Τα νέα μυστικά του Πλούτωνα. Pluto's 'Unprecedented' Ice Provinces and Other Surprises from NASA's New Horizons

Συνθέτουν την πιο ολοκληρωμένη μέχρι τώρα εικόνα για τον πλανήτη νάνο. These maps of water ice on Pluto's surface were created using measurements made by NASA's New Horizons spacecraft during its July 2015 flyby of the dwarf planet. The map at left is an early effort; the one at right used modeling techniques to achieve greater sensitivity. Credit: NASA/JHUIAPL/SwRI

Η πιο ολοκληρωμένη μελέτη των έως τώρα στοιχείων για τον Πλούτωνα, τα οποία έχει στείλει το σκάφος «Νέοι Ορίζοντες», αποκαλύπτει έναν παγωμένο κόσμο γεμάτο γεωλογικές -και όχι μόνο- εκπλήξεις, καθιστώντας τον ένα από τα πιο πολύπλοκα σώματα στο ηλιακό μας σύστημα.

Μια νέα σειρά πέντε άρθρων στο περιοδικό «Science» -το ένα συνυπογράφεται από τον έλληνα ακαδημαϊκό Σταμάτη Κριμιζή- έρχονται να εμπλουτίσουν τις γνώσεις μας για τον μακρινό νάνο πλανήτη.

Μοναδικός

New Horizons becomes the first probe to explore Pluto in mid-2015. See how the New Horizons mission to Pluto works in our full infographic here. Credit: By Karl Tate, Infographics Artist

Ψηλά βουνά, κρυο-ηφαίστεια που «ξερνάνε» πάγο, κινούμενοι παγετώνες αζώτου, μεγάλα τεκτονικά ρήγματα, μια φωτεινή ομαλή πεδιάδα πλάτους 1.000 χιλιομέτρων (Sputnik) χωρίς κανένα κρατήρα, τεράστιες κοιλάδες και ένας πιθανός υπόγειος ωκεανός αποκαλύπτονται στις υψηλής ανάλυσης φωτογραφίες και τα άλλα στοιχεία του New Horizons, το οποίο πέρασε πέρυσι το καλοκαίρι κοντά -σε απόσταση μόνο 12.550 χλμ.- απο τον Πλούτωνα και τα πέντε φεγγάρια του (Χάρων, Στυξ, Νυξ, Κέρβερος και Ύδρα).

Από τότε το σκάφος συνεχίζει το ταξίδι του στις εσχατιές του ηλιακού μας συστήματος, με στόχο το αντικείμενο «2014 MU69» στη Ζώνη του Κάϊπερ, ενώ στέλνει συνεχώς -αν και με αργό ρυθμό- στοιχεία στη Γη για όσα «είδε» στη γειτονιά του Πλούτωνα. Μέχρι στιγμής έχει στείλει περίπου τα μισά στοιχεία που έχει συλλέξει, οπότε θα πρέπει να αναμένονται νέες ανακαλύψεις και εκπλήξεις.

Αινιγματικός

View of Pluto's atmosphere captured by NASA's New Horizons spacecraft during its July 2015 flyby of the dwarf planet. Credit: G.R. Gladstone et al./Science (2016)

Παραμένει άγνωστο πώς και γιατί ο Πλούτων, ο οποίος έχει μέση θερμοκρασία μείον 229 βαθμούς Κελσίου, είναι τόσο γεωλογικά ενεργός. Αν και μικρότερος από τη Σελήνη, πιθανώς έχει διατηρήσει στα έγκατά του αρκετή θερμότητα από την εποχή της δημιουργίας του πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια.

«Σχεδόν όλα μας φαίνονται ένα αίνιγμα. Δεν ξέρω κανένα άλλο μέρος σε όλο το εξωτερικό ηλιακό μας σύστημα, όπου μπορεί να δει κανείς κάτι τέτοιο», δήλωσε ο επικεφαλής επιστήμων της αποστολής Άλαν Στερν.

Μεταξύ άλλων, η μελέτη των στοιχείων δείχνει ότι ο Πλούτων, ο οποίος ανακαλύφθηκε το 1930, διαθέτει μια γαλαζωπή ατμόσφαιρα που φθάνει σε ύψος περίπου 200 χιλιομέτρων από την επιφάνειά του (και όπου η επιφανειακή πίεση μετρήθηκε σε 11 microbars). Η ατμόσφαιρα αυτή, όπου κυριαρχεί το άζωτο, χάνεται στο διάστημα με πολύ πιο αργό ρυθμό από ό,τι περίμεναν οι επιστήμονες.

Πηγή: www.space.com

Το αλλόκοτο «τέρας του Τάλι» βρίσκει τη θέση του στο δέντρο της ζωής. Paleontologists Solve Mystery of ‘Tully Monster’

Το προϊστορικό πλάσμα είχε σχήμα καλαμαριού, μάτια σαν του σφυροκέφαλου καρχαρία κα μακριά προβοσκίδα με δαγκάνα στην άκρη. A team of paleontologists from the United States has determined that Tullimonstrum gregarium (popularly known as the Tully monster) — a large soft-bodied animal from the late Carboniferous Mazon Creek biota (309-307 million years ago) of Illinois — was a vertebrate, with gills and a stiffened rod that supported its body. According to the team, T. gregarium is part of the same lineage as the modern lamprey. A reconstruction of Tullimonstrum gregarium as it would have looked 307 million years ago, swimming in the Carboniferous seas. Image credit: Sean McMahon / Yale University.

«Θα κατέτασσα το τέρας του Τάλι στην κορυφή της κλίμακας του παράξενου» λέει η ερευνήτρια που κατάφερε να λύσει ένα μυστήριο σχεδόν έξι δεκαετιών. Το προϊστορικό πλάσμα είχε σχήμα καλαμαριού, μάτια σαν του σφυροκέφαλου καρχαρία και, το πιο παράξενο από όλα, μια μακριά προβοσκίδα με δαγκάνα στην άκρη.

Το τέρας του Τάλι, επισήμως γνωστό ως Tullimonstrum gregarium, τελικά δεν ήταν μαλάκιο ή σκουλήκι, όπως είχαν προτείνει άλλοι βιολόγοι παλαιότερα. Σύμφωνα με τη Δρ Βικτόρια ΜακΚόι, η οποία πραγματοποίησε τη μελέτη όταν εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο του Γέιλ (σήμερα βρίσκεται στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ στη Βρετανία, το τερατάκι ήταν στην πραγματικότητα μια λάμπραινα.

Το τέρας

To τέρας του Τάλι τελικά συγγενεύει με τις σημερινές λάμπραινες. Morphology and phylogeny of Tullimonstrum gregarium. Left: chordate phylogeny including T. gregarium; lampreys in yellow; hagfishes in orange. Right: (i) reconstruction of T. gregarium (upper image); (ii) T. gregarium fossil, oblique lateral view (middle); abbreviations: eyebar – Eyb; myomeres – My; gill pouches – GP; caudal fin – CF; notochord – No; otic lobe – OtL; optic lobe – OpL; dorsal fin – DF; (iii) line drawing (bottom image): black – teeth; brown – lingual organ; light grey – eyebar; dark green – gut and oesophagus; red – notochord; light green – brain; orange – tectal cartilages; pink – naris; purple – gill pouches; yellow – arcualia; dark blue – myosepta; blue with black stripes – fins with fin rays. Scale bar – 10 mm. Image credit: Victoria E. McCoy et al.

Οι λάμπραινες, πρωτόγονα ψάρια χωρίς σαγόνια, ζουν ακόμα και σήμερα σε θάλασσες και γλυκά νερά, αν και δεν μοιάαζουν καθόλου με τον προϊστορικό συγγενή τους. Το τέρας του Τάλι, με μήκος μέχρι 30 εκατοστά, βαφτίστηκε προς τιμήν του Φράνσις Τάλι, ερασιτέχνη παλαιοντολόγου που βρήκε τα πρώτα απολιθώματα του πλάσματος το 1958 σε ένα λιγνιτωρυχείο του Ίλινοϊ. Έκτοτε, χιλιάδες ακόμα δείγματα, ηλικίας περίπου 300 εκατομμυρίων ετών, έχουν ανασυρθεί από το συγκεκριμένο ορυχείο -αλλά πουθενά αλλού στον κόσμο.

Παρόλα αυτά, κανείς μέχρι σήμερα δεν γνώριζε σε ποια ομάδα ζώων έπρεπε να καταταχθεί το εύρημα. Η λεπτομερής ανάλυση 1.200 απολιθωμάτων έδειξε τελικά ότι το Tullimonstrum gregarium διέθετε βράγχια. Επιπλέον, η μακρόστενη δομή που παλαιότερα είχε θεωρηθεί έντερο ήταν στην πραγματικότητα μια «νωτοχορδή», μια υποτυπώδη σπονδυλική στήλη που στήριζε το σώμα.

Τα χαρακτηριστικά αυτά δείχνουν ότι το πλάσμα ήταν σπονδυλωτό ζώο, αναφέρει η ομάδα της Δρ ΜακΚόι στο περιοδικό «Nature». Αυτό που παραμένει μυστήριο είναι το τι μπορεί να έτρωγε με την οδοντωτή προβοσκίδα του.

Το Hubble ανακάλυψε άστρα-τέρατα. Hubble unveils monster stars

Έχουν μάζα 100 φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου. H κεντρική περιοχή του νεφελώματος Ταραντούλα στο μεγάλο νέφος του Μαγγελάνου. Το νέο αστρικό σμήνος R136 βρίσκεται στο κάτω δεξιό μέρος της εικόνας. The image shows the central region of the Tarantula Nebula in the Large Magellanic Cloud. The young and dense star cluster R136 can be seen at the lower right of the image. This cluster contains hundreds of young blue stars, among them the most massive star detected in the Universe so far. Using the NASA/ESA Hubble Space Telescope astronomers were able to study the central and most dense region of this cluster in detail. Here they found nine stars with more than 100 solar masses. Credit: NASA, ESA, P Crowther (University of Sheffield)

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε εννέα άστρα-τέρατα, τα οποία έχουν μάζα πάνω από 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου και τα οποία ανήκουν στο ίδιο σμήνος άστρων. Η ανακάλυψη έγινε με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου «Χαμπλ».

Τα τεραστίων διαστάσεων άστρα ανήκουν σε ένα νεανικό αστρικό σμήνος με την ονομασία R136, το οποίο είναι το μεγαλύτερο σμήνος κολοσσιαίων άστρων, που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα. Βρίσκεται στο Νεφέλωμα Ταραντούλα, μέσα στο Μεγάλο Μαγγελανικό Νέφος, σε απόσταση περίπου 170.000 ετών φωτός από τη Γη.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Πολ Κράουδερ του Τμήματος Φυσικής και Αστρονομίας του βρετανικού Πανεπιστημίου του Σέφιλντ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Monthly Notices» της Βασιλικής Εταιρείας Αστρονομίας της Βρετανίας.

The left side of this collage shows the central part of the young star cluster R136 as it can be seen in the ultraviolet. Due to the high-resolution of Hubble in the ultraviolet the individual stars in this dense cluster can be resolved and studied. The right side shows a pseudo-image, created from the UV spectra collected with the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). These spectra have been used by scientists to determine the properties of the stars in R136. The boundary of the 17 slit locations is outlined in white in the left image. The long-slit data from the spectrograph have been compressed to the width of the slits and stacked to create a pseudo-image. This allows the slit locations to be matched to stars in the left image. Credit: ESA/Hubble, NASA, K.A. Bostroem (STScI/UC Davis)

Τα εννέα άστρα-τέρατα, εκτός από το εντυπωσιακό μέγεθός τους, είναι τόσο λαμπερά, που από κοινού η λάμψη τους είναι 30 εκατομμύρια φορές πιο φωτεινή από τον Ήλιο.

Το 2010, η ίδια ερευνητική ομάδα είχε εντοπίσει μέσα στο ίδιο αστρικό σμήνος τέσσερα τεράστια άστρα, με μάζα το καθένα 150 φορές μεγαλύτερη του Ήλιου. Η νέα έρευνά τους έρχεται τώρα να προσθέσει πέντε ακόμη, που έχουν το καθένα πάνω από 100 ηλιακές μάζες, ανεβάζοντας τον συνολικό αριθμό σε εννέα.

Left to right: a red dwarf, the Sun, a blue dwarf, and R136a1. R136a1 is not the largest known star in terms of radius or volume, only in mass and luminosity. Image via Wikipedia.

Όμως παρά τη νέα ανακάλυψη, δεν καταρρίφθηκε το ρεκόρ του μεγαλύτερου γνωστού άστρου στο Σύμπαν, του R136a1, που είναι τουλάχιστον 250 φορές μεγαλύτερο από τον Ήλιο.

Στο ίδιο σμήνος οι επιστήμονες εντόπισαν δεκάδες ακόμη πολύ μεγάλα άστρα, με μάζες πάνω από 50 φορές μεγαλύτερες του Ήλιου. Οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι μέσω ποιων μηχανισμών δημιουργήθηκαν τόσα πολλά μεγάλα άστρα στο ίδιο νεανικό σμήνος.

Πηγή: "The R136 Star Cluster Dissected with Hubble Space Telescope/STIS. I. Far-Ultraviolet Spectroscopic Census and the Origin of He II 1640 in Young Star Clusters," 2016 May 1, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society mnras.oxfordjournals.org/content/458/1/624

Πλησιάζοντας τη Νεφερτίτη; Has the final resting place of Queen Nefertiti been found?

Πίσω από τον τάφο του Τουταγχαμών υπάρχουν δύο θάλαμοι σύμφωνα με το σκάνερ. The walls of King Tutankhamun’s burial chamber are painted with scenes depicting the burial rituals of the young pharaoh. Radar scans suggest the presence of open spaces behind the walls. PHOTOGRAPH BY BRANDO QUILICCI, NATIONAL GEOGRAPHIC

«Είναι 90% πιθανόν να υπάρχουν δύο κρυμμένοι θάλαμοι πίσω από τους τοίχους του τάφου του Τουταγχαμών στο Λούξορ» ανακοίνωσε το υπουργείο Αρχαιοτήτων της Αιγύπτου, κάνοντας λόγο για προκαταρκτικά αποτελέσματα ανάλυσης που έγινε με σύγχρονα μέσα.

Η ανακάλυψη του τάφου της Νεφερτίτης θα μπορούσε να λύσει κι ένα μεγάλο οικογενειακό μυστήριο, αφού ορισμένοι αιγυπτιολόγοι υποστηρίζουν ότι η πανέμορφη βασίλισσα ήταν μητέρα του Τουταγχαμών. Neferneferuaten Nefertiti - or Queen Nefertiti - was the wife and 'chief consort' of King Akhenaten, an Eyptian Pharoah during 14th century BC, one of the wealthiest era in Ancient Egypt (bust pictured). Queen Nefertiti's name means "a beautiful woman has come".

Αυτή η σχεδόν βεβαιότητα ενισχύει την άποψη του βρετανού αρχαιολόγου και αιγυπτιολόγου Νίκολας Ριβς, ο οποίος διαβεβαιώνει ότι ίσως πρόκειται για τον ηλικίας 3.300 και πλέον ετών τάφο της βασίλισσας Νεφερτίτης.

New evidence supports the theory that King Tut's tomb has a hidden chamber, according to experts who this week completed the first-ever radar scanning of walls inside. Japanese radar specialist Watanabe Hirokatsu, accompanied by Egyptian archaeologists, performed the scanning in the tomb of Tutankhamun, pharaoh of Egypt's 18th dynasty, who died at the age of 17. National Geographic grantee and British Egyptologist Nicholas Reeves earlier this year promoted the theory that the hidden chamber could be the burial place of Nefertiti, the mother-in-law of Tutankhamun, and who is believed to have ruled as a female pharaoh, also during Egypt's 18th dynasty. While sight verification, possibly with a small remote camera, is under consideration for Egyptian officials, for now, Antiquities Minister Mamdouh ElDamaty says, "We believe that there could be another chamber."

Ο αιγύπτιος υπουργός Μαμντούχ αλ-Νταμάτι κλίνει μάλλον προς την εκδοχή ο τάφος να ανήκει σε άλλη σύζυγο του φαραώ Ακενατών, πατέρα του Τουταγχαμών.

Δύο κρυμμένοι θάλαμοι, ένα μεγάλο μυστήριο

Hirokatsu Watanabe, a radar specialist from Japan, pushes his specially modified Koden-brand machine along the north wall of Tutankhamun’s burial chamber during radar scanning last fall. PHOTOGRAPH BY BRANDO QUILICCI, NATIONAL GEOGRAPHIC

Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα μιας μελέτης με ραντάρ που διεξήχθη από τον ιάπωνα ειδικό Χιροκάτσου Βατανάμπε αποκαλύπτουν ότι «είναι 90% πιθανόν να υπάρχουν δύο θάλαμοι κρυμμένοι πίσω από τον τάφο του Τουταγχαμών» δήλωσε ο υπουργός σε συνέντευξη Τύπου στο Κάιρο.

Pointing to his computer screen, Watanabe explains the multicolored bars that represent radar data used to determine the material structure of the walls. PHOTOGRAPH BY BRANDO QUILICCI, NATIONAL GEOGRAPHIC

«Υπάρχουν κενοί χώροι πίσω από δύο τοίχους, αλλά όχι εντελώς κενοί, περιέχουν οργανικά και μεταλλικά υλικά». Ο υπουργός διευκρίνισε ότι πιο προωθημένες έρευνες θα πραγματοποιηθούν στα τέλη Μαρτίου μέσα στον τάφο που βρίσκεται στην κοιλάδα των Βασιλέων, στην όχθη του Νείλου, απέναντι από το Λούξορ.

Tutankhamen's tomb was first discovered in 1922 by Howard Carter. Archaeologists are shown above removing part of a wooden couch, covered with gold leaf and a hippopotamus head, from the tomb at the time.

The discovery of Tutankhamun's 3,000-year-old burial chamber in 1922 captivated the world. Researchers recently released colourised black and white photos of the discovery. This image was taken in November 1925, and shows Tutankhamun lying with his burial mask on. The photo was taken as the coffin was opened.

Howard Carter and an Egyptian worker open the doors of the innermost shrine and get their first look at Tutankhamun's sarcophagus.

Σε αντίθεση με τις νεκροπόλεις άλλων φαραώ οι οποίες σχεδόν στο σύνολό τους λεηλατήθηκαν, αυτή του Τουταγχαμών, που ανακαλύφθηκε τον Νοέμβριο του 1922 από τον βρετανό αρχαιολόγο Χάουαρντ Κάρτερ, βρέθηκε ασύλητη, με περισσότερα από 5.000 άθικτα αντικείμενα ηλικίας 3.300 ετών, μεγάλο μέρος των οποίων είναι φτιαγμένα από ατόφιο χρυσάφι.

Ο Ακενατών ήταν ο πατέρας του Τουταγχαμών. Η Νεφερτίτη υπήρξε σύζυγος του φαραώ Ακενατών και ο ξαφνικός θάνατός της σε νεαρή ηλικία, το 1340 π.Χ., παραμένει άλυτο μυστήριο, ενώ αναπάντητο είναι και το ερώτημα για το πού ετάφη.

Dr Nicholas Reeves recently claimed to have found evidence for the bricked up entrances. These include the burial chamber for Queen Nefertiti, who Dr Reeves claims was the boy-kings co-regent and may even have been his mother, and a new hidden storage room, as shown above.

Η ανακάλυψη του τάφου της θα μπορούσε να λύσει κι ένα μεγάλο οικογενειακό μυστήριο, αφού ορισμένοι αιγυπτιολόγοι υποστηρίζουν ότι η πανέμορφη βασίλισσα ήταν μητέρα του Τουταγχαμών.

Τα πρώτα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα με ένα αντίγραφο DNA. Scientists generate a new type of human stem cell that has half a genome

Εντυπωσιακό επίτευγμα στην έρευνα των βλαστοκυττάρων. Μπορεί μελλοντικά να βοηθήσουν στη θεραπεία της υπογονιμότητας και του καρκίνου. Scientists have succeeded in generating a new type of embryonic stem cell that carries a single copy of the human genome, instead of the two copies typically found in normal stem cells. These are the first human cells that are known to be capable of cell division with just one copy of the parent cell's genome. Since the stem cells were a genetic match to the egg cell donor, they could also be used to develop cell-based therapies for diseases such as blindness, diabetes, or other conditions in which genetically identical cells offer a therapeutic advantage. Because their genetic content is equivalent to germ cells, they might also be useful for reproductive purposes. A haploid cell with 23 chromosomes (left), and a diploid cell with 46 chromosomes (right). Credit: Columbia University Medical Center/Hebrew University

Επιστήμονες στο Ισραήλ και στις ΗΠΑ δημιούργησαν τα πρώτα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα, τα οποία διαθέτουν μόνο ένα αντίγραφο του ανθρώπινου γονιδιώματος των γονέων αντί για δύο. Τα κύτταρα αυτά -αν και «μισά»- μπορούν να μετατραπούν σε οποιοδήποτε άλλο κύτταρο του σώματος. Τα νέα βλαστικά κύτταρα μπορεί μελλοντικά, μεταξύ άλλων, να βοηθήσουν στη θεραπεία της υπογονιμότητας (μετατρεπόμενα σε ωάρια ή σπερματοζωάρια) και του καρκίνου.

Τα διπλά και μονά κύτταρα

Scientists have succeeded in generating a new type of embryonic stem cell that carries a single copy of the human genome, instead of the two copies typically found in normal stem cells. Video courtesy of the Azrieli Center.

Ερευνητές του Εβραϊκού Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ και του Ιατρικού Κέντρου του Πανεπιστημίου Κολούμπια της Νέας Υόρκης, με επικεφαλής τον Νισίμ Μπενβενίστι, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature». Τα ανθρώπινα κύτταρα θεωρούνται «διπλοειδή», επειδή κληρονομούν δύο ομάδες χρωμοσωμάτων, 23 από την μητέρα και 23 από τον πατέρα (46 συνολικά). Η μόνη εξαίρεση είναι τα αναπαραγωγικά κύτταρα (σπερματοζωάρια και ωάρια) που είναι «απλοειδή», καθώς περιέχουν μόνο 23 χρωμοσώματα. Αυτά τα «μονά» κύτταρα δεν μπορούν να διαιρεθούν και δημιουργούν διπλοειδή κύτταρα, όταν ενώνονται κατά τη διαδικασία της γονιμοποίησης και της δημιουργίας του εμβρύου.

Τώρα, οι επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν τα πρώτα «μονά» ανθρώπινα κύτταρα, πλην των αναπαραγωγικών, που είναι ικανά να διαιρεθούν και να πολλαπλασιασθούν, παρόλο που διαθέτουν μόνο ένα αντίγραφο του γονιδιώματος (23 χρωμοσώματα). Οι έως τώρα απόπειρες να δημιουργηθούν εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα με χρήση ανθρωπίνων ωαρίων, είχαν καταλήξει σε διπλοειδή βλαστοκύτταρα. Αυτή τη φορά, οι επιστήμονες πέτυχαν να δημιουργήσουν απλοειδή πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, ικανά να διαφοροποιηθούν σε άλλα κύτταρα (νευρικά, καρδιάς, παγκρέατος κ.α.), παρόλο που διέθεταν μόνο μια ομάδα 23 χρωμοσωμάτων.

«Η έρευνά μας οδήγησε σε ένα νέο τύπο ανθρώπινου βλαστοκυττάρου, που θα έχει σημαντική επίπτωση στην ανθρώπινη γενετική και ιατρική έρευνα. Αυτά τα κύτταρα θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε επίσης καλύτερα την ανθρώπινη ανάπτυξη και τους λόγους που αναπαράγουμε σεξουαλικά και όχι μόνο από ένα γονέα» δήλωσε ο Μπενβενίστι.

Πηγή: Ido Sagi, Gloryn Chia, Tamar Golan-Lev, Mordecai Peretz, Uri Weissbein, Lina Sui, Mark V. Sauer, Ofra Yanuka, Dieter Egli, Nissim Benvenisty. Derivation and differentiation of haploid human embryonic stem cells. Nature, 2016; DOI: 10.1038/nature17408

Μια μαύρη τρύπα στον Γαλαξία πετάει… φλόγες! Violent red flashes seen from black hole V404 Cygni

Όταν μια μαύρη τρύπα «καταβροχθίζει» ύλη από κοντινό της άστρο κάποιες φορές πετάει... φλόγες. Πρόκειται για εκλάμψεις με ενέργεια ίση με εκείνη χιλίων άστρων σαν τον Ήλιο. An artist’s impression of a black hole, similar to V404 Cygni, devouring material from an orbiting companion star. Image credit: ESO / L. Calçada.

Ο Τοξότης Α* είναι η μεγάλη μελανή οπή στο κέντρο του γαλαξία μας. Όμως δεν είναι η μόνη που υπάρχει σε αυτόν. Η V404 Cygni είναι μια μελανή οπή που βρίσκεται σε απόσταση 7.800 ετών φωτός από εμάς και ήταν η πρώτη μελανή οπή που εντοπίσθηκε στον γαλαξία μας. Βρετανοί αστρονόμοι εντόπισαν εκλάμψεις που προέρχονται από αυτή την μαύρη τρύπα. Πρόκειται για βίαιες αναλαμπές τις χαρακτηρίζουν οι ερευνητές χαρακτηρίζουν «φλόγες». Αυτές οι φλόγες έχουν διάρκεια κλάσματα του δευτερολέπτου και ενέργεια ίση με εκείνη χιλίων άστρων σαν τον Ήλιο.

Τρώει ένα άστρο

In June 2015, V404 Cygni erupted 7,800 light years away and gave off material from a neighbouring star that it could not swallow (artist's impression pictured). This event caused jets of matter to burst from the hole which created bright red flashes that lasted just fractions of a second. Image credit: ESO/L. Calçada

Ομάδα αστρονόμων του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον έστρεψαν το τηλεσκόπιο Herschel στα Κανάρια Νησιά προς την V404 Cygni και είδαν το «ξέσπασμά» της, που διήρκεσε περίπου δύο εβδομάδες. Όπως υποστηρίζουν οι ερευνητές στο άρθρο τους στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» είναι ένα από τα πιο βίαια φαινόμενα που έχουν παρατηρηθεί ποτέ.

Σύμφωνα με τους ερευνητές η μαύρη τρύπα «καταβροχθίζει» την ύλη ενός γειτονικού της άστρου πυροδοτώντας έτσι τις στιγμαίες βίαιες εκλάμψεις. Οι επιστήμονες πάντως δεν κατανοούν ακόμη απόλυτα τον μηχανισμό πίσω από αυτό το φαινόμενο.

Η ακτινοβολία του Τοξότη Α*

An international team of astronomers reported that the black hole emitted red flashes lasting just fractions of a second, as it blasted out material that it could not swallow. Inset shows a red flash from V404 Cygni observed by the Ultracam on the William Herschel Telescope in the early morning hours of June 26, 2015.

Εδώ και χρόνια οι επιστήμονες «πιάνουν» κοσμικές ακτίνες πολύ υψηλής ενέργειας που προέρχονται από το κέντρο του γαλαξία μας. Τώρα, για πρώτη φορά μια διεθνής ομάδα αστρονόμων πιστεύει ότι εντόπισε την πηγή της κοσμικής ακτινοβολίας: είναι η τεράστια μαύρη τρύπα στην «καρδιά» του γαλαξία μας.

Η μαύρη τρύπα λειτουργεί ως ένας κοσμικών διαστάσεων φυσικός επιταχυντής, δημιουργώντας έτσι ακτινοβολία με ενέργειες που είναι τουλάχιστον 100 φορές μεγαλύτερες από αυτές που δημιουργούνται στον μεγαλύτερο επιταχυντή της Γης, στο CERN.

Οι παρατηρήσεις

Roughly 3.5 billion light years from Earth, a quasar known as OJ287 is powered by one of the most massive black holes in the Universe. This quasar has been observed to produce optical outbursts approximately every 12 years since 1891, but now, new data has revealed the presence of double-peaks in these events.

Ερευνητές από 12 χώρες, με επικεφαλής τον Βέρνερ Χόφμαν του γερμανικού Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής Μαξ Πλανκ στη Χαϊδελβέργη πραγματοποίησαν τις παρατηρήσεις τους με τη βοήθεια του αστεροσκοπείου HESS (High Energy Stereoscopic System), μιας συστοιχίας πέντε τηλεσκοπίων στη Ναμίμπια της Αφρικής.

Η Γη «βομβαρδίζεται» συνεχώς από σωματίδια υψηλής ενέργειας (πρωτόνια, ηλεκτρόνια και ατομικούς πυρήνες) που έχουν κοσμική προέλευση. Τα σωματίδια αυτά συνιστούν την κοσμική ακτινοβολία και οι επιστήμονες ανέκαθεν δυσκολεύονταν να βρουν από ποιές αστροφυσικές πηγές αυτή προέρχεται. Εδώ και πάνω από έναν αιώνα η προέλευση των κοσμικών ακτίνων αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά μυστήρια.

Οι κοσμικές ακτίνες, καθώς αλληλεπιδρούν με το φως και τα αέρια στο διαστρικό χώρο, παράγουν ακτίνες-γάμα, για τις οποίες είναι ευκολότερο να βρεθεί η πηγή τους. Όταν οι ακτίνες-γάμα φθάνουν στην ατμόσφαιρα της Γης, παράγουν τη λεγόμενη «ακτινοβολία Τσερένκοφ», στιγμιαίες λάμψεις φωτός που που μπορούν να γίνουν αντιληπτές από ειδικά τηλεσκόπια όπως το HESS, που διαθέτουν ευαίσθητους φωτο-ανιχνευτές. Μέχρι σήμερα πάνω από 100 πηγές ακτίνων-γάμα έχουν εντοπισθεί και, μέσω αυτών, πιθανώς εντοπίζονται και οι πηγές της κοσμικής ακτινοβολίας.

Η ανακάλυψη

Dr Poshak Gandhi (pictured) and astronomers have observed violent red flashes from a black hole during one of the brightest outbursts in recent years.

Οι επιστήμονες γνώριζαν ότι στον γαλαξία μας παράγονται κοσμικές ακτίνες με ενέργειες έως 100 TeV (τεραηλεκτρονιοβόλτ) από διάφορες πηγές. Τώρα, για πρώτη φορά, ανακοινώθηκε ότι όχι μόνο εντοπίσθηκαν κοσμικές ακτίνες πολύ ισχυρότερες, της τάξης τουλάχιστον του ενός PeV ή πεταηλεκτρονιοβόλτ (1 PeV=1.000 TeV), αλλά ότι η πηγή τους πιθανότατα είναι η κεντρική μαύρη τρύπα του γαλαξία μας, γνωστή ως Sgr A*, η οποία -με την ιδιότητά της ως επιταχυντή πλέον- «βαφτίσθηκε» και Pevatron (κατ' αναλογία με τον Tevatron, τον πρώτο επιταχυντή στη Γη που πέτυχε ενέργειες ενός TeV).

Σημειωτέον ότι οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει κοσμικές ακτίνες με ενέργειες πολύ πάνω από 1 PeV, οι οποίες θεωρούνται ότι έχουν εξωγαλαξιακή προέλευση, πιθανώς από ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (κβάζαρ). Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Είδαν πως προκαλείται η νόσος του Πάρκινσον! Researchers identify when Parkinson’s proteins become toxic to brain cells

Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το πώς οι πρωτεΐνες στον εγκέφαλο γίνονται τοξικές. Researchers have used a non-invasive method of observing how the process leading to Parkinson’s disease takes place at the nanoscale, and identified the point in the process at which proteins in the brain become toxic, eventually leading to the death of brain cells. Zoomed-in super-resolution (dSTORM) images of the fibrils inside the neuron formed of exogenous ‘’seed’’ fibrils (green) elongated by endogenous ?-synuclein (red). Credit: Dorothea Pinotsi

Επιστήμονες στη Βρετανία, με επικεφαλής μια Ελληνίδα, κατάφεραν να παρατηρήσουν για πρώτη φορά τη στιγμή ακριβώς που οι πρωτεΐνες γίνονται τοξικές για τα εγκεφαλικά κύτταρα, προκαλώντας έτσι τη νόσο Πάρκινσον.

Η πρωτεΐνη

Χάρη στη νέα μη επεμβατική μέθοδο, που επιτρέπει την παρατήρηση σε νανοκλίμακα, κατέστη δυνατό να μπει η νόσος Πάρκινσον στο...νανοσκόπιο. Όπως διαπιστώθηκε, η ίδια πρωτεΐνη, η άλφα-συνουκλεΐνη, ανάλογα με την τρισδιάστατη δομή που παίρνει κάθε φορά, μπορεί να λειτουργεί είτε προστατευτικά, είτε τοξικά.

Η ανακάλυψη μπορεί να φωτίσει καλύτερα πώς και γιατί οι άνθρωποι εκδηλώνουν τη νευροεκφυλιστική πάθηση, καθώς επίσης να ανοίξει νέους θεραπευτικούς δρόμους. Οι ερευνητές, με επικεφαλής την δρ. Δωροθέα Πινότση του Τμήματος Χημικής Μηχανικής και Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Κέμπριτζ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «PNAS».

Το μικροσκόπιο

Χρησιμοποιώντας ένα οπτικό μικροσκόπιο υπερ-υψηλής ανάλυσης, οι ερευνητές κατάφεραν να μελετήσουν σε πραγματικό χρόνο σε πειραματόζωα (αρουραίους) τη συμπεριφορά των διαφορετικών μορφών της εν λόγω πρωτεϊνης και πώς αυτές επιδρούν σε ζωντανούς νευρώνες.

«Με αυτές τις τεχνικές, μπορούμε πραγματικά να δούμε λεπτομέρειες που δεν ήμασταν σε θέση να δούμε πριν, έτσι πιθανώς θα καταφέρουμε να αντιμετωπίσουμε την τοξική δράση σε πρώιμο στάδιο» δήλωσε η Πινότση.

Η νόσος Πάρκινσον προκαλείται, όταν πρωτεΐνες παίρνουν αφύσικα σχήματα και, προσκολλώμενες μεταξύ τους, σχηματίζουν τελικά ινίδια αμυλοειδούς, γνωστά και ως σωμάτια Lewy, το «σήμα κατατεθέν» της πάθησης.

Η πάθηση

“The damage appears to be done before visible fibrils are even formed.” -  Dr Dorothea Pinotsi

Μετά τη νόσο Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον είναι η δεύτερη πιο διαδεδομένη νευροεκφυλιστική πάθηση παγκοσμίως. Από αυτή πάσχουν πάνω από επτά εκατομμύρια άνθρωποι. Τα συμπτώματα περιλαμβάνουν τρέμουλο (συνήθως στα χέρια), ακαμψία, δυσκολία βάδισης και, σε κατοπινό στάδιο, άνοια.

«Τα ευρήματά μας αλλάζουν τον τρόπο που βλέπουμε τη νόσο, επειδή δείχνουν ότι η ζημιά στους νευρώνες μπορεί να συμβεί, όταν απλώς υπάρχει έξτρα αφύσικη πρωτεϊνη άλφα-συνουκλεϊνη στο κύτταρο. Είναι αυτή η πρόσθετη ποσότητα της εν λόγω πρωτεϊνης που φαίνεται να προκαλεί τις τοξικές επιδράσεις, που έχουν ως συνέπεια τον θάνατο των εγκεφαλικών κυττάρων», όπως είπε η Πινότση. Η αλλοίωση της δομής της άλφα-συνουκλεϊνης μπορεί να προκληθεί από γενετικά αίτια, από τη γήρανση ή πιθανώς ακόμη και από τραύμα στο κεφάλι.

Πηγή: Dorothea Pinotsi et. al. Nanoscopic insights into seeding mechanisms and toxicity of α-synuclein species in neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016 DOI:10.1073/pnas.1516546113