Το υπέρτατο ντοκιμαντέρ της φύσης, Scientists Produce Best Image Yet of Atoms Moving in Real Time

Mapping molecular motions -- the "magic" of chemistry revealed. Despite the enormous number of possible arrangements of atoms during a structural transition, such as occurs with changes in charge distribution or chemical processes, the interconversion from one structure to another reduces to a few key types of motions. This enormous reduction in dimensionality is what makes chemical concepts transferable from one molecule to another and has enabled chemists to synthesize nearly any molecule desired, for new drugs to infusing new material properties. This is a still image from a movie that gives a direct atomic level view of this enormous reduction in complexity. The specific trajectories along three different coordinates, as highlighted in the movie, are shown as projections (right view) on a cube. The key atomic motions can be mapped on to three highly simplified coordinates -- the magic of chemistry in its full atomic splendor. (Credit: Lai Chung Liu, University of Toronto)

Καναδοί, Γερμανοί και Ιάπωνες επιστήμονες κατάφεραν να παράγουν την καλύτερη μέχρι σήμερα απεικόνιση της κίνησης των ατόμων σε πραγματικό χρόνο, ρίχνοντας έτσι φως στα θεμέλια της χημείας και της βιολογίας σε ατομικό επίπεδο.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή φυσικοχημείας Ντουέιν Μίλερ του πανεπιστημίου του Τορόντο, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», κατέγραψαν σε ταινία άμεσα το μεταβατικό στάδιο κατά το οποίο τα άτομα υφίστανται χημική τροποποίηση για να δημιουργήσουν νέες δομές με νέες ιδιότητες.

«Είναι η πρώτη ματιά στο πώς η χημεία και η βιολογία τελικά έχουν να κάνουν με λίγες μόνο κινήσεις-κλειδιά, ακόμα και για τα πιο πολύπλοκα συστήματα. Υπάρχει τρομερή μείωση της πολυπλοκότητας σε αυτό το καθοριστικό μεταβατικό στάδιο. Με αυτό τον τρόπο δημιουργούνται νέα φάρμακα ή νέα υλικά», δήλωσε ο Μίλερ.

Το νέο επίτευγμα βασίζεται σε έρευνες του ίδιου από το 2003, όταν για πρώτη φορά κατέστη εφικτό να παρατηρηθούν απευθείας οι κινήσεις των ατόμων, αν και τότε με πολύ μικρότερη ακρίβεια από ό,τι τώρα.

«Οι πρώτες ατομικές ‘ταινίες’ ήσαν πολύ ακατέργαστες, όπως οι πρώτες κινηματογραφικές ταινίες. Όμως οι νέες ταινίες είναι πολύ καθαρές και όμορφες, ιδίως αν σκεφτεί κανείς ότι πρόκειται για άτομα που μετακινούνται αστραπιαία. Τα βιντεοσκοπήσαμε με ένα απίστευτα γρήγορο ρυθμό, λιγότερο από ένα εκατομμυριοστό του εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου ανά καρέ», όπως είπε ο αμερικανός ερευνητής.

Άλλες ερευνητικές ομάδες χρησιμοποιούν ακτίνες-Χ για να συλλάβουν τις κινήσεις των ατόμων, αλλά η νέα καλύτερη τεχνική βασίζεται σε υπερβολικά φωτεινές πηγές ηλεκτρονίων. Οι επιστήμονες βρήκαν ένα τρόπο να υποχρεώσουν τα ηλεκτρόνια να δημιουργήσουν ένα πολύ βραχύ παλμό φωτός, αρκετά φωτεινό ώστε να φωτίσει τις κινήσεις των ατόμων ακριβώς τη στιγμή που αυτές λαμβάνουν χώρα. Τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με τα άτομα ένα εκατομμύριο φορές περισσότερο από ό,τι οι ακτίνες-Χ και μπορούν να παραχθούν ακόμα με ένα κατάλληλο επιτραπέζιο όργανο.

Γιατί οι άνδρες δεν καταλαβαίνουν τις γυναίκες; Why Don't Men Understand Women? Altered Neural Networks for Reading the Language of Male and Female Eyes

Jean-Auguste-Dominique Ingres, Raphaël et la Fornarina, Huile sur Toile, 66,3x55,6 cm, Havard, University

Γυναίκες, προσοχή: την επόμενη φορά που θα θελήσετε να παραπονεθείτε στον σύντροφό σας ότι δεν σας καταλαβαίνει πάρτε μια βαθιά ανάσα και σκεφτείτε το ξανά: ίσως του ζητάτε κάτι παραπάνω από τις δυνάμεις του. Αυτό υποστηρίζει μια νέα μελέτη η οποία διαπίστωσε ότι οι άνδρες δεν είναι «προγραμματισμένοι» ώστε να «διαβάζουν» τα συναισθήματα των γυναικών – τουλάχιστον στα μάτια τους.

Αντιθέτως ο εγκέφαλός τους φαίνεται να είναι δικτυωμένος με τρόπο ώστε να αποκρυπτογραφούν ευκολότερα τα συναισθήματα των άλλων ανδρών. Αν και δεν ξέρουμε ακόμη αν δικαιώνει το άλλο παράπονο-κλισέ περί της «αλληλοσυνεννόησης των κολλητών», το χαρακτηριστικό αυτό θεωρείται ότι είχε σημαντική εξελικτική χρησιμότητα αφού θα πρέπει να αποτελούσε «κλειδί» για την επιβίωση στους άγριους καιρούς της επικράτησης του ισχυρότερου αρσενικού.

Διαφορά… φύλου

(a) Statistical parametric map and (b) parameter estimates illustrating differential activation pattern of the right amygdala for male and female eyes (regardless of condition: emotion vs. gender recognition). (c) Scatter plots depicting the relationships between amygdala response and emotion recognition accuracy for both types of stimuli. doi:10.1371/journal.pone.0060278.g003

Παρά το γεγονός ότι ανατομικά δεν παρουσιάζουν κάποια εμφανή διαφορά, αρκετές μελέτες έχουν εντοπίσει τα τελευταία χρόνια διαφοροποιήσεις στη μορφολογία και στη λειτουργία των εγκεφάλων των ανδρών σε σχέση με των γυναικών. Πρόσφατα μάλιστα ειδικοί του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου είχαν δει σε πειράματα ότι οι άνδρες δεν είναι σε θέση να ερμηνεύσουν τα συναισθήματα των άλλων από την έκφραση του προσώπου τους.

Στη νέα μελέτη ερευνητές από πανεπιστήμια της Γερμανίας συγκεκριμενοποιούν περισσότερο αυτή την «ανικανότητα» εξετάζοντάς περαιτέρω μια τάση που έχει αναφανεί σε άλλες έρευνες – το ότι οι άνδρες δυσκολεύονται περισσότερο να κατανοήσουν την έκφραση των γυναικών από ό,τι των εκπροσώπων του φύλου τους.

Προκειμένου να διαπιστώσουν κατά πόσον οι άνδρες είαι ικανοί να αποκρυπτογραφήσουν τα συναισθήματα των δυο φύλων από ένα κατ’ εξοχήν εκφραστικό «μέσο», τα μάτια τους, ο Μπόρις Σίφερ, ψυχίατρος του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου LWL στο Μπόχουμ της Γερμανίας, και οι συνεργάτες του έβαλαν στον λειτουργικό μαγνητικό τομογράφο 22 άνδρες ηλικίας 21 ως 52 ετών (η μέση ηλικία των εθελοντών ήταν τα 36 έτη).

Πώς μιλάνε τα μάτια

Men trail women in discerning shades of blue, yellow, and green, a new study says. Photograph by Pasieka, Science Photo Library/Corbis

Οι ειδικοί έδειξαν στους εθελοντές εικόνες που απεικόνιζαν 36 ζευγάρια μάτια και τους ζήτησαν να περιγράψουν τα συναισθήματα των «κατόχων» τους. Στις μισές φωτογραφίες απεικονίζονταν μάτια γυναικών και στις άλλες μισές μάτια ανδρών, με θετικά, αρνητικά και ουδέτερα συναισθήματα και οι συμμετέχοντες στο πείραμα έπρεπε να αξιολογήσουν το κάθε βλέμμα περιγράφοντάς το ως «δύσπιστο» ή «τρομοκρατημένο».

Οι εθελοντές χρειάστηκαν πιο πολλή ώρα και δυσκολεύτηκαν περισσότερο να ερμηνεύσουν τα συναισθήματα των ματιών που ανήκαν σε γυναίκες – συγκεκριμένα οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο βαθμός δυσκολίας στο «διάβασμα» των γυναικείων ματιών ήταν διπλάσιος σε σχέση με των ανδρικών ματιών.  Επί πλέον η εγκεφαλική δραστηριότητα που απεικονίστηκε στις εγκεφαλικές τομογραφίες ήταν διαφορετική στις δυο περιπτώσεις.

Όταν έπρεπε να αποκρυπτογραφήσουν την έκφραση ματιών που ανήκαν σε άνδρες η δραστηριότητα ήταν πιο έντονη στην αμυγδαλή (περιοχή που συνδέεται με τα συναισθήματα, την ενσυναίσθηση και τον φόβο) καθώς και σε σημεία του εγκεφάλου που σχετίζονται με παλαιότερες εμπειρίες και συναισθήματα. Τα μοτίβα της δραστηριότητας φάνηκαν να υποδηλώνουν ότι όταν έπρεπε να αξιολογήσουν τα «ανδρικά» συναισθήματα οι εθελοντές ανέτρεχαν σε δικές τους παρόμοιες εμπειρίες και στα συναισθήματα που τους είχαν προξενήσει ενώ όταν η αξιολόγηση αφορούσε γυναίκες προσπαθούσαν να θυμηθούν πότε είχαν ξαναδεί παρόμοιες γυναικείες εκφράσεις και τι σήμαιναν αυτές.

Εξελικτική προσαρμογή;

Bar chart illustrating performance accuracy (% correct) and (b) line plot illustrating reaction time measures over conditions (emotion vs. gender recognition) and types of stimuli (male vs. female eyes). Significance bars and asterisks designate the significance of both recognition accuracy and reaction times for the main effects of condition and the condition by eyes type interactions. Credit: doi:10.1371/journal.pone.0060278.g001

Αυτή η λιγότερο προσωπική προσέγγιση των γυναικείων εκφράσεων σημαίνει, σύμφωνα με τους επιστήμονες, όχι μόνο ότι οι άνδρες δυσκολεύονται περισσότερο να τις ερμηνεύσουν αλλά και ότι η ενσυναίσθηση των ανδρών είναι μικρότερη απέναντι στις γυναίκες από ό,τι απέναντι σε εκπροσώπους του φύλου τους.

Οι ειδικοί επισημαίνουν ότι ο συγκεκριμένος «προγραμματισμός» του εγκεφάλου έχει μια καθ’ όλα λογική ερμηνεία, αφού θα πρέπει να υπήρξε πολύ χρήσιμος στο παρελθόν, όταν η γρήγορη αξιολόγηση των αντιπάλων αποτελούσε σημαντικό «όπλο» για την επικράτηση – αν όχι και για την επιβίωση – των αρσενικών.

«Καθώς οι άνδρες ασχολούνταν περισσότερο με το κυνήγι και εμπλέκονταν σε καβγάδες για την εδαφική επικράτηση θα πρέπει να ήταν σημαντικό για αυτούς να μπορούν να διαβλέπουν και να προβλέπουν τις προθέσεις και τις ενέργειες των αρσενικών ανταγωνιστών τους» τονίζεται στη σχετική μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «PLoS One».

To αρχαιότερο κοσμικό μαιευτήριο, Astronomers Discover Massive Star Factory in Early Universe

Καλλιτεχνική απεικόνιση του αρχαίου γαλαξία, βασισμένη στις εικόνες που κατέργραψε το Herschel. This artist's impression shows the "starburst" galaxy HFLS3. The galaxy appears as little more than a faint, red smudge in images from the Herschel space observatory. Image credit: ESA-C. Carreau

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel εντόπισε έναν πανάρχαιο γαλαξία ο οποίος, όπως φαίνεται, γεννούσε άστρα με ρυθμό πολύ ταχύτερο απ' ό,τι πιστεύαμε ως τώρα ότι ήταν δυνατόν.

The galaxy “HFLS3” was found initially as a small red dot in Herschel submillimetre images (main image, and panels on right). Subsequent observations with ground-based telescopes, ranging from optical to millimetre-wave (insets) showed that there are two galaxies appearing very close together. They are at very different distances, however, with one of them, seen in millimetre-wave (inset, blue) being so distant that we are seeing it as it was when the Universe was just 880 million years old, and was forming stars 1000 times faster than our Milky Way galaxy. Image credit: ESA/Herschel/HerMES/IRAM/GTC/W.M. Keck Observatory Artist’s impression of a “starburst galaxy”. Image credit: ESA/C.Carreau

Ο γαλαξίας HFLS3 εκτιμάται ότι δημιουργήθηκε περίπου 600 εκατομμύρια έτη μετά τη γέννηση του Σύμπαντος. Όπως διαπιστώνεται από την μελέτη του ο γαλαξίας παρήγε άστρα με ρυθμό 2 χιλιάδες φορές ταχύτερο από τον ρυθμό γέννησης άστρων στον γαλαξία μας. Μάλιστα είναι ένας από τους υψηλότερους ρυθμούς παραγωγής άστρων που έχουν παρατηρηθεί ποτέ σε κάποιον γαλαξία.

Άλλος για τον... Άρη; Going to Mars ... on a one-way trip

In an artist's conception, a Mars explorer surveys one of the Red Planet's grand canyons. CREDIT: NASA

Η oλλανδική εταιρεία Mars One ανακοίνωσε ότι οργανώνει μια αποστολή αποίκησης του Άρη.

If all goes according to plan, the first Mars One astronauts will touch down on the Red Planet in 2023. CREDIT: Mars One / Bryan Versteeg

Σύμφωνα με το σχέδιο της εταιρείας ως το 2018 θα γίνονται αποστολές στον Άρη με τις οποίες θα προετοιμάζεται το έδαφος για μια «τελική» αποστολή το 2023. Όσοι θα συμμετάσχουν σε αυτήν θα αποτελέσουν τους πρώτους αποίκους του Κόκκινου Πλανήτη.

Mars One claims that a new crew of four will join every two years as the explorers build their settlement, and that by 2033 there will be 20 people living on Mars.

Το ενδιαφέρον είναι ότι ήδη η εταιρεία ( http://mars-one.com/en/ ) έχει δεχθεί, όπως υποστηρίζει, χιλιάδες αιτήσεις υποψηφίων αποίκων του Άρη παρ' ότι έχει καταστεί σαφές ότι το ταξίδι θα είναι χωρίς επιστροφή. Όποιος μπει στο σκάφος το 2023 θα αποχαιρετήσει για πάντα τη Γη. Η εταιρεία αναφέρει ότι οι υποψήφιοι θα πρέπει να είναι άτομα που πειθαρχούν, προσαρμόζονται εύκολα σε διάφορες καταστάσεις και περιβάλλοντα, είναι επινοητικά και διαθέτουν ομαδικό πνεύμα.

NASA's Hubble Space Telescope snapped this shot of Mars on Aug. 26, 2003, when the Red Planet was 34.7 million miles from Earth. The picture was taken just 11 hours before Mars made its closest approach to us in 60,000 years. CREDIT: NASA/ESA

Ένας από τους λόγους για τους οποίους δεν θα είναι εφικτή η επιστροφή των ανθρώπων που θα ταξιδέψουν και θα παραμείνουν στον Άρη είναι ότι θα υποστούν μια σειρά από μεταβολές στον οργανισμό τους (π.χ. απώλεια οστικής και μυϊκής μάζας, προσαρμογή στο βαρυτικό πεδίο του Άρη). Σύμφωνα με τα στελέχη της Mars One θα ήταν αδύνατον να επαναπροσαρμοστούν στις γήινες συνθήκες αν επέστρεφαν, οπότε η παραμονή τους για πάντα στον Κόκκινο Πλανήτη αποτελεί μονόδρομο.

The journey to Mars will take seven months, says the Dutch company, and the entire process will be televised in a Big Brother-style reality show.

Εκείνοι που τελικά θα επιλεχθούν θα λάβουν φυσικά εκπαίδευση τόσο σε επίπεδο φυσικής κατάστασης όσο και σε ψυχολογικό επίπεδο.

Skylights in Mars: These two holes from a 2007 NASA survey that there are caves on the red planet - potentially our new homes?

Όταν τελικά οι πρώτοι άποικοι φτάσουν στον Άρη θα μείνουν σε μια βάση που θα λειτουργεί με ηλιακούς συλλέκτες, θα πίνουν ανακυκλωμένο νερό και θα καλλιεργούν την τροφή τους.

Στο άκουσμα της είδησης πολλοί ειδικοί εξέφρασαν έντονες επιφυλάξεις επειδή, ως γνωστόν, το περιβάλλον του Άρη είναι ιδιαίτερα εχθρικό στην παρουσία της ζωής.

Olympus Mons on Mars. A single volcano larger than the entire chain of Hawaiian islands.

Ο Άρης είναι μια απέραντη έρημος με πανύψηλα όρη και γιγάντια φαράγγια. Εκεί υπάρχει το μεγαλύτερο όρος στο ηλιακό μας σύστημα, το Olympus Mons που έχει ύψος 27 χλμ.! Η μέση θερμοκρασία κινείται πέριξ των -50 βαθμών Κελσίου. Υπάρχουν εποχές που στον Ισημερινό επικρατούν θερμοκρασίες γύρω στους 20 βαθμούς Κελσίου ενώ στους πόλους η θερμοκρασία κατεβαίνει κάτω από τους -150 βαθμούς Κελσίου. Δημιουργούνται συχνά πολύ ισχυρές ανεμοθύελλες αλλά και ανεμοστρόβιλοι.

Ο πιο επικίνδυνος εχθρός για τον άνθρωπο και τη ζωή γενικότερα όμως είναι η απουσία ατμόσφαιρας στον Άρη. Ο πλανήτης διέθετε ατμόσφαιρα αλλά προοδευτικά τα στρώματά της «διέρρευσαν» στο Διάστημα και έχει απομείνει μόνο ένα λεπτό στρώμα που αντιστοιχεί στο 10% της ατμόσφαιρας που κάποτε υπήρχε σε αυτόν. Έτσι, σε αντίθεση με τη Γη όπου τα στρώματα της ατμόσφαιρας προστατεύουν τον πλανήτη μας (και τη ζωή) από τη βλαβερή ηλιακή ακτινοβολία η επιφάνεια του Άρη βομβαρδίζεται μόνιμα από αυτήν.

Η συρρίκνωση των «Χόμπιτ». Study backs 'hobbit' island dwarfism theory

O Homo Floresiensis - Μουσείο Φύσης και Επιστήμης/Τόκιο. The hobbit: Could island life have shrunk this creature to diminutive proportions?

Μια νέα μελέτη που αφορά τους μικροσκοπικούς ανθρώπους που ζούσαν στο νησί Φλόρες της Ινδονησίας πριν από χιλιάδες έτη δημοσιεύθηκε από ιάπωνες επιστήμονες. Η μελέτη στηρίζει τη θεωρία ότι αυτοί οι άνθρωποι δεν ήταν πάντοτε μικρόσωμοι αλλά αποτέλεσαν προϊόντα της εξελικτικής διαδικασίας που ονομάζεται νησιωτικός νανισμός. Το πιο ενδιαφέρον εύρημά της είναι ότι οι άνθρωποι αυτοί είχαν μεγαλύτερο εγκέφαλο από όσο πιστεύαμε μέχρι σήμερα.

Οι χόμπιτ

In the NOVA scienceNOW segment, host Robert Krulwich towers over an adult African Pygmy (in white shirt) and an adult H. floresiensis. Photo credit: © WGBH/NOVA

Οι μικροσκοπικοί άνθρωποι ανακαλύφθηκαν το 2003 στο νησί Φλόρες της Ινδονησίας και η ύπαρξη τους έχει προκαλέσει πολλές συζητήσεις στην επιστημονική κοινότητα. Η επίσημη ονομασία αυτών των ανθρώπων είναι Ηomo Floresiensis. Το ύψος τους δεν ξεπερνούσε το ένα μέτρο και το βάρος τους ήταν περίπου 30 κιλά. Βάσει των ευρημάτων που έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα ζούσαν στο νησί για ένα διάστημα 80 χιλιάδων ετών και εξαφανίστηκαν για άγνωστη μέχρι στιγμής αιτία πριν από περίπου 12 χιλιάδες έτη. Εξαιτίας του μεγέθους τους έλαβαν το όνομα της μικροκαμωμένης φυλής των ιστοριών του Τζ.Ρ.Ρ. Τόλκιν, των χόμπιτ.

Η νέα μελέτη

Remains of Indonesia's hobbit-sized humans (L) and modern human (R) in Yogyakarta, on November 5, 2004. Japanese scientists on Tuesday waded into a row over so-called "hobbit" hominids whose remains, found on a remote Indonesian island a decade ago, have unleashed one of the fiercest disputes in anthropology.

Ένας τρόπος για να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με τους H.Floreriensis είναι να γίνει μελέτη και σύγκριση του μεγέθους του εγκεφάλου τους με το μέγεθος του σώματος τους. Στη συνέχεια θα γίνουν αντιστοιχήσεις και συγκρίσεις με διάφορα είδη ανθρώπων. Μέχρι σήμερα όμως δεν υπήρχαν σαφή στοιχεία για το μέγεθος του εγκεφάλου τους. Οι εκτιμήσεις των ειδικών έκαναν λόγο για έναν εγκέφαλο 380-430 κυβικών εκατοστών με την κρατούσα θεωρία να μιλά για ένα εγκέφαλο 400 κυβικών εκατοστών.

Επιστήμονες του Εθνικού Μουσείου Φύσης και Επιστήμης του Τόκιο πραγματοποίησαν αξονικές τομογραφίες υψηλής ανάλυσης του μοναδικού κρανίου ενός H.Floreriensis που έχει εντοπισθεί μέχρι σήμερα. Οι τομογραφίες έδειξαν ότι ο εγκέφαλος των… αληθινών χόμπιτ ήταν 426 κυβικά εκατοστά. Ο εγκέφαλος του σύγχρονου ανθρώπου είναι 1.300 κυβικά εκατοστά.

Οι συγγενείς

Theory 1: Some critics say that the hobbit isn't a separate species at all, but belonged to a group of modern humans whose size was restricted because they had a disease.

Theory 2: Others believe that it evolved from a tiny-brained, ape-like creature that travelled from Africa millions of years ago.

Theory 3: But the new research suggests that an early human species that lived in Asia called Homo erectus arrived on the island and underwent dwarfism.

Οι ερευνητές πραγματοποίησαν έρευνα για να δουν αν και με ποιο είδος ανθρώπων έχει ομοιότητες ο εγκέφαλος των H.Floreriensis ώστε να εντοπισθεί κάποια γενεαλογική σύνδεση. Η έρευνα δεν έδειξε απευθείας κάποιο είδος αλλά υποδεικνύει ως πιθανούς συγγενείς των H.Floreriensis τον Homo Erectus και τον Homo habilis. Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι πρέπει να εντοπισθούν νέα ευρήματα μεγαλύτερης ηλικίας από εκείνα που έχουν εντοπισθεί μέχρι σήμερα ώστε να αντληθούν νέα στοιχεία που θα φωτίσουν την εξελικτική πορεία των H.Floreriensis. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Royal Society B».

Πρώιμη Γη στον... Τιτάνα. Cassini Mission Tracks Vanishing Methane On Saturn’s Moon Titan

This artist's concept envisions what hydrocarbon ice forming on a liquid hydrocarbon sea of Saturn's moon Titan might look like. A new model from scientists on NASA's Cassini mission suggests that clumps of methane-and-ethane-rich ice — shown here as the lighter-colored clusters — could float under some conditions. Image credit: NASA/JPL-Caltech/USGS

Ακόμη μία ενδιαφέρουσα ανακάλυψη έκαναν οι επιστήμονες στον Τιτάνα, τον μεγαλύτερο δορυφόρο του Κρόνου, ο οποίος βρίσκεται στο «μικροσκόπιο» των επιστημόνων από το 2004, οπότε και έφθασε εκεί το διαστημικό σκάφος Cassini.

This image shows the first flash of sunlight reflected off a lake on Saturn's moon Titan. The glint off a mirror-like surface is known as a specular reflection. This kind of glint was detected by the visual and infrared mapping spectrometer (VIMS) on NASA's Cassini spacecraft on July 8, 2009. Image credit: NASA/JPL/University of Arizona/DLR

Το Cassini έχει καθήκον να εξερευνά τα δεκάδες φεγγάρια του Κρόνου και έτσι, ανά τακτά χρονικά διαστήματα, περνά από τον Τιτάνα και κάνει παρατηρήσεις. Η τελευταία παρατήρηση αφορά τον σχηματισμό στον Νότιο Πόλο του Τιτάνα μεγάλων νεφών που αποτελούνται από παγοκρυστάλλους, η παρουσία των οποίων θα «υποχρεώσει» την περιοχή να βιώσει μια παρατεταμένη περίοδο φθινοπώρου. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το φθινόπωρο στον Νότιο Πόλο του Τιτάνα θα διαρκέσει επτά έτη.

Ο Τιτάνας διαθέτει ποτάμια και μεγάλες λίμνες. An artist's impression of a methane lake on Titan. Credit: NASA

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο Τιτάνας βρίσκεται σε μια κατάσταση ανάλογη με εκείνη της πρώιμης Γης και έτσι κάθε ανακάλυψη σε αυτόν μας βοηθά να γυρίσουμε πίσω το ρολόι του χρόνου και να δούμε τι (πιθανώς) συνέβη κατά τη γεωλογική και ατμοσφαιρική εξέλιξη του πλανήτη μας. Διαβάστε παρακάτω ορισμένα από τα πιο ενδιαφέροντα στοιχεία που μάθαμε τα τελευταία χρόνια για τον Τιτάνα.

Η γέννηση

This composite image shows the cloud, imaged at a distance of 90,000 kilometers (54,000 miles) during a Titan flyby designed to observe the limb of the moon. The cloud extends down to 60 degrees north latitude. CREDIT: NASA, JPL

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας διεξήγαγαν μια μελέτη σχετικά με τη δημιουργία του Τιτάνα. Σύμφωνα με τους ερευνητές, λίγο μετά τη δημιουργία του ηλιακού μας συστήματος η περιοχή όπου βρίσκεται ο Κρόνος ήταν ένα βίαιο πεδίο όπου γίνονταν συχνά συγκρούσεις γιγάντιων διαστημικών σωμάτων. Από αυτές τις συγκρούσεις δημιουργήθηκαν μεγαλύτερα και μικρότερα φεγγάρια στον Κρόνο, τα οποία στη συνέχεια συγχωνεύθηκαν σχηματίζοντας τελικά τον Τιτάνα. Κοσμικές «καραμπόλες» είναι, κατά τη μελέτη, υπεύθυνες και για την ύπαρξη τουλάχιστον άλλων έξι δορυφόρων του Κρόνου.

Το λίφτινγκ

Ο Τιτάνας καταφέρνει να διατηρείται νέος στην όψη.

Η μελέτη νέων εικόνων και δεδομένων που έστειλε το Cassini αποκάλυψε ένα πολύ ενδιαφέρον γεωλογικό φαινόμενο που εξελίσσεται στον Τιτάνα. Όπως φαίνεται, μεγάλες μάζες μιας «εξωτικής», όπως τη χαρακτηρίζουν οι ειδικοί, άμμου μετακινούνται συνεχώς στην επιφάνεια του δορυφόρου και «γεμίζουν» τους κρατήρες του. Τα στελέχη της αποστολής του Cassini κάνουν λόγο για άμμο που αποτελείται από υδρογονάνθρακες και η οποία κάνει ένα είδος γεωλογικού λίφτινγκ στον Τιτάνα εξαφανίζοντας τις... ρυτίδες του.

Το ψωμί

Τo έδαφος του Τιτάνα «φουσκώνει» όπως το...ψωμί.

Ακόμη μία πολύ ενδιαφέρουσα παρατήρηση στον Τιτάνα έκαναν οι επιστήμονες της NASA μελετώντας νέες εικόνες και δεδομένα που έστειλε το διαστημικό σκάφος Cassini. Όπως φαίνεται, σε ορισμένα σημεία της επιφάνειας του Τιτάνα υπάρχουν ρωγμές που οφείλονται σε ένα γεωλογικό φαινόμενο το οποίο λαμβάνει χώρα και στη Γη. Οι επιστήμονες της NASA αναφέρουν ότι το έδαφος του Τιτάνα σε ορισμένες περιοχές ανυψώνεται και προκαλούνται ρωγμές με τον ίδιο τρόπο που το ψωμί φουσκώνει και η επιφάνειά του «σκάει» κατά τη διαδικασία του ψησίματος.

Σύμφωνα με τους ειδικούς, το φαινόμενο οφείλεται στην ανύψωση του μάγματος από το εσωτερικό του Τιτάνα προς την επιφάνεια. Το ίδιο φαινόμενο λαμβάνει χώρα και στη Γη δημιουργώντας ένα νέο λεπτό στρώμα ορυκτών ανάμεσα στα ιζηματογενή πετρώματα του υπεδάφους. Τα ορυκτά αυτά έχουν λάβει την ονομασία «λακκόλιθοι».

Ζωή στα «παγόβουνα»;

A dense network of small rivers or swampy areas appears to connect some of the seas on Titan, as seen in this comparison of data of the same area from two Cassini instruments. Images from the radar instrument are on the left and images from the visual and infrared mapping spectrometer (VIMS) are on the right. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Ομάδα επιστημόνων στους οποίους συμμετέχουν και ειδικοί της NASA εικάζει ότι είναι πιθανό να υπάρχουν κάποιες μορφές ζωής στον Τιτάνα. Η θεωρία που ανέπτυξαν είναι ότι το πιθανότερο μέρος όπου μπορεί να βρίσκονται αυτές οι μορφές ζωής είναι σε παγωμένα κομμάτια υδρογονανθράκων που επιπλέουν μέσα στις θάλασσες, τις λίμνες και τα ποτάμια που έχουν εντοπιστεί στον μεγαλύτερο δορυφόρο του Κρόνου.

Ο υπόγειος ωκεανός

These images from NASA's Cassini spacecraft show one of the large seas and a bounty of smaller lakes on Saturn's moon Titan. Scientists saw these small lakes in data obtained by both Cassini's visual and infrared mapping spectrometer (left) and radar instrument (right). Image credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Διεθνής ομάδα επιστημόνων μελέτησε δεδομένα που έστειλε το Cassini και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο Τιτάνας έχει έναν γιγάντιο υπόγειο ωκεανό. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο ωκεανός αυτός είναι μεγαλύτερος απ' όσο όλοι οι ωκεανοί της Γης μαζί! Θεωρούν επίσης ότι διαθέτει συνθήκες ευνοϊκές για την ύπαρξη ζωής.

Ανακαλύφθηκαν μυστηριώδεις πανίσχυρες εκρήξεις ακτίνων-γ. Dying Supergiant Stars Implicated in Hours-long Gamma-Ray Bursts

GRB 111209A exploded on Dec. 9, 2011. The blast produced high-energy emission for an astonishing seven hours, earning a record as the longest-duration GRB ever observed. This false-color image shows the event as captured by the X-ray Telescope aboard NASA's Swift satellite. Credit: NASA/Swift/B. Gendre (ASDC/INAF-OAR/ARTEMIS)

Μια άγνωστη μέχρι σήμερα μορφή εκρήξεων ακτίνων γάμμα εντόπισαν οι αστρονόμοι, η οποία εκλύει τεράστια ενέργεια και μπορεί να διαρκέσει ολόκληρες ώρες, αντίθετα με τις έως τώρα γνωστές εκρήξεις ακτίνων γ, που συνήθως δεν κρατάνε πάνω από μερικά δευτερόλεπτα. Οι επιστήμονες κάνουν την εικασία ότι οι ακτινοβολίες αυτές προέρχονται από το θάνατο γιγάντιων άστρων.

Για πρώτη φορά στις 25 Δεκεμβρίου 2010 οι επιστήμονες παρατήρησαν μια παράξενη τεράστια έκρηξη.

Για πρώτη φορά στις 25 Δεκεμβρίου 2010 οι επιστήμονες είχαν παρατηρήσει μια τέτοια παράξενη τεράστια έκρηξη που διήρκεσε δύο ώρες και την ονόμασαν «έκρηξη των Χριστουγέννων». Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον αστρονόμο Άντριου Λέβαν του πανεπιστημίου του Γουόργουικ, που έκαναν τη σχετική ανακοίνωση σε συνέδριο στις ΗΠΑ, έκαναν τις παρατηρήσεις τους με το τηλεσκόπιο «Τζέμινι» στη Χαβάη, με το οποίο υπολόγισαν ότι η έκλαμψη διαρκείας των ακτίνων-γ προήλθε από απόσταση επτά δισεκατομμυρίων ετών φωτός, δηλαδή περίπου στα μισά του παρατηρήσιμου σύμπαντος.

Astronomers suggest that blue supergiant stars may be the most likely sources of ultra-long GRBs. These stars hold about 20 times the sun's mass and may reach sizes 1,000 times larger than the sun, making them nearly wide enough to span Jupiter's orbit. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η πηγή αυτής της αινιγματικής έκρηξης είναι ένα σούπερ-γιγάντιο άστρο με μάζα όσο 1.000 Ήλιοι (ένα από τα μεγαλύτερα και λαμπρότερα στο σύμπαν) και με πιθανή ακτίνα 1,6 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, μια πραγματικά…αστρονομική απόσταση. Όταν ένα τέτοιο άστρο εκρήγνυται δημιουργώντας μια τεράστια σουπερνόβα (υπερκαινοφανής αστέρας), τότε η έκρηξη μπορεί να συνοδεύεται από πολύωρη εκπομπή ακτίνων-γ, που αποτελεί την ακτινοβολία φωτός με την μεγαλύτερη ενέργεια στο σύμπαν.

The number, duration and burst class for GRBs observed by Swift are shown in this plot. Colors link each GRB class to illustrations above the plot, which show the estimated sizes of the source stars. For comparison, the width of the yellow circle represents a star about 20 percent larger than the sun. Credit: Andrew Levan, Univ. of Warwick

Μέχρι τώρα, οι αστρονόμοι είχαν συχνά παρατηρήσει εκρήξεις ακτίνων – γάμα από σούπερ – νόβα, οι οποίες συνήθως διαρκούσαν έως δύο δευτερόλεπτα ή σπανιότερα για μερικά λεπτά. Τα τηλεσκόπια Swift, Fermi παρατηρούν κατά μέσο όρο μια τέτοια έκρηξη κάθε ημέρα στο σύμπαν. Το φαινόμενο συμβαίνει όταν ένα άστρο καταρρέει βαρυτικά και δημιουργεί μια μαύρη τρύπα στη θέση του, η οποία, με τη σειρά της, καθώς «καταβροχθίζει» την γύρω ύλη, επιταχύνει ένα μέρος από αυτά τα σωματίδια, που διαφεύγουν με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός και έτσι δημιουργούν στιγμιαίους «πίδακες» ακτινοβολίας γ.

Three recent GRBs (blue dots) emitted high-energy gamma-ray and X-ray light over time spans up to 100 times greater than typical long bursts and constitute a new ultra-long class. This plot compares the energy received and the event duration among different classes of transient high-energy events: long GRBs (green); the disruption of an asteroid or comet by a neutron star or stellar-mass black hole in our own galaxy, or the break-out of a supernova shock wave in another galaxy (orange); and the tidal disruption of a star by a supermassive black hole in another galaxy (purple). Credit: NASA's Goddard Space Flight Center, after B. Gendre (ASDC/INAF-OAR/ARTEMIS)

Όταν όμως το άστρο έχει τεράστια μάζα, η έκλυση των ακτίνων – γάμα φαίνεται πως μπορεί να κρατήσει πολύ περισσότερο. Έτσι, τώρα πλέον γίνονται αντιληπτές εκρήξεις ακτίνων-γ που κρατάνε επί ολόκληρες ώρες. «Αυτά τα φαινόμενα είναι ανάμεσα στις μεγαλύτερες εκρήξεις στη φύση, όμως μόλις τώρα αρχίζουμε να τις βρίσκουμε. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι το σύμπαν ένα πολύ πιο βίαιο και ετερόκλητο μέρος από ό,τι είχαμε φανταστεί», δήλωσε ο Άντριου Λέβαν.

GRB 101225A, better known as the "Christmas burst," was an unusually long-lasting gamma-ray burst. Because its distance was not measured, astronomers came up with two radically different interpretations. In the first, a solitary neutron star in our own galaxy shredded and accreted an approaching comet-like body. In the second, a neutron star is engulfed by, spirals into and merges with an evolved giant star in a distant galaxy. Now, thanks to a measurement of the Christmas burst’s host galaxy, astronomers have determined that it represented the collapse and explosion of a supergiant star hundreds of times larger than the sun. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Στο ίδιο αστρονομικό συνέδριο στις ΗΠΑ, άλλη μία επιστημονική ομάδα, με επικεφαλής τον Μπρους Ζαντρ του Γαλλικού Εθνικού Κέντρου Επιστημονικών Ερευνών (CNRS), παρουσίασε στοιχεία για παρόμοιες εκρήξεις διαρκείας ακτίνων-γ, με πιθανή προέλευση το θάνατο υπερ – γιγάντιων άστρων. Οι ερευνητές, που έκαναν και τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστροφυσικής “The Astropgysical Journal”, παρατήρησαν το Δεκέμβριο του 2011 μια έκρηξη ακτίνων γ που διήρκεσε επτά ολόκληρες ώρες και ήταν η μεγαλύτερη που έχει ποτέ καταγραφεί.