M60-UCD1: Ένας υπέρπυκνος νάνος γαλαξίας, Discovered! Galaxy with a Density of Stars 15,000 Times Greater than Milky Way

This composite image shows M60 and the region around it, where data from NASA's Chandra X-ray Observatory are pink and data from NASA's Hubble Space Telescope (HST) are red, green and blue. Image Credit: X-ray: NASA / CXC / MSU / J.Strader et al, Optical: NASA / STScI

Αστρονόμοι βρίσκουν με τη βοήθεια των διαστημικών τηλεσκοπίων Hubble και Chandra, έναν από τους πιο πυκνούς γαλαξίες στο Σύμπαν.

Σύμφωνα με μια έρευνα που δημοσιεύεται στο περιοδικό the Astrophysical Journal Letters, o υπέρπυκνος γαλαξίας-νάνος M60-UCD1 έχει περίπου χίλιες φορές μικρότερη ακτίνα από το Γαλαξία μας, ωστόσο η πυκνότητα άστρων που περιέχει είναι 15.000 φορές μεγαλύτερη.

Πρόκειται για τον πιο πυκνό γαλαξία που έχει βρεθεί ποτέ και σίγουρα τον πυκνότερo στο κοντινό Σύμπαν. Υπολογίζεται πως έχει ηλικία 10 δισεκατομμυρίων ετών και απέχει περίπου 60 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, καθώς βρίσκεται κοντά στον αστερισμό της Παρθένου. Η μάζα του είναι ίση με 200 εκατομμύρια δικούς μας Ήλιους ενώ σύμφωνα με τις παρατηρήσεις ακτίνων χ, στο κέντρο αυτού του γαλαξία νάνου πρέπει να βρίσκεται μία μαύρη τρύπα μάζας 10 εκατομμυρίων Ήλιων.

A Hubble image of the central region of the galaxy M60, showing at its outskirts the small dwarf galaxy M60-UDC1 (inside the red circle). This dwarf is found to be the galaxy with the highest known density of stars (a more typical dwarf galaxy is shown inside the dotted red circle. The diagonal white streak is an artifact). Credit: NASA HST; J. Strader

Το πιο ενδιαφέρον στοιχείο για τον M60-UCD1 είναι πως η μισή του μάζα βρίσκεται σε μια περιοχή ακτίνας μόλις 80 ετών φωτός. Αυτό πρακτικά σημαίνει πως τα αστέρια σε εκείνη την περιοχή είναι 25 φορές πιο κοντά από ότι στο Γαλαξία μας.

«Τα διαστρικά ταξίδια σε αυτό το γαλαξία θα είναι πολύ πιο εύκολα από ότι στο δικό μας», λέει η Jay Strader του πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, που συμμετείχε στην έρευνα.

Το επίγειο τηλεσκόπιο 6.5 μέτρων στην Αριζόνα των ΗΠΑ χρησιμοποιήθηκε για την εξακρίβωση της σύνθεσης του γαλαξία, και προέκυψε πως δε διαφέρει πολύ με το δικό μας Ήλιο, περιέχοντας και βαρύτερα στοιχεία από υδρογόνο και ήλιο. Η πληθώρα βαριών στοιχείων σημαίνει πως είναι πιθανό ο γαλαξίας να φιλοξενεί πλανήτες, γεγονός που ίσως επέτρεπε την εμφάνιση ζωής.

This graph shows where M60-UCD1 fits in as far as luminosity and size. Credit: Strader et al.

Η ομάδα των αστρονόμων δεν έχει καταλήξει τι προκάλεσε την τόσο μεγάλη πυκνότητα αστέρων στον M60-UCD1. Είτε αυτοί οι σχηματισμοί αστέρων γεννιούνται τόσο πυκνοί, είτε με κάποιο τρόπο μικραίνουν χάνοντας άστρα από τις εξωτερικές τους περιοχές, απομένοντας με το πυκνό γαλαξιακό τους πυρήνα.

Κλειδί στη διαλεύκανση του μυστηρίου είναι η ύπαρξη της μαύρης τρύπας στο κέντρο του, η μάζα της οποίας υποδεικνύει πως πιο πιθανή είναι η δεύτερη εκδοχή ενός μεγαλύτερου γαλαξία ο οποίος ίσως συγκρούστηκε με κάποιον άλλον στο παρελθόν, χάνοντας μεγάλο μέρος των άστρων του.

Astronomers may have discovered the densest galaxy in the nearby Universe. The galaxy, known as M60-UCD1, is located about 54 million light years from Earth. M60-UCD1 is packed with an extraordinary number of stars and this has led scientists to classify it as an "ultra-compact dwarf galaxy." This means that this galaxy is smaller and has more stars than just a regular dwarf galaxy. While astronomers already knew this, it wasn't until these latest results from Chandra, Hubble and telescopes on the ground that they knew just how dense this galaxy truly is. M60-UCD1 has the mass about 200 million times our sun and, remarkably, about half of this mass is packed into a radius of just about 80 light years. That translates into the density of stars in this part of M60-UCD1 being about 15,000 times greater than what's found in Earth's neighborhood in the Milky Way. Astronomers have been trying to determine where these ultra-compact dwarf galaxies fit into the galactic evolutionary chain. Some have suggested they start off not as galaxies but as giant star clusters. The latest results on M60-UCD1 challenge that idea. The new Chandra data indicate that there may be a supermassive black hole at the center of M60-UCD1. If that's the case, then it's unlikely this object could have ever been a star cluster. Instead, the X-ray data point to this galaxy being the remnants of a larger galaxy that had its outer stars ripped away by tidal forces, leaving behind the dense inner core of the galaxy. Other information about M60-UCD1 including its large mass, point to the same conclusion. Regardless, this galaxy is a fascinating object that astronomers will be studying for a long time to come. (NASA/CXC/A. Hobart)

Εάν η συγκεκριμένη θεωρία είναι σωστή, τότε στο παρελθόν ο M60-UCD1 είχε 50 με 200 φορές μεγαλύτερη μάζα από ότι σήμερα, ενώ η σύγκρουση πρέπει να έγινε πριν από αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια.

Τέλος, η πυκνότητα των ορατών άστρων είναι τόσο μεγάλη στον M60-UCD1, που οι αστρονόμοι πιστεύουν πως δεν περιέχει καθόλου σκοτεινή ύλη, άλλη μία ιδιαιτερότητα του συγκεκριμένου γαλαξία.

Αστρο-στρόβιλος με… διχασμένη προσωπικότητα, PSR J1824-2452I: Missing Link between Radio and X-Ray Pulsars

This artist’s impression shows PSR J1824-2452I and its companion star. Image credit: ESA

Ένα από τα πιο σπάνια και εντυπωσιακά κοσμικά αντικείμενα ανακάλυψαν ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες. Πρόκειται για ένα άστρο νετρονίου που περιστρέφεται μια φορά κάθε 3,9 χιλιοστά του δευτερολέπτου! Ταυτόχρονα το άστρο αυτό εκπέμπει δύο είδη ακτινοβολίας, φαινόμενο που έχει παρατηρηθεί μόλις άλλη μια φορά μέχρι σήμερα.

Τα πάλσαρ

Τα άστρα νετρονίου που είναι πιο γνωστά με τον όρο «πάλσαρ» είναι σώματα υψηλής πυκνότητας και σχηματίζονται από άστρα τα οποία έχουν ολοκληρώσει τον κύκλο της ζωής τους και καταρρέουν. Όλα τα πάλσαρ εκπέμπουν τις δέσμες ακτινοβολίας από τους πόλους τους και καθώς περιστρέφονται, γίνονται ορατά από τη Γη ως περιοδικές, σύντομες λάμψεις. Τα πάλσαρ εκπέμπουν την ακτινοβολία (είτε ραδιοκύματα, είτε ακτινοβολία γ, είτε ακτίνες Χ) με σταθερό ρυθμό. Ορισμένοι μάλιστα τα περιγράφουν ως «κοσμικούς ραδιοφάρους».

Οι έρευνες

Images of the core of Messier 28 taken during 04 August 2002, 27 May 2006 and 29 April 2013 (A. Papitto et al). The pulsar, labeled PSR J1824-2452I, lies 18,000 light-years away in a small globular cluster of stars known as Messier 28 in the constellation of Sagittarius.

Μια ερευνητική ομάδα εντόπισε πριν από λίγο καιρό ένα άστρο νετρονίου σε απόσταση 18 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς και έκανε τη σχετική ανακοίνωση. Διαπιστώθηκε ότι το πάλσαρ αυτό στροβιλίζεται με απίστευτη ταχύτητα. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό του μια φορά κάθε 3,9 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η ομάδα διαπίστωσε ότι το άστρο αυτό εκπέμπει ακτίνες Χ.

Μια εβδομάδα αργότερα μια δεύτερη ερευνητική ομάδα έστρεψε τα τηλεσκόπια στην ίδια περιοχή και εντόπισε ένα άστρο νετρονίου που εξέπεμπε ραδιοκύματα. Αρχικά οι ερευνητές σχημάτισαν την εντύπωση ότι επρόκειτο για ένα δεύτερο πάλσαρ. Όπως αποδείχτηκε όμως πρόκειται για το ίδιο άστρο νετρονίου που έχει, όπως αναφέρουν οι ειδικοί, «διχασμένη προσωπικότητα». H ανακάλυψη είναι πολύ σημαντική αφού τέτοια συμπεριφορά σε πάλσαρ έχει παρατηρηθεί μόλις άλλη μια φορά.

Ο... σύντροφος

Το πάλσαρ που στροβιλίζεται με αυτή την «τρελή» ταχύτητα και εκπέμπει δύο είδη ακτινοβολίας έλαβε την κωδική ονομασία PSR J1824-2452I . Μια τρίτη ερευνητική ομάδα αποφάσισε να αναζητήσει τον λόγο για τον οποίο το πάλσαρ αυτό «μεταλλάσσεται» και οι ερευνητές έκαναν μια νέα εξίσου εντυπωσιακή ανακάλυψη. Όπως φαίνεται, το πάλσαρ δεν είναι μόνο του αλλά έχει… παρέα. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, πολύ κοντά στο πάλσαρ βρίσκεται ένα άστρο με μέγεθος 75% μικρότερο από εκείνο του Ήλιου. Τα δύο άστρα περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο κάθε 11 ώρες. Η συγκεκριμένη μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature».

Οι ειδικοί εκτιμούν ότι οι αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα δύο άστρα είναι εκείνες που υποχρεώνουν το πάλσαρ να εκπέμπει δύο είδη ακτινοβολίας. Η ανακάλυψη προσφέρει νέα στοιχεία για τη φύση των άστρων νετρονίων.

Υδάτινη έκπληξη στον Άρη, Nasa's Curiosity rover finds water in Martian soil

Nasa scientists have confirmed in a paper published in journal Science that Curiosity has found water molecules in Martian soil. Photograph: Nasa/Getty Images

Στο έδαφος του Άρη εντοπίζονται ανεπάντεχα μεγάλες ποσότητες νερού, σύμφωνα με ανάλυση που διεξήχθη στα «σπλάχνα» του ρομποτικού εξερευνητή Curiosity της ΝASA.

Όταν το Curiosity θέρμανε ένα μικρό δείγμα χώματος από την επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη, τότε, όπως προέκυψε, ο ατμός που ανιχνεύθηκε σε μεγαλύτερη αφθονία ήταν υδρατμός (δηλαδή νερό). Αυτό δείχνει μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science» - συνολικά στο τελευταίο τεύχος της επιθεώρησης παρουσιάζονται πέντε ερευνητικές εργασίες που αφορούν τα ευρήματα του Curiosity στον Άρη.

Καλά (υδάτινα) νέα για τους αστροναύτες

Τα σημάδια που άφησε το “φαράσι” του Curiosity κατά τη συλλογή δείγματος εδάφους από την επιφάνεια του Άρη. Το δείγμα αναλύθηκε από την συσκευή Sample Analysis at Mars που διαθέτει το Curiosity. Curiosity used its scoop to collect two samples of a small aeolian deposit. The deposit's upper surface is armored by sand grains 0.5 to 1.5 mm in size. These coarse grains are coated with fine dust, giving the deposit an overall light brownish red color. Beneath the coarse sand crust is finer sand, dark brown in color. This Mars Hand Lens Imager image was acquired on sol 84. CREDIT: NASA

Η Λόρι Λέσιν και οι συνεργάτες της από το Πολυτεχνείο Renssealer στη Νέα Υόρκη που ασχολούνται με την ανάλυση των ευρημάτων του Curiosity, αναφέρουν στη μελέτη τους πως το 2% επί του συνολικού βάρους της κόκκινης χωμάτινης επιφάνειας του Άρη αποτελείται από νερό. Ένα τέτοιο νέο είναι πολύ καλό για τους αστροναύτες που πιθανώς θα βρεθούν κάποια ημέρα στον Κόκκινο Πλανήτη.

«Αν κάποιος λάβει ένα δείγμα μόλις 0,02 m3 αυτής της κόκκινης σκόνης και τη θερμάνει – όχι σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες – τότε θα εξαγάγει ποσότητα νερού που χωρά σε δυο μπουκαλάκια» εξήγησε η δρ Λέσιν και προσέθεσε ότι «το πιο ενδιαφέρον εύρημα είναι πως το πλούσιο σε νερό χώμα βρίσκεται οπουδήποτε στον Άρη. Αυτό είναι πολύ καλό νέο για οποιονδήποτε εξερευνητή (όχι ρομπότ αλλά άνθρωπο) βρεθεί στον Κόκκινο Πλανήτη, αφού θα μπορεί να εξαγάγει νερό σχεδόν από οποιαδήποτε περιοχή του».

Οι αποκαλύψεις σχετικά με το πλούσιο υδάτινο παρόν (και όχι μόνο παρελθόν) του Άρη αποτελούν μόνο ένα μέρος των στοιχείων που έρχονται στο φως από την επιθεώρηση «Science» σχετικά με τον Κόκκινο Πλανήτη, μέσα από τα «μάτια» του Curiosity.

Πέντε εργασίες με τα «μάτια» του Curiosity

This artist's concept depicts the rover Curiosity, of NASA's Mars Science Laboratory mission, as it uses its Chemistry and Camera (ChemCam) instrument to investigate the composition of a rock surface. (Reuters/NASA/JPL-Caltech)

Ορισμένα από αυτά τα στοιχεία έχουν ήδη παρουσιαστεί σε επιστημονικές συναντήσεις αλλά και σε συνεντεύξεις Τύπου της NASA, ωστόσο τώρα η επίσημη δημοσίευσή τους προσφέρει σημαντικές ευκαιρίες για περαιτέρω ανάλυση και αξιολόγηση από την επιστημονική κοινότητα.

Η δημοσίευση της δρος Λέσιν και των συνεργατών της αφορά την ανάλυση ενός δείγματος που ελήφθη στο «Rocknest», μια περιοχή όπου σχηματίζονται λόφοι άμμου μόνο λίγες εκατοντάδες μέτρα μακριά από το σημείο όπου το Curiosity προσεδαφίστηκε στον Κρατήρα Γκέιλ τον Αύγουστο του 2012.

«Μαγείρεμα» στα… σπλάχνα του ρομποτικού εξερευνητή

The rock's high sulfur content and softness are probably evidence of past alteration by water. Image Credit: NASA/JPL/Cornell

Ο ρομποτικός βραχίονας του οχήματος έλαβε από το σημείο ένα μικρό δείγμα άμμου, το οποίο και μετέφερε στο όργανο Sam το οποίο βρίσκεται στα «σπλάχνα» του. Το συγκεκριμένο εργαλείο έχει την ικανότητα να… μαγειρεύει τα δείγματα και να ανιχνεύει τα αέρια που εκλύονται από αυτά. Με τον τρόπο αυτόν εντοπίζονται τα διαφορετικά συστατικά του εδάφους.

Τα κακά νέα

NASA's Mars Exploration Rover Opportunity used its panoramic camera (Pancam) to acquire this view of "Solander Point" during the mission's 3,325th Martian day, or sol (June 1, 2013). Credit: NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ./Arizona State Univ.

Η ανάλυση του δείγματος έδειξε ύπαρξη σημαντικής ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα. Αυτό μεταφράζεται σε ύπαρξη ανθρακικών μετάλλων που σχηματίζονται παρουσία νερού. Έδειξε επίσης παρουσία οξυγόνου και χλωρίου. «Εκτιμούμε ότι αυτά αποτελούν υποπροϊόντα της διάσπασης ενός μετάλλου που ονομάζεται υπερχλωρικό άλας και ανευρίσκεται σε ποσοστό της τάξεως του 0,5% στο έδαφος του Άρη» σημείωσε η δρ Λέσιν και συμπλήρωσε: «Αν το νερό αποτελεί το καλό νέο για τους αστροναύτες, τότε η ύπαρξη υπερχλωρικού άλατος αποτελεί το κακό νέο. Και αυτό διότι το συγκεκριμένο μέταλλο παρεμβαίνει στη λειτουργία του θυρεοειδούς αδένα, γεγονός που σημαίνει ότι θα υπήρχε πρόβλημα αν κάποιος άνθρωπος κατάπινε έστω και μικρή ποσότητα της λεπτής άμμου του Άρη. Πρέπει να μελετήσουμε αυτήν την παράμετρο περισσότερο τώρα για να σχεδιάσουμε καταλλήλως τις αποστολές του μέλλοντος».

Άλλα τρία άρθρα που παρουσιάζονται στο Science και αφορούν τα ευρήματα του Curiosity επικεντρώνονται στη σύσταση του εδάφους του Άρη. Εξαίρεση αποτελεί ένα άρθρο το οποίο περιγράφει τον εντοπισμό ενός βράχου με σχήμα πυραμίδας επάνω στον οποίο έπεσε τυχαία ο ρομποτικός εξερευνητής κατά την εξερεύνησή του. Ο βράχος αυτός έλαβε το όνομα Jake Matijevic, στη μνήμη ενός μηχανικού της NASA που απεβίωσε πρόσφατα.

«Γήινος» βράχος

This handout provided March 30, 2013 by NASA shows holes drilled into rock by NASA's Mars rover Curiosity in the "Yellowknife Bay" area of Gale Crate (AFP Photo / NASA)

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Εντ Στόπλερ από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας (Caltech) στην Πασαντίνα επιβεβαίωσε τώρα με τη μελέτη της ότι το είδος του συγκεκριμένου βράχου δεν έχει εντοπιστεί ποτέ ξανά στον Κόκκινο Πλανήτη. Το πέτρωμα αυτό μοιάζει περισσότερο με τους μουγεαρίτες (ηφαιστειακά πετρώματα με χαρακτηριστικά βασάλτη), που εντοπίζονται σε νησιά και σε ηφαιστειογενείς ζώνες της Γης.

«Στη Γη έχουμε μια πολύ καλή ιδέα σχετικά με το πώς σχηματίζονται οι μουγεαρίτες» ανέφερε ο Μαρτιν Φισκ από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Όρεγκον που συμμετείχε στη μελέτη. «Η διαδικασία ξεκινά όταν μάγμα που βρίσκεται βαθιά μέσα στη Γη κρυσταλλοποιείται παρουσία 1%-2% νερού. Οι κρύσταλλοι αποχωρίζονται από το μάγμα και ό,τι δεν κρυσταλλοποιείται είναι το μάγμα του μουγεαρίτη το οποίο τελικώς μπορεί να φθάσει ως την επιφάνεια μέσω ηφαιστειακής έκρηξης».

Ο πρώτος μουγεαρίτης εντοπίστηκε στη Γη από τον Βρετανό γεωλόγο Αλφρεντ Χαρκερ στο Νησί Skye, λίγο έξω από την ηπειρωτική Σκωτία. Το όνομα αναφέρεται στην ομώνυμη περιοχή του νησιού (Mugeary) στην οποία βρέθηκε το πέτρωμα.

Αυτή τη στιγμή το Curiosity, το οποίο έχει ήδη παράσχει τόσα πολύτιμα στοιχεία στους επιστήμονες, εργάζεται σκληρά στον Κρατήρα Γκέιλ. Από τις αρχές Ιουλίου προχωρά κατά δεκάδες μέτρα ημερησίως προσπαθώντας να φθάσει στους πρόποδες του Sharp, μεγάλου αρειανού βουνού.

Νέα «φωτεινή» μορφή ύλης. Seeing Light in a New Light: Scientists Create Never-Before-Seen Form of Matter

Light sabers (stock image). "Photonic molecules" behave less like traditional lasers and more like something you might find in science fiction -- the light saber. (Credit: © Yana / Fotolia)

Επιστήμονες στις ΗΠΑ έφεραν τα πάνω κάτω στις γνώσεις μας για το φως, δημιουργώντας από αυτό μια νέα μορφή ύλης, η οποία ως τώρα δεν είχε ποτέ παρατηρηθεί στη φύση, αλλά είχε προταθεί μόνο θεωρητικά. Συγκεκριμένα, κατάφεραν να «χειραγωγήσουν» με τέτοιο τρόπο τα φωτόνια, ώστε αυτά να σχηματίσουν μόρια.

Εντυπωσιακή εξέλιξη

Χρησιμοποιώντας λέιζερ οι ερευνητές δημιούργησαν τη νέα «εξωτική» μορφή ύλης.

Το επίτευγμα των ερευνητών των πανεπιστημίων Χάρβαρντ και ΜΙΤ, με επικεφαλής τους καθηγητές φυσικής Μιχαήλ Λούκιν και Βλάνταν Βούλετιτς, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature», ανατρέπει δεκαετίες συμβατικής σοφίας σχετικά με τη φύση του φωτός. Τα φωτόνια θεωρούνται σωματίδια χωρίς μάζα που δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, γι’ αυτό π.χ. δύο ακτίνες λέιζερ που θα διασταυρωθούν, απλώς θα περάσει η μία μέσα από την άλλη.

Όμως τα «φωτονικά μόρια», που δημιούργησαν οι ερευνητές, όπως είπε ο Μιχαήλ Λούκιν, συμπεριφέρονται διαφορετικά και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους τόσο ισχυρά, που αρχίζουν να δρουν σαν να έχουν μάζα και έτσι προσδένονται μεταξύ τους σχηματίζοντας μόρια.

Πως τα κατάφεραν

Photons with strong mutual attraction in a quantum nonlinear medium. Credit: Nature.

Οι ερευνητές έβαλαν άτομα ρουβιδίου σε ένα θάλαμο κενού και μετά, μέσω λέιζερ, έψυξαν το νέφος των ατόμων σε θερμοκρασία λίγων μόνο βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ασθενείς παλμούς λέιζερ, έστειλαν μεμονωμένα φωτόνια να περάσουν μέσα από αυτό το ατομικό νέφος, το οποίο επιβράδυνε σημαντικά την κίνηση των διερχομένων φωτονίων. Τελικά, τα φωτόνια εξέρχονταν από την άλλη μεριά του νέφους σαν ένα ενιαίο μόριο.

Η ανακάλυψη, πέραν του να ωθεί παραπέρα τα σύνορα της επιστημονικής γνώσης, μπορεί να έχει και πρακτικές επιπτώσεις, καθώς τα φωτόνια αποτελούν το καλύτερο μέσο για την μεταφορά κβαντικών πληροφοριών, θα μπορούσε συνεπώς να αξιοποιηθεί σε ένα μελλοντικό κβαντικό υπολογιστή.

Ο Μιχαήλ Λούκιν είπε επίσης ότι κάποια μέρα θα μπορούσαν να δημιουργηθούν και πολύπλοκες τρισδιάστατες δομές, όπως κρύσταλλοι, μόνο από φως. «Σε τι ακριβώς θα αποβεί χρήσιμη, δεν ξέρουμε ακόμα, όμως είναι μια νέα κατάσταση της ύλης, συνεπώς ελπίζουμε ότι νέες εφαρμογές θα ξεπηδήσουν, καθώς θα συνεχίσουμε να μελετούμε τις ιδιότητες των φωτονικών μορίων», πρόσθεσε.

Εντυπωσιακές εικόνες από το Πόδι της Γάτας. The star-forming Cat’s Paw Nebula through ArTeMiS’s eyes

This image of the star formation region NGC 6334 is one of the first scientific images from the ArTeMiS instrument on APEX. The picture shows the glow detected at a wavelength of 0.35 millimetres coming from dense clouds of interstellar dust grains. The new observations from ArTeMiS show up in orange and have been superimposed on a view of the same region taken in near-infrared light by ESO’s VISTA telescope at Paranal. Credit: ArTeMiS team/Ph. André, M. Hennemann, V. Revéret et al./ESO/J. Emerson/VISTA Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit

Νέες εντυπωσιακές εικόνες από το Νεφέλωμα Πόδι της Γάτας (NGC 6334) δόθηκαν στη δημοσιότητα από το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο (ESO).

This chart shows the location of NGC 6334, the Cat’s Paw Nebula, in the constellation of Scorpius (The Scorpion). This map shows most of the stars visible to the unaided eye under good conditions, and NGC 6334 itself is highlighted with a red circle on the image. Although this stellar nursery is prominent in images, it is faint visually and needs a large telescope for a glimpse of the brighter parts. Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope

Οι εικόνες, οι οποίες ελήφθησαν με τη νέα κάμερα ArTeMIS του τηλεσκοπίου APEX (The Atacama Pathfinder Experiment), αποκαλύπτουν με πρωτοφανή λεπτομέρεια το νεφέλωμα, το οποίο βρίσκεται στον αστερισμό του Σκορπιού, απέχει 5.500 έτη φωτός από τη Γη και αποτελεί ένα δραστήριο μαιευτήριο νέων άστρων.

Η ArTeMIS είναι μια ευρυγώνια φωτογραφική μηχανή που «βλέπει» σε μήκη κύματος κάτω του χιλιοστού. Εγκαταστάθηκε μόλις στο APEX και οι υπεύθυνοι του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου θεωρούν ότι θα δώσει νέα, ισχυρότερη «όραση» στο τηλεσκόπιο APEX για την ταχύτερη και λεπτομερέστερη χαρτογράφηση του ουρανού.

Όπως αποδεικνύει το εντυπωσιακό αποτέλεσμα της εικόνας από το Πόδι της Γάτας, δεν έχουν άδικο. Η φωτογραφία αποτελεί συνδυασμό δυο «λήψεων»: αυτή της ArTeMIS, η οποία συλλαμβάνει την ψυχρή λάμψη της σκόνης του διαστρικού κενού, απεικονίζεται με πορτοκαλί χρώμα με φόντο μια παρατήρηση της ίδιας περιοχής από το τηλεσκόπιο υπερύθρων VISTA, το οποίο ανήκει επίσης στο Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο.

Μαύρες τρύπες στους ωκεανούς. Scientists find 'black holes' at sea: The ocean whirlpools from which nothing can ever escape - not even water

Μιλώντας μαθηματικά οι δίνες στους ωκεανούς μοιάζουν με τις μαύρες τρύπες. Some of the largest ocean eddies in the world are mathematically equivalent to the mysterious black holes of space, according to researchers from ETH Zurich and the University of Miami. Illustration: G. Haller / ETH Zurich

Ορισμένες από τις μεγαλύτερες δίνες που σχηματίζονται στους ωκεανούς είναι μαθηματικά ισοδύναμες με τις μαύρες τρύπες, υπολογίζουν ερευνητές στην Ελβετία και τις ΗΠΑ. Μέχρι σήμερα αθέατοι, οι σχηματισμοί αυτοί φαίνεται ότι μεταφέρουν νερό σε μεγάλες αποστάσεις και δεν αποκλείεται να επηρεάζουν το παγκόσμιο κλίμα.

Η ύπαρξη αυτών των γιγάντιων δινών, οι οποίες μπορούν να φτάσουν σε διάμετρο τα 150 χιλιόμετρα, ήταν γνωστή από προηγούμενες παρατηρήσεις. Ο ρόλος τους όμως στην ωκεάνια κυκλοφορία ήταν δύσκολο να μελετηθεί, καθώς τα όρια αυτών των περιστρεφόμενων υδάτινων όγκων ήταν σχεδόν αδύνατο να εντοπιστούν.

Τα νέα ευρήματα

Γιγάντιες θαλάσσιες δίνες-«μαύρες τρύπες» σχηματίζονται στους ωκεανούς και φτάνουν σε διάμετρο τα 150 χλμ. Scientists believe they have found features of black holes in space here on Earth in ocean eddies. The reflected sunlight in this image illuminates eddies in the Gulf Stream current.

Σε νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο «Journal of Fluid Mechanics», η ελβετο-αμερικανική ομάδα παρουσιάζει μια νέα μαθηματική τεχνική που επιτρέπει τον εντοπισμό και την παρακολούθηση τέτοιων δινών σε δορυφορικές εικόνες.

Προς έκπληξη των ερευνητών, οι γιγάντιες δίνες είναι κλειστοί σχηματισμοί που συμπεριφέρονται όπως οι μαύρες τρύπες στη μαθηματική περιγραφή τους.

A black hole is a tear in the fabric of space-time that pulls in everything that comes too close to it. Nothing that gets sucked in can escape, not even light.

Οι μαύρες τρύπες είναι αντικείμενα με τόσο μεγάλη μάζα ώστε τίποτα, ακόμα και το φως, δεν μπορεί να δραπετεύσει αν πλησιάσει πέρα από μια συγκεκριμένη απόσταση. Όπως φαίνεται, και οι γιγάντιες δίνες συγκρατούν μέσα τους το όλο το νερό που έχουν παγιδεύσει -είναι δηλαδή κλειστοί όγκοι παγιδευμένου νερού, όπως οι μαύρες τρύπες είναι κλειστοί σχηματισμοί παγιδευμένης μάζας.

Στις μαύρες τρύπες, το όριο πέρα από το οποίο δεν υπάρχει επιστροφή ονομάζεται ορίζοντας των γεγονότων (επειδή κανένα γεγονός δεν μπορεί να γίνει αντιληπτό πέρα από αυτό το όριο). Μια ακτίνα φωτός που περνά αυτό τον ορίζοντα ακολουθεί μια σπειροειδή τροχιά πριν χαθεί για πάντα μέσα στο κοσμικό τέρας.

Ακριβώς έξω από τον ορίζοντα των γεγονότων, όμως, υπάρχει ένα άλλο όριο που αποκαλείται «σφαίρα» φωτονίων». Μια ακτίνα φωτός που πλησιάζει αυτή τη νοητή σφαίρα δεν πέφτει μέσα στην τρύπα -απλά καμπυλώνεται και τίθεται σε τροχιά γύρω της για πάντα.

Οι ερευνητές του Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Ζυρίχης (ETH Zürich) ανακάλυψαν ένα αντίστοιχο της σφαίρας φωτονίων σε γιγάντιες ωκεάνιες δίνες. Σε αυτά τα όρια των δινών, τα μόρια νερού κινούνται διαρκώς σε κλειστούς κύκλους. Και, όπως συμβαίνει σε μια μαύρη τρύπα, ό,τι βρίσκεται στο εσωτερικό της δίνης δεν μπορεί να δραπετεύσει σε ήρεμα νερά.

Τα κλειστά όρια των δινών είναι αυτό που επιτρέπει την αναγνώριση και την παρακολούθηση των δινών σε δορυφορικές εικόνες, αναφέρουν οι ερευνητές.

Επισημαίνουν επίσης ότι, από τη στιγμή που οι δίνες είναι κλειστοί και σταθεροί όγκοι νερού, λειτουργούν ουσιαστικά ως οχήματα μεταφοράς νερού σε μεγάλες αποστάσεις.

«Μαύρες» θαλάσσιες δίνες

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μαϊάμι κατάφεραν σε επόμενη φάση να αναγνωρίσουν δίνες σαν μαύρες τρύπες στους Δακτυλίους του Αγκούλας, μιας σειράς ωκεάνιων δινών που εμφανίζονται έξω από το νότιο άκρο της Αφρικής και μεταναστεύουν στο Νότιο Ωκεανό έξω από την Ανταρκτική.

Συνολικά καταγράφηκαν επτά τέτοιες δίνες, οι οποίες διατηρήθηκαν για διάστημα σχεδόν ενός έτους χωρίς να εμφανίζουν διαρροή νερού.

Τα ευρήματα επιβεβαιώθηκαν μάλιστα από ανεξάρτητους ερευνητές, επίσης στο Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι, οι οποίοι χρησιμοποίησαν τη νέα τεχνική για να ανακαλύψουν μια δίνη τύπου μαύρης τρύπας στον Κόλπο του Μεξικού.

Η ερευνητική ομάδα που υπογράφει τη δημοσίευση υποψιάζεται ότι μαθηματικά ισοδύναμα των μελανών οπών εμφανίζονται και σε άλλα ρευστά εκτός των ωκεανών.

Μια τέτοια περίπτωση δεν αποκλείεται να είναι η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, μια γιγάντια αλλά σταθερή δίνη που μαίνεται στον Δία εδώ και αιώνες.

Ο λαβύρινθος του Άρη, Two Generations of Windblown Sediments on Mars

O εντυπωσιακός «λαβύρινθος» του Άρη, όπως τον κατέγραψε ο δορυφόρος MRO. This colorful scene is situated in the Noctis Labyrinthus region of Mars, perched high on the Tharsis rise in the upper reaches of the Valles Marineris canyon system. Targeting the bright rimmed bedrock knobs, the image also captures the interaction of two distinct types of windblown sediments. Surrounding the bedrock knobs is a network of pale reddish ridges with a complex interlinked morphology. These pale ridges resemble the simpler “transverse aeolian ridges” (called TARs) that are common in the equatorial regions of Mars. The TARs are still poorly understood, and are variously ascribed to dunes produced by reversing winds, coarse grained ripples, or indurated dust deposits. HiRISE observations of TARs have so far shown that these bedforms are stable over time, suggesting either that they form slowly over much longer time scales than the duration of MRO's mission, or that they formed in the past during periods of very different atmospheric conditions than the present. Dark sand dunes comprise the second type of windblown sediment visible in this image. The dark sand dune seen just below the center of the cutout displays features that are common to active sand dunes observed by HiRISE elsewhere on Mars, including sets of small ripples crisscrossing the top of the dune. In many cases, it is the motion of these smaller ripples that drives the advance of Martian sand dunes. The dark dunes are made up of grains composed of iron-rich minerals derived from volcanic rocks on Mars, unlike the pale quartz-rich dunes typical of Earth. Caption Credit: Paul Geissler. Image Credit: NASA/JPL/University of Arizona

Ο δορυφόρος MRO που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Άρη κατέγραψε νέες λεπτομερείς εικόνες από μια από τις πιο εντυπωσιακές και ενδιαφέρουσες γεωλογικές δομές του. Πρόκειται για τον «Λαβύρινθο της Νύχτας» (Noctis Labyrinthus) που βρίσκεται στο τεράστιο ηφαιστειακό υψίπεδο Tharsis.

Valles Marineris stretches over 4,000 km (2,500 mi) across Mars, mostly east-west just below the equator, as seen in this Viking 1 orbiter image mosaic. The three Tharsis Montes are at left; towards the top, an ancient outflow channel stretches northward from Echus Chasma to Kasei Valles. Similar outflow channels extend from the east end of Valles Marineris towards Mars's northern lowlands. Image Credit: NASA/USGS

Το υψίπεδο εντοπίζεται στο δυτικό άκρο του Valles Marineris , του μεγαλύτερου φαραγγιού του Κόκκινου Πλανήτη που είναι πιθανότατα και το μεγαλύτερο φαράγγι στο ηλιακό μας σύστημα. Ο Λαβύρινθος είναι μια περιοχή με βαθιές, απότομες κοιλάδες. Στη συγκεκριμένη περιοχή έχει εντοπιστεί η παρουσία πλήθους ορυκτών και μεταλλευμάτων. Οι νέες εικόνες θα βοηθήσουν τους ειδικούς να μελετήσουν την περιοχή καλύτερα.