η διαδικασία αυτή διαρκεί μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την περίθλαση των ακτίνων Χ για να φωτογραφίσουν την διαδικασία της δημιουργίας των διαμαντιών και των χημικών διεργασιών που εμπλέκονται. Τα πειράματα δείχνουν ότι τα άτομα του άνθρακα συμπιέζονται έτσι ώστε να σχηματιστούν διαμάντια μεγέθους νανομέτρου.

It’s raining diamonds. (Image: Jeff Huang/Getty)

Βασισμένοι σ’ αυτά τα αποτελέσματα οι ερευνητές υποθέτουν πως τα διαμάντια στον Ποσειδώνα και στον Ουρανό είναι μεγαλύτερα και μάλλον βυθίζονται στον πυρήνα του πλανήτη σε μια περίοδο χιλιάδων ετών.

Τα πειράματα αυτά, εκτός από την συνεισφορά τους στην πλανητική επιστήμη, έχουν και πρακτικές εφαρμογές. Τα νανο-διαμάντια που δημιουργούνται μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ηλεκτρονικά όργανα, ιατρικές διαδικασίες, ή ως κοπτικά υλικά στην βιομηχανική παραγωγή.

Πηγές: https://scienmag.com/in-neptune-its-raining-diamonds/ - physicsgg