Το ουράνιο τόξο της Αφροδίτης. Venus Express spies rainbow-like 'glories'

Το «διπλό ουράνιο τόξο» της Αφροδίτης. Για πρώτη φορά καταγράφεται το φαινόμενο σε άλλο πλανήτη.  False colour composite of a ‘glory’ seen on Venus on 24 July 2011. The image is composed of three images at ultraviolet, visible, and near-infrared wavelengths from the Venus Monitoring Camera. The images were taken 10 seconds apart and, due to the motion of the spacecraft, do not overlap perfectly. The glory is 1200 km across, as seen from the spacecraft, 6000 km away. Credit: ESA/MPS/DLR/IDA

Ομάδα ερευνητών του Ινστιτούτου Ερευνας του Ηλιακού Συστήματος Max Planck στη Γερμανία έκαναν μια ιστορική ανακάλυψη. Εντόπισαν και κατέγραψαν ένα ουράνιο τόξο στην Αφροδίτη. Είναι η πρώτη φορά που το εντυπωσιακό ατμοσφαιρικό φαινόμενο εντοπίζεται σε κάποιο πλανήτη εκτός της Γης.

Διπλό

Τρεις εικόνες που δείχνουν το ουράνιο τόξο μήκη κύματος υπεριώδους (αριστερά) , ορατού (κέντρο) και εγγύς υπέρυθρου φωτός (δεξιά).Three images showing the glory at ultraviolet (left,) visible (centre) and near-infrared (right) wavelengths as taken by the Venus Monitoring Camera. The feature was observed on 24 July 2011 and measures 1200 km across, as seen from the spacecraft, 6000 km away. Credit: ESA/MPS/DLR/IDA

Οι ερευνητές μελέτησαν δεδομένα και καταγραφές της ευρωπαϊκής αποστολής Venus Express που εξερευνά την Αφροδίτη και σε μια από αυτές εντόπισαν το φαινόμενο. Μάλιστα σύμφωνα με τους επιστήμονες το ουράνιο τόξο που κατέγραψε το σκάφος ανήκει σε έναν σπάνιο τύπο που στα αγγλικά ονομάζεται «glory» αλλά στα ελληνικά έχει επικρατήσει ο όρος «διπλό ουράνιο τόξο».

Πρόκειται στην ουσία για δύο «αλληλοεμπλεκόμενα» ουράνια τόξα. Το εσωτερικό ουράνιο τόξο είναι πιο φωτεινό, για αυτό και ονομάζεται πρωτεύον. Τα χρώματα είναι αντίθετα στα δυο ουράνια τόξα, δηλαδή, στο πρωτεύον τόξο εσωτερικά βρίσκεται το ιώδες και εξωτερικά το ερυθρό χρώμα, ενώ στο δευτερεύον τόξο έχουμε το ερυθρό στο εσωτερικό και το ιώδες στο εξωτερικό του τόξου.

Προσομοίωση του ουράνιου τόξου, όπως φαίνεται στην Αφροδίτη (αριστερά) εξαιτίας των σταγονιδίων θειικού οξέος και όπως φαίνεται στην Γη (δεξιά) εξαιτίας των σταγονιδίων νερού. Η κύρια διαφορά ανάμεσα στην εμφάνιση του ουράνιου τόξου στην Αφροδίτη και στη Γη, δεν οφείλεται στην σύνθεση των σταγονιδίων, αλλά στο μέγεθός τους. Τα σταγονίδια στην Αφροδίτη είναι πολύ μικρότερα από αυτά που σχηματίζονται στη Γη. Simulated views of the glory phenomena on Venus (left) and Earth (right), without considering any effects of haze or background cloud brightness. Glories occur when sunlight shines on cloud droplets – water particles in the case of Earth, sulphuric acid particles for Venus. The main difference between the appearance of the glory on Venus and on Earth is not because of composition, but rather the particle size. Cloud droplets on Earth are typically between 10 and 40 thousandths of a millimetre in diameter, but on Venus the droplets found at the cloud tops are much smaller, typically no more than 2 thousandths of a millimetre across. Because of this, the coloured fringes are further apart than they would appear on Earth. Credit: C. Wilson/P. Laven

Οι δύο αυτές διαφορές οφείλονται στο γεγονός ότι στο πρωτεύον ουράνιο τόξο η ηλιακή ακτίνα αντανακλάται στο εσωτερικό της σταγόνας βροχής μια φορά, ενώ στο δευτερεύον τόξο έχουμε δυο διαδοχικές εσωτερικές ανακλάσεις, με αποτέλεσμα μικρότερη φωτεινότητα και αντιστροφή των ακραίων χρωμάτων του ηλιακού φάσματος. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Icarus».

Σύμμαχος του Τζένγκις Χαν οι κλιματικές αλλαγές. How Climate Change Drove the Rise of Genghis Khan

Genghis Khan as portrayed in a 14th-century Yuan era album. Taizu, better known as Genghis Khan. Portrait cropped out of a page from an album depicting several Yuan emperors (Yuandjai di banshenxiang), now located in the National Palace Museum in Taipei (inv. nr. zhonghua 000324). Original size is 47 cm wide and 59.4 cm high. Paint and ink on silk. The rise of Genghis Khan and the huge Mongol Empire in the early 13th century may have been helped by good weather, scientists suggest.

Πολλά έχουν γραφτεί για το πώς κατάφερε ο Τζένγκις Χαν και οι απόγονοι του να δημιουργήσουν την αχανή αυτοκρατορία τους. Οι περισσότεροι συμφωνούν ότι η επιτυχία τους στηρίχτηκε στο συνδυασμό μιας άκρως πετυχημένης σχεδίασης των επιθέσεων που εξαπέλυαν οι ορδές των Μογγόλων με τα ταχύτατα άλογα τους και στο ότι οι επιθέσεις ήταν κυριολεκτικά ανελέητες σκορπώντας τον τρόμο. Μια νέα μελέτη αναφέρει ότι ο Τζένγκις Χαν είχε ένα αναπάντεχο σύμμαχο.

Mongolian soldiers in traditional warrior outfit re-enact Genghis Khan's legendary conquering hordes in Tov, south of Ulan Bator, Mongolia, in 2006. About 500 Mongolian soldiers on horsebacks took part in the event to mark the 800th anniversary of the widely revered Mongolian conqueror. / NG HAN GUAN AP

Σύμφωνα με τους ερευνητές όταν ο Τζένγκις Χαν ξεκίνησε την εκστρατεία του είχε συμβεί μια απότομη κλιματική αλλαγή την οποία τόσο ο ίδιος όσο και οι απόγονοι εκμεταλλεύτηκαν με τον καλύτερο τρόπο για να επεκτείνουν συνεχώς την αυτοκρατορία τους. Ταυτόχρονα όμως οι αυτές οι κλιματικές αλλαγές λειτούργησαν προοδευτικά αντίστροφα εξασθενώντας τελικά την αυτοκρατορία.

Το κλιματικό «παράθυρο»

Bataille entre Mongols & Chinois. Battle between Mongols & Chinese (1211). Jami' al-tawarikh, Rashid al-Din. Bibliothèque nationale de France. Département des Manuscrits. Division orientale. Supplément persan 1113, fol. 49. Απότομες κλιματικές αλλαγές ίσως έπαιξαν κρίσιμο ρόλο στην επικράτηση των Μογγόλων στην Ευρασία.

Ερευνητές στις ΗΠΑ μιλάνε για ένα «παράθυρο» κλιματικής αλλαγής, όταν για μερικές δεκαετίες ανέβηκε απότομα η θερμοκρασία στην Ασία σε βαθμό που δεν είχε συμβεί τα προηγούμενα 1.000 χρόνια. Χάρη σε αυτόν τον πιο ζεστό, υγρό και ήπιο καιρό, μπόρεσε ο Τζένγκις Χαν να επεκτείνει την επικράτειά του από την Κίνα έως την ανατολική Ευρώπη, δημιουργώντας την μεγαλύτερη χερσαία αυτοκρατορία που έχει υπάρξει ποτέ.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον ειδικό στη δενδροχρονολόγηση Νιλ Πέντερσον του Παρατηρητηρίου Γεωεπιστημών Λαμόντ - Ντόχερτι του Πανεπιστημίου Κολούμπια της Νέας Υόρκης και τη συνάδελφό του Έιμι Χεσλ του Πανεπιστημίου της Δυτικής Βιρτζίνια, μελέτησαν κορμούς πεύκων στην κεντρική Μογγολία, που χρονολογούνταν από το 650 π.Χ έως το 2011.

Η ανάλυση έδειξε ότι η άνοδος του Τζένγκις Χαν στην εξουσία και οι κατοπινές απανωτές κατακτήσεις του συνέπεσαν ακριβώς με μια περίοδο ανόδου της θερμοκρασίας και ασυνήθιστα έντονων βροχοπτώσεων, που κράτησαν περίπου δύο δεκαετίες και μετέτρεψαν τους ξερούς και κρύους βοσκότοπους των ασιατικών στεπών σε ένα πολύ πιο εύφορο και ζεστό μέρος. Αυτό έθρεψε το χορτάρι και βοήθησε τα πολεμικά άλογα και τις νομαδικές στρατιές των Μογγόλων πολεμιστών να φθάσουν ως την Κίνα, την Κορέα, το Αφγανιστάν, το Ιράν, την Μέση Ανατολή, τη Ρωσία και την Ουγγαρία.

Οι δακτύλιοι

Rings are clearly visible in well-preserved tree specimens. Taken back to the lab, polished, and inspected under a microscope, they can be dated to the year. (Kevin Krajick / Earth Institute)

Η μελέτη των δακτυλίων στους κορμούς των δένδρων (που αποκαλύπτουν την ταχύτητα ανάπτυξής τους ανάλογα με τις κλιματολογικές συνθήκες) δείχνει ότι μεταξύ 1180 - 1190, λίγο προτού έλθει στην εξουσία ο Τζένγκις Χαν, υπήρξε μια περίοδος έντονης ξηρασίας και κρύου, η οποία πιθανότατα πυροδότησε εσωτερικές εντάσεις στα μογγολικά εδάφη, γεγονός που συνέβαλε στη γρήγορη αναρρίχησή του στη θέση του ηγεμόνα, ενώνοντας μέσα σε λίγα χρόνια τις έως τότε διάσπαρτες φυλές που φιλονικούσαν μεταξύ τους.

Αμέσως μετά, μεταξύ των ετών 1211 - 1225, υπήρξε μια περίοδος ήπιου καιρού και πολλών βροχών, η οποία συνέπεσε με τη ραγδαία επέκταση της μογγολικής επικράτειας. Εν καιρώ όμως, το κλίμα έγινε ξανά ξηρό και κρύο, πράγμα που οδήγησε σε νέες ξηρασίες και μικρή παραγωγικότητα του εδάφους, εξέλιξη η οποία πιθανώς συνέβαλε στο να εξασθενήσει εκ των έσω η αχανής μογγολική αυτοκρατορία.

«Η μετάβαση από την ακραία ξηρασία στη ακραία υγρασία υποδηλώνει έντονα ότι το κλίμα έπαιξε ρόλο στις ανθρώπινες υποθέσεις. Δεν ήταν ο μοναδικός παράγοντας, αλλά πρέπει να δημιούργησε ιδανικές συνθήκες, ώστε ένας χαρισματικός ηγέτης να αναδυθεί από το χάος, να δημιουργήσει ένα στρατό και να συγκεντρώσει τόση εξουσία. Η ασυνήθιστη υγρασία δημιούργησε ασυνήθιστη παραγωγικότητα στα φυτά και αυτό μεταφράστηκε σε δύναμη των αλόγων. Ο Τζένγκις Χαν κυριολεκτικά κατάφερε να καβαλήσει αυτό το "κύμα"», δήλωσε η δρ Χεσλ.

Lush grasslands helped Genghis Khan fuel his armies in their conquest of Asia and parts of Europe. Photograph: North Wind Picture Archives /Alamy

«Πριν ανακαλυφθούν τα ορυκτά καύσιμα, το χορτάρι και η εξυπνάδα ήσαν τα «καύσιμα» για τους Μογγόλους και τους πολιτισμούς τους», πρόσθεσε ο Νιλ Πέντερσεν. Κάθε μογγόλος ιππέας είχε μαζί του κατά τις εκστρατείες έως πέντε άλογα, τόσο ως μεταφορικά μέσα, όσο και για τη διατροφή του με το κρέας τους. Πέρα όμως από τα πολύτιμα άλογα, σύμφωνα με τους ερευνητές, το ήπιο κλιματικό «παράθυρο» βοήθησε στον πολλαπλασιασμό άλλων χρήσιμων ζώων για τις νομαδικές φυλές, όπως καμηλών, γιακ, βοοειδών, προβάτων κ.α. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «PNAS».

Ιστορικά δεδομένα

Με ερυθρό χρώμα σημειώνεται η αχανής αυτοκρατορία των Μογγόλων που ξεκινούσε από τη κορεατική χερσόνησο και κατέληγε στην κεντρική Ευρώπη. All significant conquests and movements of Genghis Khan and his generals during his lifetime.

Ο Τζένγκις Χαν πέθανε το 1227, αλλά οι γιοί και τα εγγόνια του συνέχισαν τις κατακτήσεις τους, ώσπου τελικά η αυτοκρατορία τους άρχισε να αποσυντίθεται. Οι τελευταίοι απόγονοί του κυβερνούσαν περιοχές της κεντρικής Ασίας έως τη δεκαετία του 1920.

Άλλες μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι η κλιματική αλλαγή μπορεί να αλλάξει το ρου της ιστορίας, με πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα την εξαφάνιση του πολιτισμού των Μάγια στην κεντρική Αμερική και την πτώση της Ρωμαϊκής αυτοκρατορίας.

Ταχύτητα ρεκόρ για αστρικό σμήνος με φορά προς το Γαλαξία. Found: The Fastest-Approaching Object in the Universe

GARGANTUAN GALAXY: M87's central black hole may be shooting out more than just the blue jet seen here.  Hubble Space Telescope. NASA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Τα περισσότερα αντικείμενα στο Σύμπαν που βρίσκονται εκτός του Γαλαξία, απομακρύνονται από εμάς καθώς το Σύμπαν διαστέλλεται. Εξαιρέσεις στον κανόνα αυτό αποτελούν αντικείμενα στην κοντινή περιοχή μας, όπου μία Τοπική Ομάδα 75 γαλαξιών συμπεριλαμβανομένου του δικού μας «αντιτίθεται» στη διαστολή εξαιτίας των βαρυτικών έλξεων.

Ο γειτονικός γαλαξίας της Ανδρομέδας για παράδειγμα, πλησιάζει το δικό μας με την ταχύτητα των 300 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, ενώ το αντικείμενο που μέχρι πρότινος κατείχε το ρεκόρ ταχύτητας προς τα εμάς, ήταν ένα άστρο στην Ανδρομέδα με ταχύτητα 780 χλμ/δευτερόλεπτο.

Όταν ένα αντικείμενο κινείται σε σχέση με έναν παρατηρητή, επηρεάζεται και η συχνότητα της ακτινοβολίας του μέσω του φαινομένου Ντόπλερ: τα αντικείμενα που μας πλησιάζουν φαίνονται πως εκπέμπουν φως με μεγαλύτερη συχνότητα, ενώ το αντίθετο συμβαίνει για εκείνα που απομακρύνονται.

Το ίδιο φαινόμενο συμβαίνει κατ’ αντιστοιχία και με τη συχνότητα της σειρήνας ενός οχήματος που κινείται ως προς εμάς: όταν μας πλησιάζει ο ήχος «συμπυκνώνεται» και μας φαίνεται πιο οξύς, και καθώς μας προσπερνάει το μήκος κύματος αυξάνεται, ενώ στην πραγματικότητα η σειρήνα δεν έχει μεταβάλλει τη συχνότητά της.

Καθώς το μπλε χρώμα έχει μεγαλύτερη συχνότητα από το ερυθρό στο φάσμα του ορατού φωτός, όταν μας πλησιάζει ένα αντικείμενο λέμε πως είναι μετατοπισμένο προς το μπλε, ενώ αντίθετα μιλάμε για ερυθρή μετατόπιση.

Η μπλε μετατόπιση είναι πολύ σπάνια για αντικείμενα εκτός της Τοπικής Ομάδας γαλαξιών στην οποία ανήκουμε. Παρόλα αυτά, ερευνητές του πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, κατέγραψαν ένα αστρικό σμήνος που μας πλησιάζει με την ταχύτητα ρεκόρ των 1.026 χλμ/δευτερόλεπτο. Αν και οι αστρονόμοι είχαν καταγράψει ακόμη μεγαλύτερες ταχύτητες στο παρελθόν, δεν επρόκειτο ποτέ για ολόκληρο άστρο, πόσο μάλλον για αστρικό σμήνος.

The Virgo Cluster showing the diffuse light between the galaxies belonging to the cluster. Messier 87 is to lower left. Image credit: Chris Mihos (Case Western Reserve University)/ESO

Η ερευνητική ομάδα είχε εστιάσει στον ελλειπτικό γαλαξία Μ87, στο κέντρο του σμήνους της Παρθένου, 54 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Αντίθετα με την Τοπική Ομάδα στην οποία βρίσκονται μόνο δύο μεγάλοι γαλαξίες (ο δικός μας και η Ανδρομέδα), το σμήνος της Παρθένου φιλοξενεί δεκάδες μεγάλους γαλαξίες.

In this Chandra X-ray Observatory image, cold matter from the Virgo cluster falls toward the core of M87, where it's met by the relativistic jet, producing shock waves in the galaxy's interstellar medium. Image Credits: X-ray: NASA/CXC/KIPAC/N. Werner et al Radio: NSF/NRAO/AUI/W. Cotton

Το ενδιαφέρον με τον Μ87 είναι πως περιέχει ένα μεγάλο αριθμό από σφαιρωτά σμήνη, πυκνές συγκεντρώσεις άστρων δηλαδή με σφαιρικό σχήμα που περιφέρονται γύρω από το γαλαξιακό κέντρο, και στο κέντρο του βρίσκεται μία γιγάντια μαύρη τρύπα, χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή που κατοικεί στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Ήδη από το 2005 ήταν γνωστό πως οι μαύρες τρύπες μπορούν να επιταχύνουν αστέρια: για παράδειγμα σε ένα ζεύγος αστέρων, όταν ένα από τα δύο αιχμαλωτιστεί από τη μαύρη τρύπα και πέσει εντός της, το άλλο αστέρι αναγκάζεται από τη διατήρηση της ενέργειας να εκσφενδονιστεί προς τα έξω.

Για να επιταχυνθεί ολόκληρο το αστρικό σμήνος οι επιστήμονες υποψιάζονται πως κάποτε η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Μ87 ήταν ένα ζεύγος από δύο μικρότερες, και ήταν ο συνδυασμός τους που επιτάχυνε το σμήνος με κατεύθυνση προς τα εμάς.

Για να επιβεβαιώσουν ωστόσο τη θεωρία τους, θα χρειαστούν περισσότερες μετρήσεις στο μέλλον, και τη διευκρίνιση περισσότερων μεγεθών. Μέχρι τότε δε χρειάζεται ασφαλώς να ανησυχήσει κανείς για το αστρικό σμήνος που μας πλησιάζει, αφού αφενός βρίσκεται πολύ μακριά από το Γαλαξία και αφετέρου οι εγκάρσιες ταχύτητες θα το στρίψουν εντέλει προς άλλη κατεύθυνση, στο διαγαλαξιακό κενό. Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό the Astrophysical Journal Letters.

Έκτωρ Κακναβάτος, Η φυλή μου εμένα με το ανέφικτο

Ρενέ Μαγκρίτ, Ανάμνηση, ελαιογραφία, 1938. Χιούστον, Menil Foundation

Η φυλή μου εμένα με το ανέφικτο

Ο στόμφος εκούρασε· σύμφωνοι.

Το θάμπος δυνάστεψε, του λόγου,

ως την παραμόρφωση·

και πάλι σύμφωνοι.

Pablo Picasso, Les Noces de Pierrette, 1905

Άσχετο που με του αστούς μακάρια πια

παρακμάζει· σωστά.

Λένε σε τόνο χαμηλό εξομολόγησης

–συγγνώμη· ποιός τάχα δεν πρέπει ν’ ακούει τώρα;

Μη διακόπτεις· λοιπόν είπαμε σε τόνο χαμηλό

για τη βαθιά πληγή να λέμε,

αν πρέπει σώνει και καλά να λες για δαύτην,

κι ας είναι άβυσσο

κι ας είναι από σκοτάδι πιο άρρητη.

Χα…

Vincent van Gogh, Skull, 1887/88

Μα η φυλή μου εμένα

που νύχτα μονομαχεί και μέρα με το ανέφικτο;

και που ανηφορίζει;

Κι ακόμα του κρανίου τόπο ανήφορο κι ακόμα;

Σε τόνο χαμηλό τί θ’ ακουστεί;

Ποιός τάχα δεν πρέπει ν’ ακούει τώρα;

Jean-Michel Basquiat, Fallen Angel, 1981

Αφήνω που, αυτό μας έλλειπε,

θ’ ακούγεται ωσάν ευχαριστώ

στον εξοχότατο κανάγια.

(1968)

Από την ποιητική συλλογή «Διήγηση».

Από το βιβλίο: Έκτωρ Κακναβάτος, «Ποιήματα 1943-1987», Εκδόσεις Άγρα, Αθήνα 2010, σελ. 144-145.

Ο Έκτωρ Κακναβάτος (λογοτεχνικό ψευδώνυμο του Γιώργου Κοντογιώργη) γεννήθηκε στον Πειραιά. Σπούδασε μαθηματικά στο πανεπιστήμιο Αθηνών (1937-1941) και εργάστηκε ως καθηγητής στην ιδιωτική εκπαίδευση. Διετέλεσε σύμβουλος στο Υπουργείο Παιδείας και αντιπρόεδρος του Διοικητικού Συμβουλίου της Εταιρείας Συγγραφέων. Την πρώτη του εμφάνιση στο χώρο της λογοτεχνίας πραγματοποίησε το 1943 με την έκδοση της πρώτης του ποιητικής συλλογής που είχε τίτλο Fuga. Τιμήθηκε με το Β΄ Κρατικό Βραβείο ποίησης (1983 για τη συλλογή του In Perpetuum). Ο Έκτωρ Κακναβάτος τοποθετείται στην πρώτη μεταπολεμική γενιά των ελλήνων ποιητών. Το έργο του κινείται στα άκρα του υπερρεαλισμού με έντονη επεξεργασία της ηχητικής διάστασης του λόγου και αμείωτη ορμητικότητα που αγγίζει συχνά τα όρια της επιθετικότητας.

Ektor Kaknavatos is the pen name of Greek poet and essayist Yorgis Kontoyorgis (Γιώργος Κοντογιώργης; 1920 – 9 November 2010), who was born in Piraeus, Greece. Between 1937 and 1941 he studied mathematics in Athens. After World War II he worked as a teacher of mathematics and then as a civil servant in the Ministry of education. He appeared for the first time with the collection Fuga in 1943. After 18 years of silence, in 1961, he circulated in a small circle of friends the collection Diaspora (Dissemination). A pure surrealist, he experiences poetically-revolutionary the paradox of his Greek fate.

Ρομποτικό αερόπλοιο για τους ουρανούς της Αφροδίτης. Incredible Technology: Inflatable Aircraft Could Cruise Venus Skies

Καλλιτεχνική άποψη της πτήσης του αερόπλοιου VAMP στον ουρανό του δορυφόρου του Κρόνου Τιτάνα. Artist's concept of an inflatable airship cruising through the skies of Saturn's huge moon Titan. Aerospace firms Northrop Grumman and L'Garde have been developing a Venus-specific version of this vehicle called VAMP (short for Venus Atmospheric Maneuverable Platform). Credit: Northrop-Grumman

Πάνω στο concept ενός μη μεγάλου μη επανδρωμένου αεροπλοίου, που θα μπορεί να περιπλανιέται στους ουρανούς της Αφροδίτης για διάστημα μέχρι ενός έτους εργάζονται μηχανικοί της Northrop Grumman και της L’Garde. Σύμφωνα με το space.com, το Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP) θα μπορεί να μένει εν πτήσει για μεγάλα χρονικά διαστήματα, συνδυάζοντας τις τεχνολογίες αεροπλάνων και αεροπλοίων και συλλέγοντας πληροφορίες για την Αφροδίτη και την ατμόσφαιρά της.

Το VAMP θα είναι ένα μεγάλο, αλλά ταυτόχρονο ελαφρύ φουσκωτό αεροσκάφος, με άνοιγμα φτερών 46 μέτρων. Στο σχέδιο μίας πιθανής αποστολής του περιλαμβάνεται η μεταφορά του σε τροχιά με διαστημόπλοιο και στη συνέχεια η ανάπτυξη και το φούσκωμά του ενώ είναι ακόμα συνδεδεμένο με το «μητρικό σκάφος». Στη συνέχεια, το σκάφος θα απελευθερωθεί και θα εισέλθει ομαλά στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, χωρίς να απαιτείται πολύς προστατευτικός εξοπλισμός.

VAMP released from Venus orbiting spacecraft and inflating exoatmospherically for benign entry. View a Caltech presentation on VAMP (pdf).

Το σκάφος θα πετά σε ύψος 55-70 χιλιομέτρων, χρησιμοποιώντας ηλιακούς κινητήρες την ημέρα και αιωρούμενο σε χαμηλότερα ύψη μετά τη δύση του Ηλίου. Το φορτίου του θα μπορεί να κυμαίνεται από 20 έως 200 κιλά, ανάλογα με το ύψος στο οποίο επιδιώκεται να ίπταται. Τα δεδομένα που συλλέγονται θα μεταδίδονται στο «μητρικό σκάφος», σε τροχιά γύρω από την Αφροδίτη, βοηθώντας τον επιστημονικό κόσμο να κατανοήσει πώς ο πλανήτης μετατράπηκε από έναν πιθανώς ικανό να υποστηρίξει ζωή πριν δισεκατομμύρια χρόνια κόσμο, στην υψηλότατων θερμοκρασιών «κόλαση» που είναι σήμερα.

Το VAMP θα μπορούσε να εξερευνήσει και κάποιους άλλους πλανήτες ή δορυφόρους, όπως για παράδειγμα τον δορυφόρο του Κρόνου Τιτάνα, του οποίου η ατμόσφαιρα είναι πλούσια σε άζωτο και στην επιφάνειά του βρίσκονται λίμνες υγρού μεθανίου και αιθανίου.

Ζεόλιθος: Η πέτρα που «βράζει». Zeolite: The stone that "boils"

In 1756, Cronstedt made an astonishing dicovery: while heating a sample of the mineral stilbite, it became covered in bubbles at around 150 °C, as if the stone were boiling. Hence the name given to this mineral: "zeolite", from the Greek zeo (to boil) and lithos (stone).

Καθαρίζει το νερό, βελτιώνει τα τρόφιμα, τα χωράφια και τη βενζίνη, ενισχύει τα απορρυπαντικά. Δεν είναι κάποια μαγική ουσία, είναι ο ζεόλιθος, ένα ορυκτό που υπάρχει σε μεγάλες ποσότητες και στην Ελλάδα.

Η πέτρα που «βράζει»

Οι εσωτερικές κοιλότητες των ζεολίθων είναι αυτές που τους χαρίζουν τις ξεχωριστές τους ιδιότητες . In 1930, Taylor and Pauling used X-ray diffraction to study the first zeolite crystals and revealed that, at an atomic level, these minerals are made up of a nano-porous matrix. Stilbite is a sodium calcium aluminium silicate that can hydrate or dehydrate in a reversible manner, according to the temperature. Water is trapped within the cavities of the structure.

Η πρώτη παρατήρηση μιας «πέτρας» που κατά τη θέρμανση «έβραζε» παράγοντας υδρατμούς έγινε το 1756 από τον σουηδό ορυκτολόγο Axel Cronstedt, στον οποίο οφείλεται και η ταιριαστή αρχαιοπρεπής ονομασία ζεόλιθος (η πέτρα που βράζει). Από τότε αρκετά παρόμοια ορυκτά βρέθηκαν σε ηφαιστειογενείς περιοχές, σε μεγάλη ποικιλία χρωμάτων και σχημάτων. 

Η δημιουργία τους αποδίδεται στην αντίδραση ενός αργιλοπυριτικού πετρώματος, του οψιδιανού, με το θαλασσινό νερό, σε θερμοκρασία γύρω στους 50 ^οC. Πρόκειται για μια βραδεία διαδικασία που για να ολοκληρωθεί απαιτούνται πολλά χρόνια, από 50 ως 50.000. 

Για καιρό οι ζεόλιθοι αποτελούσαν μια αξιοπερίεργη οικογένεια ορυκτών χωρίς καμία προφανή χρησιμότητα. Έπρεπε να περάσουν πάνω από δύο αιώνες από την ανακάλυψή τους ώσπου να αρχίσει η συστηματική μελέτη των ιδιοτήτων τους και η αξιοποίησή τους σε μια πληθώρα εφαρμογών.

The microporous molecular structure of a zeolite, ZSM-5.

Η δομική μονάδα των ζεόλιθων είναι ένα περιοδικό πλέγμα ατόμων πυριτίου που περιβάλλονται από τέσσερα άτομα οξυγόνου έτσι ώστε να σχηματίζονται τετράεδρα όπως στην καθαρή μορφή του διοξειδίου του πυριτίου, τον χαλαζία. Η διαφορά είναι ότι στους ζεόλιθους μερικά άτομα πυριτίου έχουν αντικατασταθεί από άτομα αλουμινίου, τα οποία έχουν ένα ηλεκτρόνιο λιγότερο από το πυρίτιο. Για να διατηρηθεί λοιπόν η δομή των τετραέδρων χρειάζεται ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο. Το ηλεκτρόνιο αυτό το συνεισφέρει ένα άτομο νατρίου, το οποίο έτσι καθίσταται θετικά φορτισμένο και «εγκαθίσταται» μέσα στο αρχικό πλέγμα. Τα παραλλαγμένα έτσι τετράεδρα των ζεόλιθων διευθετούνται με ποικίλους τρόπους σε κυκλικές διατάξεις σχηματίζοντας κοιλότητες (πόρους) σε μια ποικιλία διαμέτρων και γεωμετρίας. Στις κοιλότητες αυτές παγιδεύονται ένα ή περισσότερα μόρια νερού, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται ένυδρα μόρια, όπου το νερό δεν βρίσκεται σε συγκεκριμένη αναλογία. Λόγω της πορώδους δομής τους οι ζεόλιθοι μοιάζουν με σφουγγάρια αλλά έχουν μηχανική αντοχή και σκληρότητα ανόργανων υλικών. Θα έλεγε κανείς ότι μοιάζουν με ελαφρόπετρα, μόνο που οι κοιλότητες του ζεόλιθου είναι χιλιάδες φορές μικρότερες από τις κοιλότητες της ελαφρόπετρας.

«Παγίδα» ανεπιθύμητων μορίων

Οι ζεόλιθοι αποκαλούνται και «μοριακά κόσκινα» επειδή μέσω αυτών μπορούμε να «κοσκινίσουμε ανάποδα» ένα μείγμα μορίων: τα μικρότερα μόρια συγκρατούνται στις κοιλότητες των ζεόλιθων, ενώ τα μεγαλύτερα διέρχονται ελεύθερα.

Έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθούν ως αφυγραντικά μέσα για την απομάκρυνση της υγρασίας π.χ. από το φυσικό αέριο. Επίσης συγκρατούν διάφορες αέριες ουσίες από βιομηχανικά απόβλητα δρώντας σαν αποσμητικά φίλτρα. Επειδή μάλιστα είναι τελείως αβλαβείς, προστίθενται σε ζωοτροφές για να δεσμεύουν τοξικές ουσίες μικρής μοριακής μάζας.

Οι ζεόλιθοι χρησιμοποιούνται και στα ενυδρεία για τη συγκράτηση της αμμωνίας που παράγουν τα ψάρια.

Οι ζεόλιθοι διατηρούν την ικανότητα δέσμευσης μικρών μορίων ακόμη και μέσα στο νερό. Γι' αυτό τοποθετούνται στα ενυδρεία για να συγκρατούν την αμμωνία που παράγεται από τον μεταβολισμό των ψαριών. Η ευκολία εισόδου ουσιών συνοδεύεται και από σχετική ευκολία εξόδου, με θέρμανση ή μεταβολή της πίεσης, οπότε οι ζεόλιθοι «αδειάζουν» και μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν.

Ελληνικός Ζεόλιθος. Ο ελληνικός φυσικός ζεόλιθος έχει την ικανότητα δέσμευσης βακτηρίων, αερίων, ανόργανων, οργανικών και οργανομεταλλικών ενώσεων, ρυθμίζει προς το ουδέτερο το ph των υδάτων και εμπλουτίζει τα ύδατα με οξυγόνο. Η ορυκτολογική σύσταση και οι φυσικοχημικές ιδιότητες καθιστούν τον ελληνικό φυσικό ζεόλιθο το καταλληλότερο υλικό για πολυάριθμες και πολύμορφες περιβαλλοντικές, βιομηχανικές, κτηνοτροφικές και αγροτικές εφαρμογές.

Ο ζεόλιθος με τις καλύτερες ιδιότητες είναι ο κλινοπτιλόλιθος ή ευλανδίτης, που δεσμεύει βακτήρια, μύκητες, αέρια, ανόργανες, οργανικές και οργανομεταλλικές ενώσεις και ρυθμίζει προς το ουδέτερο τα όξινα και αλκαλικά εδάφη. Στην Ελλάδα υπάρχει κλινοπτιλόλιθος πολύ καλής ποιότητας και σε μεγάλες ποσότητες στον Νομό 'Εβρου.

Πολύτιμοι στη βιομηχανία

Η κατεργασία με ζεόλιθο μετατρέπει τα κόκκινα απόβλητα ενός βαφείου (αριστερά) σε διαυγές νερό (δεξιά) και έγχρωμη αδρανή λάσπη (κέντρο). Φωτογραφία: ΑΠΘ

Οι εφαρμογές των ζεόλιθων στηρίζονται στην ιδιότητά τους να ευνοούν ορισμένες χημικές αντιδράσεις (δράση που ονομάζεται κατάλυση) και στην ιδιότητά τους να κατακρατούν επιλεκτικά ορισμένα μόρια (δράση που ονομάζεται προσρόφηση). Η κυριότερη χρήση των ζεόλιθων είναι στη βιομηχανία των καυσίμων και των απορρυπαντικών. Στη βιομηχανία των καυσίμων εκμεταλλευόμαστε τις καταλυτικές ιδιότητες των ζεόλιθων για να παρασκευάσουμε βενζίνη από ορυκτέλαια, με μια διαδικασία που ονομάζεται cracking, καθώς και για να παρασκευάσουμε βενζίνη υψηλού βαθμού οκτανίου από βενζίνη χαμηλού βαθμού οκτανίου. Στη βιομηχανία των απορρυπαντικών, όπου καταναλίσκονται και οι μεγαλύτερες ποσότητες ζεόλιθων, εκμεταλλευόμαστε την ιδιότητά τους να προσροφούν ιόντα ασβεστίου αποδίδοντας ιόντα νατρίου, με αποτέλεσμα να αποσκληρύνεται το νερό του πλυσίματος. Παλαιότερα τον ρόλο αυτόν έπαιζαν τα φωσφορικά άλατα, τα οποία όμως στη συνέχεια κατέληγαν στη θάλασσα ρυπαίνοντας το περιβάλλον, καθώς δημιουργούσαν συνθήκες ευτροφισμού, δηλαδή υπέρμετρης ανάπτυξης μικροσκοπικών φυτικών οργανισμών λόγω της υψηλής περιεκτικότητας του νερού σε θρεπτικά συστατικά. Οι ζεόλιθοι δεν δημιουργούν τέτοιου είδους προβλήματα.

Άλλες χρήσεις των ζεόλιθων είναι στην κατασκευή καταλυτών αυτοκινήτων, όπου συντελούν στην κατακράτηση και εξουδετέρωση του νιτρικού οξειδίου (ΝΟ), και στην παραγωγή οξυγόνου για ιατρική χρήση μέσω της επιλεκτικής προσρόφησης του αζώτου της ατμόσφαιρας. Τέλος, έχουν παρασκευαστεί συνθετικά ζεόλιθοι με εξειδικευμένες ιδιότητες, όπως π.χ. ένας τεχνητός ζεόλιθος με μορφή μεμβράνης, ο οποίος «παγιδεύει» το διοξείδιο του άνθρακα από τα καυσαέρια θερμικών μονάδων παραγωγής ενέργειας. Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγεται η έκλυση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και η συνεπαγόμενη ενίσχυση του φαινομένου του θερμοκηπίου.

Χρήσεις στη γεωργία και την κατεργασία λυμάτων

Το δεντρολίβανο στη γλάστρα με τον ζεόλιθο (αριστερά) αναπτύσσεται πολύ καλύτερα από ό,τι αυτό στο απλό χώμα (δεξιά).

Οι προσροφητικές ιδιότητες των ζεόλιθων βρίσκουν ακόμη εφαρμογές στη γεωργία, όπου χρησιμοποιούνται ως βελτιωτικά του εδάφους, επειδή συγκρατούν τα θρεπτικά συστατικά των φυτών, ιδιαιτέρως την αμμωνία και το κάλιο. Έτσι αυτά δεν παρασύρονται από τα νερά των βροχών, με αποτέλεσμα τη μείωση της χρήσης λιπασμάτων και την αύξηση της παραγωγής. Επιπροσθέτως, γίνεται οικονομία στην άρδευση, αφού τα ριζικά τριχίδια  είναι σε θέση να αντλήσουν το νερό από το εσωτερικό των ζεόλιθων, η προσθήκη των οποίων γίνεται μία μόνο φορά, εφόσον δεν είναι αναλώσιμοι.

Τέλος, αξιοσημείωτη είναι η προτεινόμενη χρήση των ζεόλιθων στην κατεργασία των βιομηχανικών υγρών αποβλήτων, καθώς και των αστικών λυμάτων. Σε αυτές τις εφαρμογές εκμεταλλευόμαστε τις ισχυρές προσροφητικές ιδιότητες των ζεόλιθων για τη δέσμευση των ρυπαντών και την εν συνεχεία ασφαλή εναπόθεσή τους με την παράλληλη παραγωγή καθαρού νερού. Στον τομέα αυτόν σημαντικά αποτελέσματα έχει να επιδείξει η ερευνητική ομάδα του Εργαστηρίου Γεωχημείας του Τμήματος Γεωλογίας του ΑΠΘ, με επικεφαλής τον καθηγητή Ανέστη Φιλιππίδη. Στα πειράματα της ομάδας χρησιμοποιήθηκε ελληνικός ζεόλιθος από τα εκτενή κοιτάσματα του Έβρου.

Πηγή: ΤΟ ΒΗΜΑ

Zéolithe: Articles & Analyses:
http://www.lygeros.org/section.php?name=Zeolithe

Κανένα ίχνος του «Πλανήτη Χ». NASA's WISE Survey Finds Thousands of New Stars, But No 'Planet X'

A nearby star stands out in red in this image from the Second Generation Digitized Sky Survey. Image credit: DSS/NASA/JPL-Caltech

Οι θεωρίες που θέλουν έναν άγνωστο ως σήμερα πλανήτη να κρύβεται στις παρυφές του Ηλιακού Συστήματος δείχνουν να διαψεύδονται οριστικά από έρευνα της NASA που εξέτασε ολόκληρο τον ουρανό.

Το κοσμικό θρίλερ

Δεν εντοπίστηκαν τα ίχνη του πλανήτη Χ. Where's Planet X? NASA Space Telescope Discovers Thousands of New Stars, But No 'Nemesis'. The hypothetical planet - four times the size of Earth - will float beyond Neptune and Pluto and cause disturbances in the Kuiper belt of asteroids. Credit: NASA

Η υπόθεση του λεγόμενου «Πλανήτη Χ» χρονολογείται στις αρχές του 20ού αιώνα, όταν ο αμερικανός αστρονόμος Πέρσιβαλ Λόουελ πρότεινε την ύπαρξη ενός τέτοιου σώματος προκειμένου να εξηγήσει κάποια δυσεξήγητα χαρακτηριστικά της τροχιάς του πλανήτη Ουρανού.

Όταν ανακαλύφθηκε ο Πλούτωνας το 1930, πολλοί αστρονόμοι έσπευσαν να πανηγυρίσουν για την ανακάλυψη του περίφημου Πλανήτη Χ. Οι πανηγυρισμοί όμως ήταν πρόωροι, αφού ο Πλούτωνας διαπιστώθηκε τελικά ότι δεν είχε αρκετά μεγάλη μάζα για να εξηγεί τις τροχιακές ανωμαλίες των εξώτερων πλανητών. Σήμερα, οι περισσότεροι αστρονόμοι δεν πιστεύουν στην ιδέα ενός άγνωστου πλανήτη στο Ηλιακό Σύστημα, αν και η υπόθεση του Λόουελ παραμένει θεωρητικά ανοιχτή.

Η μελέτη

Data from NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer, or WISE, has found no evidence for a hypothesized body sometimes referred to as "Planet X."  NASA's WISE telescope can spot objects such as massive planets and dim brown dwarfs in the infrared. However, no Saturn-sized objects were found out to 10,000 AUs, while no Jupiter-sized or larger objects were spotted out to 26,000 AUs, the region of the Oort Cloud. Image credit: Penn State University

Η τελευταία μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal», βασίστηκε σε δεδομένα από το υπέρυθρο διαστημικό τηλεσκόπιο WISE της NASA, το οποίο σάρωσε δύο φορές ολόκληρο τον ουρανό το διάστημα 2010-2011, με διάστημα έξι μηνών ανάμεσα στις σαρώσεις.

Οι ερευνητές εξέτασαν τα 750 εκατομμύρια αντικείμενα που είχε παρατηρήσει το τηλεσκόπιο -άστρα, γαλαξίες, αστεροειδείς κλπ- και αναζήτησαν αντικείμενα που είχαν μετακινηθεί από την πρώτη σάρωση μέχρι τη δεύτερη, ένδειξη ότι βρίσκονται σχετικά κοντά στη Γη.

Η μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι δεν υπάρχει αντικείμενο στο μέγεθος του Κρόνου ή μεγαλύτερο σε απόσταση μέχρι 10.000 αστρονομικές μονάδες. Μία αστρονομική μονάδα (AU) ισούται με τη μέση απόσταση Γης-Ήλιου, περίπου 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Ο Πλούτωνας βρίσκεται σε απόσταση περίπου 40 AU από τον Ήλιο.

Οι ερευνητές μπόρεσαν επιπλέον να αποκλείσουν μια δεύτερη, παρεμφερή θεωρία, σύμφωνα με την οποία ο Ήλιος έχει ένα συνοδό άστρο το οποίο όμως βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση και με κάποιο τρόπο παραμένει άγνωστο ως σήμερα.

Η θεωρία

The third closest star system to the sun, called WISE J104915.57-531906, is at the center of the larger image, which was taken by NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Image credit: NASA/JPL/Gemini Observatory/AURA/NSF

Η θεωρία, η οποία έχει πλέον ελάχιστους υποστηρικτές, προτάθηκε για να εξηγήσει την υποτιθέμενη περιοδικότητα των βομβαρδισμών της Γης από αστεροειδείς. Το συνοδό άστρο υποτίθεται ότι πλησιάζει περιοδικά τον Ήλιο και διαταράσσει τις τροχιές των αστεροειδών, στέλνοντας ορισμένους προς τη Γη.

Τέτοιο συνοδό άστρο ή συνοδός καφέ νάνος δεν εμφανίστηκε στα δεδομένα του WISΕ. «Το εξώτερο Ηλιακό Σύστημα πιθανότατα δεν περιέχει έναν γιγάντιο αέριο πλανήτη ή ένα μικρό, συνοδό άστρο» είναι το συμπέρασμα της μελέτης σύμφωνα με τον συντάκτη της, τον Κέβιν Λούμαν του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια.

Είναι ένα πειστικό συμπέρασμα, δεδομένου ότι η αποστολή WISΕ πράγματι ανακάλυψε άγνωστα ως σήμερα που βρίσκονται σε σχετικά μικρές αποστάσεις.

Σε μια δεύτερη μελέτη που βασίστηκε στα δεδομένα του WISE, διαφορετική ερευνητική ομάδα ανακοινώνει την ανακάλυψη 3.525 άστρων και καφέ νάνων που βρίσκονται σε απόσταση μέχρι 500 έτη φωτός από τη Γη.

«Δεν γνωρίζαμε τη γειτονιά του Ήλιου τόσο καλά όσο θα φανταζόταν κανείς» σχολιάζει ο Νεντ Ράιτ, κύριος ερευνητής της αποστολής WISE.

Έπειτα από την ολοκλήρωση της πρωτεύουσας αποστολής του το 2011, το υπέρυθρο διαστημικό τηλεσκόπιο τέθηκε σε κατάσταση αναμονής. Το 2013 ξύπνησε και μετονομάστηκε NEOWISE προκειμένου να αναλάβει να βοηθήσει τη NASA στον εντοπισμό δυνητικά επικίνδυνων αστεροειδών.