Στο κέντρο του Γαλαξία, μια σκοτεινή καρδιά. Evidence for dark matter in the inner Milky Way

Μεγάλες ποσότητες ενός αόρατου υλικού κρύβεται στην καρδιά του «Μίλκι Ουέι». The rotation curve tracers used in the paper over a photo of the disc of the Milky Way as seen from the Southern Hemisphere. The tracers are colour-coded in blue or red according to their relative motion with respect to the Sun. The spherically symmetric blue halo illustrates the dark matter distribution. Credit: Serge Brunier

Η πιο λεπτομερής ανάλυση ως σήμερα επιβεβαιώνει ότι το κεντρικό τμήμα του Γαλαξία μας, το οποίο περιλαμβάνει και το Ηλιακό Σύστημα, πρέπει να βρίθει από σκοτεινή ύλη, αυτό το αόρατο, μυστηριώδες συστατικό που αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο μέρος της ύλης του Σύμπαντος.

Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης έγινε αντιληπτή τη δεκαετία του 1970, όταν οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι τα άστρα που βρίσκονται στην εξωτερική ζώνη των σπειροειδών γαλαξιών, μακριά από το κέντρο, κινούνται ταχύτερα από ό,τι θα έπρεπε.

Η μόνη εξήγηση είναι οι γαλαξίες περιβάλλονται από ένα στεφάνι σκοτεινής ύλης, η οποία επιδρά στην κίνηση των άστρων μέσω της βαρυτικής έλξης της. Το υλικό αυτό είναι ουσιαστικά αόρατο αφού δεν εκπέμπει και δεν απορροφά το φως.

Μέχρι σήμερα, όμως, παρέμενε ασαφές αν το ίδιο μυστηριώδες συστατικό υπάρχει και στα κέντρα των γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας «Μίλκι Ουέι».

Ο βασικός λόγος είναι ότι η θέση στην οποία βρίσκεται η Γη εμποδίζει την ακριβή εκτίμηση της ταχύτητας με την οποία περιστρέφονται τα άστρα γύρω από το γαλαξιακό κέντρο.

Τα τελευταία ευρήματα

Βρίθει από σκοτεινή ύλη αποκαλύπτουν οι τελευταίες παρατηρήσεις διεθνούς ομάδας ερευνητών. Measuring the rotation of gas and stars allows astronomers to effectively ‘weigh’ the host galaxy and find out its total mass.These measurements showed that the visible matter only accounts for a fraction of the total weight. Pictured is the most detailed computer simulation revealing dark matter density in the universe.

Στην τελευταία μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Physics», διεθνής ομάδα ερευνητών αναλύει όλα τα διαθέσιμα στοιχεία για τις ταχύτητες περιστροφής των άστρων στην κεντρική περιοχή του γαλαξία, και εξέτασαν πώς η ταχύτητα ποικίλει ανάλογα με την απόσταση κάθε άστρου από το κέντρο.

Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν τις καλύτερες διαθέσιμες εκτιμήσεις για το περιεχόμενο του Γαλαξία σε κανονική ύλη και υπολόγισαν ποιες θα ήταν οι ταχύτητες περιστροφής των άστρων αν δέχονταν τη βαρυτική επίδραση μόνο αυτής της κανονικής ύλης.

Η ανάλυση αποκάλυψε διαφορές ανάμεσα στις παρατηρούμενες και τις εκτιμώμενες ταχύτητες. «Η παρατηρούμενη περιστροφή δεν μπορεί να εξηγηθεί παρά μόνο εάν υπάρχουν μεγάλες ποσότητες σκοτεινής ύλης γύρω μας και ανάμεσα σε εμάς και το γαλαξιακό κέντρο» λέει ο Μιγκέλ Πάτο του Πανεπιστημίου της Στοκχόλμης, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Η μέθοδός μας», λέει, «θα επιτρέψει περαιτέρω αστρονομικές παρατηρήσεις για την μέτρηση της κατανομής της σκοτεινής ύλης στον Γαλαξία με πρωτοφανή ακρίβεια. Αυτό θα μας επιτρέψει να τελειοποιήσουμε τις γνώσεις μας για τη δομή και την εξέλιξη του Γαλαξία».

Όπως φαίνεται, οι αστρονόμοι έχουν πλέον μια καλή εικόνα για την κατανομή της σκοτεινής ύλης στο Σύμπαν και το ρόλο της στο σχηματισμό και τη συμπεριφορά των γαλαξιών.

Δεν έχουν όμως ιδέα, και μόνο υποθέσεις μπορούν να κάνουν, για τη σύσταση αυτού του μυστηριώδους υλικού, το οποίο εκτιμάται ότι υπάρχει στο Σύμπαν σε ποσότητες πενταπλάσιες από την κανονική ύλη. Ένα μεγάλο μέρος του Σύμπαντος παραμένει ουσιαστικά αγνοούμενο.

Γαλαξιακό χαμόγελο! The Hubble spotted this smiley face in space!

Κοσμικό φαινόμενο μετατρέπει δύο γαλαξίες σε... emoticon. In the centre of this image, taken with the NASA/ESA Hubble Space Telescope, is the galaxy cluster SDSS J1038+4849 — and it seems to be smiling. (NASA & ESA, acknowledgement to Judy Schmidt)

Το πρόγραμμα Hubble's Hidden Treasures επιτρέπει σε ερασιτέχνες αστρονόμους και γενικά τους απανταχού φίλους του Διαστήματος να... ψαχουλέψουν μέσα στο τεράστιο πλήθος των δεδομένων και καταγραφών του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble με στόχο να εντοπίσουν κάτι που πιθανώς ξέφυγε τα μάτια των επιστημόνων. H ερασιτέχνης αστρονόμος Τζούντι Σμιντ κοιτάζοντας εικόνες από το γαλαξιακό σμήνος SDSS J1038+4849 εντόπισε κάτι πραγματικά ιδιαίτερο.

Πρόκειται για ιδιαίτερα λαμπρούς γαλαξίες του σμήνους οι οποίοι μοιάζουν με τα χαμογελαστά προσωπάκια emoticon που χρησιμοποιούμε όταν γράφουμε κάποιο μήνυμα ή σχόλιο είτε σε υπολογιστή είτε στο κινητό τηλέφωνο. Οι γραμμές και τα τόξα μετατρέπουν τους γαλαξίες σε ένα χαμογελαστό πρόσωπο προκαλούνται από ένα κοσμικό φαινόμενο το οποίο εκμεταλλεύεται η μέθοδος του βαρυτικού φακού (ή μικροφακού) που αναπτύχθηκε πρόσφατα και έχει συμβάλει πολύ στη διαστημική εξερεύνηση τα τελευταία χρόνια.

Η τεχνική

What's large and blue and can wrap itself around an entire galaxy? A gravitational lens mirage. Pictured above, the gravity of a luminous red galaxy (LRG) has gravitationally distorted the light from a much more distant blue galaxy. More typically, such light bending results in two discernible images of the distant galaxy, but here the lens alignment is so precise that the background galaxy is distorted into a horseshoe -- a nearly complete ring. Since such a lensing effect was generally predicted in some detail by Albert Einstein over 70 years ago, rings like this are now known as Einstein Rings. Although LRG 3-757 was discovered in 2007 in data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), the image shown above is a follow-up observation taken with the Hubble Space Telescope's Wide Field Camera 3. Strong gravitational lenses like LRG 3-757 are more than oddities -- their multiple properties allow astronomers to determine the mass and dark matter content of the foreground galaxy lenses. Image Credit: ESA/Hubble & NASA

Η μέθοδος του βαρυτικού φακού βασίζεται σε ένα φαινόμενο που προβλέπεται από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας, και βρίσκει εφαρμογή κυρίως στην αναζήτηση πλανητών. Οι ερευνητές επικεντρώνουν την προσοχή τους όταν ένα άστρο περνάει μπροστά από ένα άλλο, πιο μακρινό άστρο.

Κατά το πέρασμα αυτό το βαρυτικό πεδίο του πιο κοντινού άστρου – το οποίο σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα κάμπτει τον περιβάλλοντα χωροχρόνο – διαθλά το φως του πιο μακρινού άστρου λειτουργώντας σαν μεγεθυντικός φακός μέσα από τον οποίο το άστρο και οι πλανήτες που κινούνται γύρω από αυτό γίνονται ορατά από τη Γη.

Το αποτέλεσμα είναι να αυξάνει το μέγεθος και η φωτεινότητα ενός κοσμικού σώματος ως και 20 φορές. Η ίδια μέθοδος χρησιμοποιείται και για τον εντοπισμό πολύ μακρινών γαλαξιών. Χρησιμοποιούνται ως βαρυτικοί φακοί πολύ μεγάλοι γαλαξίες οι οποίοι στρεβλώνουν και μεγεθύνουν το φως των γαλαξιών που βρίσκονται σε πιο μακρινές αποστάσεις.

Βρέθηκε ο πυρήνας του… πυρήνα της Γης. Heart of Earth's inner core revealed

Όπως φαίνεται μέσα στον πυρήνα της Γης υπάρχει ένας ακόμη. Lying 5,000km beneath our feet, the core is beyond the reach of direct investigation.

Η κρατούσα θεωρία θέλει τον πυρήνα της Γης να χωρίζεται σε δύο στρώματα: έναν εξωτερικό πυρήνα από λιωμένο σίδερο, με μέγεθος μεγαλύτερο από τη Σελήνη, και έναν εσώτερο πυρήνα από συμπαγές σίδερο. Όμως ο εσώτερος πυρήνας του πλανήτη ίσως κρύβει τον δικό του εσώτερο πυρήνα.

H κρυμμένη μάζα

Εντοπίστηκε μια άγνωστη περιοχή στο κέντρο του πλανήτη μας. A research team from the University of Illinois and colleagues in China found earth's inner core has an inner core of its own, with crystals aligned in a different direction. Credit: Lachina Publishing Services

Όταν η νεογέννητη Γη βρισκόταν ακόμα σε διάπυρη κατάσταση, βαριά στοιχεία όπως ο σίδηρος, το νικέλιο και το ουράνιο βυθίστηκαν στο κέντρο του πλανήτη. Περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, το εξωτερικό μέρος του πυρήνα παραμένει καυτό όσο η επιφάνεια του Ήλιου -μια σφαίρα από λιωμένο σίδερο και νικέλιο που κρύβεται περίπου 5.000 χιλιόμετρα κάτω από τα πόδια μας.

Μέσα σε αυτή τη σφαίρα, όμως, κρύβεται μια μικρότερη μάζα από στερεό σίδηρο, περίπου 30% μικρότερη από τη Σελήνη. Είναι ο λεγόμενος εσώτερος πυρήνας, ο οποίος μάλιστα δεν αποκλείεται να περιστρέφεται ταχύτερα από ό,τι η υπόλοιπη Γη.

Αν και βρίσκεται σε στερεά κατάσταση, ο εσώτερος αυτός πυρήνας εκπέμπει θερμότητα, η οποία δημιουργεί ρεύματα λιωμένου σιδήρου στον εξώτερο μανδύα. Δεδομένου ότι ο σίδηρος είναι μαγνητικό υλικό, τα ρεύματα αυτά δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο που τυλίγει όλο τον πλανήτη και μας προστατεύει από φορτισμένα σωματίδια που καταφθάνουν από το Διάστημα. Είναι όμως μια περίπλοκη διαδικασία, η οποία δεν έχει διαλευκανθεί πλήρως.

Τα κύματα

Seismic waves are helping scientists to plumb the world's deepest mystery: the planet's inner core. Thanks to a novel application of earthquake-reading technology, researchers have found that the Earth's inner core has an inner core of its own, which has surprising properties that could reveal information about our planet. The findings are reported in the journal Nature Geoscience.

Ένα νέο στοιχείο δίνει μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Geoscience». Οι ερευνητές στις ΗΠΑ και την Κίνα εξέτασαν πώς διαδίδονται μέσα στον πυρήνα τα σεισμικά κύματα από φυσικές σεισμικές δονήσεις -τη βασική τεχνική για τη μελέτη της εσωτερικής δομής της Γης.

Η ανάλυση έδειξε ότι ο συμπαγής εσώτερος πυρήνας κρύβει έναν δικό του εσώτερο πυρήνα, ο οποίος αποτελείται κι αυτός από συμπαγή σίδερο. Μέσα σε αυτή τη σφαίρα, όμως, οι κρύσταλλοι σιδήρου τείνουν να προσανατολίζονται στον άξονα ανατολής δύσης, ενώ στο εξωτερικό στρώμα του εσώτερου πυρήνα προσανατολίζονται στον άξονα βορρά-νότου.

Επιπλέον, η ανάλυση υποδεικνύει ότι οι κρύσταλλοι του εσώτερου εσώτερου πυρήνα όχι μόνο έχουν διαφορετικό προσανατολισμό αλλά δείχνουν και να συμπεριφέρονται με διαφορετικό τρόπο -ίσως ο σίδηρος αυτής της περιοχής να έχει διαφορετικό κρυσταλλικό πλέγμα.

Παραμένει ασαφές πώς τα νέα ευρήματα, εφόσον βέβαια ευσταθούν επηρεάζουν τα μοντέλα των φυσικών για το μηχανισμό παραγωγής του γήινου μαγνητικού πεδίου και την εξέλιξη της Γης. Σύμφωνα πάντως με τους ερευνητές, το εσώτερο στρώμα του εσώτερου πυρήνα δεν αποκλείεται να εμφανίστηκε λόγω μιας δραματικής αλλαγής πριν από εκατοντάδες ή εκατομμύρια χρόνια, μια αλλαγή που ίσως επηρέασε και το μαγνητικό πεδίο.

«Χωρίς Μέτρο» του Νταμιέν Σαζέλ. “Whiplash” by Damien Chazelle

Μουσική σουίνγκ ταινία - απρόσμενη καμτσικιά στο λαιμό. Κόντρα δασκάλου - μαθητή και κόντρα αλλαγή ρόλων. A promising young drummer enrolls at a cut-throat music conservatory where his dreams of greatness are mentored by an instructor who will stop at nothing to realize a student's potential.

Ο Άντριου, τζαζ ντράμερ με προοπτικές (Miles Teller, τι όνομα;) αποφασίζει να φοιτήσει στην καλύτερη μουσική ακαδημία της χώρας. Θέλει τον καλύτερο δάσκαλο και τον σπουδαιότερο μέντορα κι αυτός βλέπει ότι είναι ο σκληροπυρηνικός Φλέτσερ (J.K. Simmons).

Είναι έτοιμος να ματώσει για να πετύχει κι ο Φλέτσερ ξέρει ότι ο άνθρωπος που θέλει να πετύχει δεν σταματάει μπροστά σε κανένα εμπόδιο. Η σχέση τους θα είναι επεισοδιακή, η σχάση τους εντυπωσιακή και το φινάλε απογειωτικό, αναστροφικό, αποθεωτικό. Ενδόξως ουχί καταστροφικό. Αυτοαναφορικό και απομυθοποιητικό συνάμα.

Εκτός από έξοχες μουσικές και θεσπέσιες ερμηνείες, έξοχο ήχο και στακάτο μοντάζ, σπιρτόζικο σενάριο και άβολες σκέψεις... η ταινία είναι ένας μικρός ταπεινός εξερευνητής ορίων. Πότε ο δάσκαλος ξεπερνάει τα περιθώρια; Πότε γίνεται βλαβερός; Κι αν ψάχνει αυτό το ένα αυριανό κολοσσιαίο ταλέντο, έχει δικαίωμα να πηδάει τους άλλους μέχρι να το 'βρει; Είναι βέβαιο ότι από κάποιον θα το 'βρει;

Κι ο μαθητής; Πότε νιώθει ότι αξίζει να σπάσει τα όριά του; Αρκεί η σκληρή προσπάθεια μέχρις εσχάτων, μέχρι τελικής πτώσεως, για να πετύχει; Η επιτυχία αξίζει το τίμημα; Πότε καταλαβαίνει ότι ξεπέρασε το δάσκαλο; Πότε υπερβαίνει τα πρωτόκολλα ιεραρχίας; Πότε καταλύει τους κώδικες υπακοής και πειθαρχίας;

Μόνο τυχαία δεν είναι η επιλογή της αυτοσχεδιαστικής μουσικής που δικαιώνει (ή καταβαραθρώνει) ανεπίτρεπτες εκτροπές, ενορχηστρωμένους εκτροχιασμούς, εμπνευσμένες παραβάσεις, εκρηξιγενείς ρήξεις. Ο δάσκαλος υπάρχει για να φρενάρει και να φιλτράρει τους υπόλοιπους, που δε θα φτάσουμε ποτέ να ξεπεράσουμε τον εαυτό μας σ' αυτό το πεδίο, όσο κι αν πουσαριστούμε. Φυσικά ο ένας που θα το καταφέρει, αν μπορέσει, είναι δεδομένο ότι θυσιάζει δεκάδες άλλες επιλογές για να πετύχει. Είναι πύρρεια η νίκη τους, δασκάλου και μαθητή, αλλά απέραντη η χαρά τους. Το 'χουν ζυγιάσει ήδη! Γιατί αν δεν είναι απέραντη η χαρά τους, τότε η θλίψη του τιμήματος θα τους παρασύρει στην αυτοκαταστροφή.

Όμως τίποτε δεν είναι νομοτελειακό ή τετελεσμένο. Ειμαρμένη και πεπρωμένο δεν έχουν θέση στο μυαλό όποιου σκοπεύει να χαράξει το όνομά του στην ιστορία του πολιτισμού της ανθρωπότητας. Τέτοιος άνθρωπος μοιάζει να είναι κι ο σκηνοθέτης Νταμιέν Σαζέλ. Πρώτον γιατί μουσική διαπερνάει τα σενάρια και τις σκηνοθεσίες του. Δεύτερον, για να βρει χρηματοδότηση για τούτο το σενάριο, αφού είδε κι αποείδε, έκανε έναν προπομπό μικρού μήκους, τον πήγε στο Σάντανς, ενθουσίασε, βρήκε κεφάλαια, επέστρεψε ένα χρόνο μετά και έκοψε κεφάλια (Μέγα Βραβείο Επιτροπής και Βραβείο Κοινού). Κατέκτησε ακόμη πέντε δεκάδες βραβεία παγκοσμίως και πέντε οσκαρικές υποψηφιότητες.

Εκ του αποτελέσματος βλέπουμε ότι άξιζε να κινήσει γη και ουρανό, Χωρίς Μέτρο. «Πάντων χρημάτων μέτρον άνθρωπος», όπως είπε κάποτε ο ανθρωποκεντρικός Πρωταγόρας.

Κώστας Γ. Καρδερίνης

Πηγή: http://www.mic.gr/cinema.asp?id=43603

Χορός θανάτου για αστρικό ζευγάρι. Two Stars On A Death Spiral Set To Detonate As A Supernova

Δύο λευκοί νάνοι βρίσκονται σε τροχιά σύγκρουσης στην καρδιά του νεφελώματος Henize 2-428. This artist’s impression shows the central part of the planetary nebula Henize 2-428. The core of this unique object consists of two white dwarf stars, each with a mass a little less than that of the Sun. They are expected to slowly draw closer to each other and merge in around 700 million years. This event will create a dazzling supernova of Type Ia and destroy both stars. Credit: ESO/L. Calçada

Ομάδα ερευνητών χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο VLT του Νότιου Ευρωπαϊκού Αστεροσκοπείου (ESO) στην έρημο Ατακάμα της Χιλής εντόπισαν ένα εντυπωσιακό κοσμικό φαινόμενο. Σε απόσταση τεσσάρων χιλιάδων ετών φωτός από εμάς βρίσκεται ένα μυστηριώδες νεφέλωμα η κωδική ονομασία του οποίου είναι Henize 2-428.

This artist’s impression video shows the central part of the planetary nebula Henize 2-428. The core of this unique object consists of two white dwarf stars, each with a mass a little less than that of the Sun. They are expected to slowly draw closer to each other and merge in around 700 million years. This event will create a dazzling supernova of Type Ia and destroy both stars. Credit: ESO/L. Calçada

Είναι ένα νεφέλωμα με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά με τους ειδικούς να μην μπορούν μέχρι σήμερα να βρουν απαντήσεις για την ύπαρξη του. Όμως η νέα έρευνα αποκαλύπτει τόσο το πώς δημιουργήθηκε αλλά και το κρύβει στο εσωτερικό του.

Ο χορός του θανάτου

Δύο λευκοί νάνοι βρίσκονται σε τροχιά καταστροφικής σύγκρουσης στην καρδιά μυστηριώδους νεφελώματος. This image of the unusual planetary nebula was obtained using ESO’s Very Large Telescope at the Paranal Observatory in Chile. In the heart of this colourful nebula lies a unique object consisting of two white dwarf stars, each with a mass a little less than that of the Sun. These stars are expected to slowly draw closer to each other and merge in around 700 million years. This event will create a dazzling supernova of Type Ia and destroy both stars. Credit: ESO

Στην καρδιά του νεφελώματος βρίσκονται δύο λευκοί νάνοι, δύο άστρα μεγέθους παρόμοιου με τον Ήλιο, τα οποία όταν έκαψαν τα καύσιμα τους δεν μπήκαν σε διαδικασία αυτοκαταστροφής μετατρεπόμενα σε υπερκαινοφανείς αστέρες αφού παρέμεινε «ζωντανό» ένα τμήμα του πυρήνα τους. Αυτή εκτιμάται ότι είναι και η κατάληξη του δικού μας μητρικού άστρου. Όμως όπως φαίνεται αυτά τα δύο άστρα ήταν τελικά καταδικασμένα να... πεθάνουν. Σύμφωνα με τους ερευνητές που τα εντόπισαν τα δύο άστρα βρίσκονται σε μια τροχιά το ένα γύρω από το άλλο τέτοια που σε περίπου 700 εκ. έτη θα έρθουν σε σύγκρουση και θα καταστραφούν σε μια έκρηξη σουπερνόβα.

This video sequence starts with a view of most of the sky and closes in on a new view of the strange planetary nebula Henize 2-428. The core of this unique object consists of two white dwarf stars, each with a mass a little less than that of the Sun. They are expected to slowly draw closer to each other and merge in around 700 million years. This event will create a dazzling supernova of Type Ia and destroy both stars. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2/N. Risinger (skysurvey.org). Music: movetwo

Η ανακάλυψη των δύο λευκών νάνων εξηγεί και την ύπαρξη του νεφελώματος που δημιουργήθηκε όπως φαίνεται από τα νέφη αερίων που διέρρεαν στο Διάστημα καθώς τα δύο άστρα μετατρέπονταν σε λευκούς νάνους. Όπως αναφέρουν οι ειδικοί όταν τελικά συμβεί η έκρηξη σουπερνόβα θα είναι ορατή από τη Γη ακόμη και στο φως της μέρας. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Τερμίτες, πραγματικοί αρχιτέκτονες οάσεων. Tiny termites can hold back deserts by creating oases of plant life

Οι γιγάντιες φωλιές τους εμποδίζουν την ερημοποίηση συγκρατώντας στο έδαφος πολύτιμη υγρασία. Princeton University research suggests that termite mounds can help prevent the spread of deserts into semi-arid ecosystems and agricultural lands by providing a moist refuge for vegetation. Termite mounds store nutrients and moisture, and allow water to better penetrate the soil. Credit: Photo by Robert Pringle, Princeton University Department of Ecology and Evolutionary Biology

Οι τερμίτες αποδεικνύονται μάστορες της οικολογικής μηχανικής: οι γιγάντιες φωλιές τους εμποδίζουν την ερημοποίηση συγκρατώντας στο έδαφος πολύτιμη υγρασία και σπόρους για αναβλάστηση, διαπιστώνει μελέτη στην επιθεώρηση «Science». «Η βλάστηση πάνω και γύρω από τις φωλιές τερμιτών διατηρείται περισσότερο και φθίνει πιο αργά» σε περιόδους παρατεταμένης ξηρασίας» λέει η Κορίνα Ταρνίτα του Πανεπιστημίου Πρίνστον στο Νιου Τζέρσι, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Η ανακάλυψη

The Princeton research shows that interactions between species (in this case, termites and plants) may play a major role in modulating and governing the impacts of climatic change. The researchers used a mathematical model and field observations to determine that drylands with termite mounds have two pattern-inducing mechanisms at work, as opposed to just the one that has been used in prior analyses of dryland desertification. Termite mounds self-organize to form a pattern on the scale of tens of meters (top and bottom left). The dense vegetation on each mound (top and bottom center) gradually thins, moving outward from the mound's center. Off the mounds, vegetation self-organizes to form a pattern on the scale of centimeters (top and bottom right), which prior models suggest can be used to determine the extent of desertification in drylands without termites. The Princeton study found that the termite-mound pattern looks similar to the vegetation-pattern thought to mark imminent desertification, but that drylands with termites are in fact much more resilient to drought than those without. Credit:Science/AAAS. Photos.

Στη μελέτη εξετάστηκαν εκτάσεις σαβάνας στην Αφρική και ξερικά λιβάδια στη Νότιο Αμερική και την Ασία. Είναι περιοχές όπου ζουν τερμίτες του γένους Ondotermes, οι οποίοι χτίζουν πανύψηλες, χαρακτηριστικές φωλιές από πηλό, μέσα στις οποίες εκτρέφουν μύκητες ταΐζοντάς τους με νεκρή φυτική ύλη.

Χάρη στις δαιδαλώδεις στοές τους, οι οποίες φτάνουν κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, οι φωλιές επιτρέπουν στο νερό της βροχής να διεισδύει πιο βαθιά στο έδαφος, αντί να κυλά στην επιφάνεια. Επιπλέον, τα απόβλητα της φωλιάς είναι πλούσια σε θρεπτικά συστατικά για την ανάπτυξη των φυτών, ενώ οι ίδιοι οι τερμίτες συγκεντρώνουν σπόρους, ορισμένοι από τους οποίους θα έχουν την ευκαιρία να βλαστήσουν με τις επόμενες βροχές. «Ακόμα κι αν οι καιρικές συνθήκες φτάσουν σε σημείο να εξαφανίσουν τη βλάστηση από τις φωλιές, η αναβλάστηση είναι πιο εύκολη. Εφόσον υπάρχουν φωλιές, το οικοσύστημα έχει μεγαλύτερη πιθανότητα να ανακάμψει» επισημαίνει η Ταρνίτα.

Το μοντέλο

In drylands, termite mounds can be important resources for other animals. They can provide a source of lush vegetation for zebras and other foraging herbivores (left), or serve as a vantage point for predators to spot prey over the tall grass of the savanna. Credit: Robert Pringle, Princeton University Department of Ecology and Evolutionary Biology

Η μελέτη της ομάδας της χρησιμοποιεί ένα μαθηματικό μοντέλο για να προσομοιώσει τις μεταβολές των οικοσυστημάτων κατά τη διαδικασία της ερημοποίησης, η οποία χωρίζεται σε πέντε στάδια που χαρακτηρίζονται από συγκεκριμένες κατηγορίες φυτών. Τα αποτελέσματα του μοντέλου συγκρίθηκαν με παρατηρήσεις πεδίου σε περιοχές που βρίσκονται στα όρια ερήμων.

Ένα ενδιαφέρον στοιχείο είναι ότι το περιβάλλον γύρω από τις φωλιές τερμιτών θυμίζει το πέμπτο και τελευταίο στάδιο της ερημοποίησης. Στην πραγματικότητα, αυτό που συμβαίνει είναι ότι οι τερμίτες διατηρούν τη βλάστηση και εμποδίζουν το οικοσύστημα να περάσει το πέμπτο στάδιο και να γίνει έρημος. Τα συμπεράσματα της μελέτης, επισημαίνουν οι ερευνητές, είναι ότι ορισμένα άνυδρα οικοσυστήματα είναι πιο ανθεκτικά στην κλιματική αλλαγή από ό,τι θα υπέθετε κανείς. Άλλα ζώα που σκάβουν λαγούμια, όπως τα μυρμήγκια και οι τυφλοπόντικες, δεν αποκλείεται να προσφέρουν τις ίδιες πολύτιμες υπηρεσίες.

Ο πρώτος εξερευνητής εξωπλανητών. Twinkle satellite’s fast-track mission to unveil exoplanet atmospheres

Ο δορυφόρος Twinkle θα μελετήσει την ατμόσφαιρα εκατοντάδων εξωπλανητών με στόχο τον εντοπισμό κάποιων που θα διαθέτουν συνθήκες φιλικές προς την ζωή. Artist’s impression of a hot Neptune-sized planet orbiting a star beyond our Sun. Credit: NASA/JPL-Caltech

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler που είχε ως αποκλειστική αποστολή τον εντοπισμό εξωπλανητών, πλανητών έξω από το ηλιακό μας σύστημα, έλαβε την ονομασία «κυνηγός εξωπλανητών». Τώρα η Βρετανία ανακοίνωσε ότι θα στείλει στο Διάστημα τον πρώτο «εξερευνητή εξωπλανητών». Πρόκειται για την αποστολή Twinkle. Αν όλα πάνε σύμφωνα με τον σχεδιασμό των επιτελών της αποστολής το 2019 ένας δορυφόρος θα εκτοξευθεί στο Διάστημα και με τα ισχυρά, προηγμένα και υπερευαίσθητα όργανα του θα προσπαθήσει να μελετήσει σε βάθος τις ατμόσφαιρες εξωπλανητών.

Rendering of the Twinkle mission spacecraft, which will be built by Surrey Satellite Technology Ltd. The short development timescale and low budget of £50 million (including launch) — 10 times cheaper to build and operate than other astrophysical spacecraft developed through international space agency programs — are made possible through expertise already developed at UK institutions and the use of off-the-shelf components. Image credit: Twinkle/SSTL

Σε πρώτη φάση ο δορυφόρος αναμένεται να μελετήσει τις ατμόσφαιρες τουλάχιστον 100 εξωπλανητών επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον του σε βραχώδεις πλανήτες με μέγεθος λίγες φορές μεγαλύτερο από αυτό της Γης, πλανήτες που είναι γνωστοί με τον όρο «Υπερ-Γαίες». Η ατμοσφαιρική μελέτη εξωπλανητών είναι ιδιαίτερως σημαντική αφού θα δείξει αν κάποιος πλανήτης διαθέτει συνθηκες φιλικές προς την ζωή.