«Μεταλλικοί» οι πάπυροι που έκαψε ο Βεζούβιος. Metallic Ink Revealed in Burned Vesuvius Scrolls

Οι πάπυροι που έκαψε ο Βεζούβιος ήταν γραμμένοι με μεταλλική μελάνη, γεγονός που ίσως επιτρέψει να διαβαστούν τελικά. At left is a photo of a fragment of the incinerated papyrus. At right, lead is visible in the this X-ray fluorescence image. Credit: E.BRUN

Η έκρηξη του Βεζούβιου το 79 μ.Χ. δεν κατέστρεψε μόνο την Πομπηία αλλά και κάποιες πόλεις της ευρύτερης περιοχής όπως το Ηράκλειο (Ερκουλάνουμ).

The papyrus scroll was reduced to lumps of coal by the 750-degree Fahrenheit cloud that wrapped the ancient Roman city of Herculaneum during the eruption of Mount Vesuvius in 79 A.D. It was excavated 260 years ago from the Villa of the Papyri in Herculaneum, a magnificent seafront estate thought to be owned by Lucius Calpurnius Piso, Julius Caesar's father-in-law. Credit: E. BRUN

Το 1754 σε ένα δωμάτιο μιας ρωμαϊκής βίλας του Ηρακλείου εντοπίστηκαν εκατοντάδες βιβλία και πάπυροι που είχαν απανθρακωθεί μεν αλλά δεν είχαν καταστραφεί ολοσχερώς.

The Villa of the Papyri was the largest Roman villa ever found. It was recreated in the 1970s in California by Paul Getty, whose art museum in Malibu is a replica of how the villa is thought to have looked. It stretched down toward the sea on four terraces. The villa housed one of the finest libraries of antiquity. The scrolls consisted mainly of Epicurean philosophical texts and were carefully stored in shelves covering the walls. Credit: ERIK ANDERSON/WIKIMEDIA COMMONS

Η βίλα πιστεύεται ότι ανήκε σε κάποιον πλούσιο ρωμαίο πολιτικό, ίσως τον πεθερό του Ιούλιου Καίσαρα, τον Καλπούρνιο Πίζο Καισονίνο. Οι πάπυροι είναι γραμμένοι στα αρχαία ελληνικά και διπλωμένοι, με τους επιστήμονες να διστάζουν να κάνουν προσπάθεια να τους ανοίξουν φοβούμενοι μήπως τους καταστρέψουν εντελώς.

Using a powerful X-ray procedure, researchers led by Vito Mocella, a physicist from the National Research Council's Institute for Microelectronics and Microsystems (CNR-IMM) in Naples, have for the first time been able to read letters hidden inside two carbonized papyri without unrolling them. Until now it has appeared impossible to distinguish ink from papyrus inside a scroll using conventional X-ray techniques. Credit: J. DELATTRE

Πριν από έναν χρόνο ομάδα ειδικών χρησιμοποιώντας υπερσύγχρονο εξοπλισμό κατάφεραν να διαβάσουν κάποιες λέξεις από τους παπύρους αυτούς, ορισμένοι εκ των οποίων (ή και όλοι) εκτιμάται ότι περιέχουν φιλοσοφικές πραγματείες.

Paradoxically preserved forever (Herculaneum's seaside air would have destroyed them) the scrolls now consist of the only library items known to have survived the ancient world. Out of the 1,785 scrolls discovered during the 18th century excavation, only 585 had been completely unrolled using a 18th century mechanical method while 209 have been partly unrolled. About 400 have never been unrolled and 450 are so difficult to read that their text remains unknown. Credit: BIBLIOTHÈQUE DE L'INSTITUT DE FRANCE

Μια νέα επιστημονική ανάλυση των παπύρων αποκαλύπτει ότι είναι γραμμένοι με μελάνη που περιείχε μέταλλο και συγκεκριμένα μόλυβδο. Η ανακάλυψη ανατρέπει τα ως τώρα δεδομένα, αφού οι ειδικοί θεωρούσαν ως σήμερα ότι τα αρχαία ελληνικά και λατινικά κείμενα γράφονταν σε παπύρους κυρίως με οργανική μελάνη (με βάση τον άνθρακα) και ότι η χρήση της μεταλλικής μελάνης ξεκίνησε κάποια στιγμή τον 4ο ή 5ο αιώνα μ.Χ.

In 1752, an ancient library was discovered at Herculaneum, buried beneath the ashes of Mount Vesuvius. Astonishingly, nearly 2000 carbonized papyrus rolls were preserved, though some were so badly burned they looked like pieces of charcoal. While some texts from the philosophical library have been published, many of the papyri have yet to be unrolled or read. OUT OF THE ASHES: RECOVERING THE LOST LIBRARY OF HERCULANEUM follows attempts over 250 years to unroll and decipher these precious manuscripts. It also describes modern efforts to use sophisticated multi-spectral imaging technology to read the blackened fragments. Today, 21st century scholars continue to debate the future of the original Villa of the Papyri at Herculaneum, where the scrolls were all found. The site was never fully excavated and recent discoveries have led many scholars to believe that other scrolls — and perhaps another entire library — may still be buried there. Shot in High definition, this fascinating film features the insight of international experts and prominent scholars from the University of Naples, Oxford, University of California/Los Angeles, Brigham Young University, Texas A&M University, the Getty Research Institute and the British School of Rome. Produced, Written and Directed by Julie Walker.

Μια δεύτερη και πιθανώς σημαντικότερη εξέλιξη που προκύπτει από αυτή την ανακάλυψη είναι ότι μπορεί να διευκολύνει τους επιστήμονες να διαβάσουν τα χειρόγραφα που ακόμη φυλάνε τα μυστικά τους, καθώς η μεταλλική μελάνη ανταποκρίνεται καλύτερα στις σύγχρονες τεχνικές απεικόνισης.

Η πρώτη ανάγνωση

Until now, it has appeared impossible to distinguish ink from papyrus inside a scroll using conventional X-ray techniques. To overcome the problem, Mocella and colleagues turned to X-ray phase contrast tomography (XPCT). The technology takes advantage of subtle differences in the way X-rays pass through different substances, in this case papyrus and ink. The team examined two scrolls (one unrolled and the other still rolled-up) which were handed to Napoleon Bonaparte as a gift in 1802 and now belong to the collection of the Institut de France. On the unrolled scroll the researchers identified two words written in several superposed layers of papyrus. On one of the hidden layers, the sequence of Greek capital letters PIPTOIE, possibly meaning "would fall," could be read, while another sequence, EIPOI, meaning "would say," was spotted in the following line. Credit: VITO MOCELLA

Οι πάπυροι είναι γραμμένοι στα αρχαία ελληνικά και διπλωμένοι, και οι επιστήμονες διστάζουν να κάνουν προσπάθεια να τους ανοίξουν φοβούμενοι μήπως τους καταστρέψουν. Επιστήμονες του Ινστιτούτου Μικροηλεκτρονικής και Μικροσυστημάτων του Εθνικού Συμβουλίου Ερευνών στη Νάπολι κατόρθωσαν πέρυσι να διαβάσουν ένα μικρό μέρος από το περιεχόμενο των παπύρων του Ηρακλείου.

But the main object in the investigation was a carbonized, sausage-shaped, rolled-up papyrus. During the eruption, the scroll suffered a devastating shock, which deformed its internal spiral structure, as this rendition of the reconstructed papyrus shows. The letters were distorted, making data analysis a real challenge. Credit: Vito Mocella

Μετά την έκρηξη του Βεζούβιου ένα κύμα καυτού αέρα, που έφθασε τους 320 βαθμούς Κελσίου, έκαψε τους ευαίσθητους παπύρους και τους άφησε απανθρακωμένους σε μια κατάσταση υπερβολικά ευάλωτη για να δοκιμάσουν οι ερευνητές να τους ανοίξουν και να τους διαβάσουν (συνήθως με υπέρυθρες κάμερες) χωρίς να διακινδυνεύσουν σοβαρά να τους καταστρέψουν. Έτσι ως σήμερα τα χειρόγραφα αυτά, που μπορεί να φθάνουν σε μήκος τα 15 μέτρα όταν ξετυλιχθούν, κρατούν τα μυστικά τους. 

“While our first experiments have revealed only small segments of writing and are in need of further refinement, we note that once the XPCT technique has been tuned, the imaging of an entire papyrus scroll should not require more than a few hours of synchrotron beam time," the researchers said. New experiments are scheduled for the spring. The researchers also hope to determine the chemical composition of the ink, which, according to ancient sources, was made of water, smoke residues and gum acacia. Credit: J. Delattre

Οι ιταλοί επιστήμονες αξιοποίησαν μια νέα τεχνολογία τομογραφίας ακτίνων-Χ, η οποία διαχωρίζει το καμένο υπόστρωμα του παπύρου από τα γράμματα με μαύρο μελάνι, χάρη στην ανεπαίσθητη αλλά διακριτή διαφορά με την οποία τα δύο υλικά (ο πάπυρος και το μελάνι) διαθλούν τις ακτίνες-Χ.

Nevertheless, the scanner was able to pick out all 24 letters of the Greek alphabet. The researchers not only identified some words such as "deny," "for," "the," "to move," but also pinpointed a specific handwriting style, which led to the likely author, the Greek philosopher and poet Philodemus. Credit: Vito Mocella

Για αυτόν τον σκοπό οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το Ευρωπαϊκό Σύγχροτρο που βρίσκεται στην Γκρενόμπλ. Τα γράμματα βρίσκονται μόλις 0,1 χιλιοστό πάνω από την επιφάνεια του παπύρου, όμως είναι δυνατόν να διαβαστούν. Η νέα τεχνική έφερε στο φως μεμονωμένα γράμματα του ελληνικού αλφαβήτου, καθώς και μερικές ολοκληρωμένες ελληνικές λέξεις, σε δύο χειρόγραφα, εκ των οποίων το ένα είχε καταστεί δυνατόν να ξετυλιχθεί προηγουμένως.

Το «ελάχιστο» κύτταρο διαθέτει 473 γονίδια. ‘Minimal’ cell raises stakes in race to harness synthetic life

Κάθε κύτταρο JCVI-syn3.0 περιέχει 473 γονίδια, ο μικρότερος αριθμός γονιδίων σε σχέση με κάθε άλλον ανεξάρτητο οργανισμό. Each cell of JCVI-syn3.0 contains just 473 genes, fewer than any other independent organism. Credit: Thomas Deerinck and Mark Ellisman/NCMIR/UCSD

Ερευνητές στις ΗΠΑ, με επικεφαλής τον διάσημο βιολόγο Κρεγκ Βέντερ, πρωτοπόρο στην ανάγνωση του ανθρωπίνου γονιδιώματος, σχεδίασαν και συνέθεσαν το ελάχιστο δυνατό γονιδίωμα ενός μονοκύτταρου οργανισμού, ενός βακτηρίου  (JCV-syn1.0) που περιέχει μόνο εκείνα τα γονίδια (473), τα οποία είναι τα απολύτως αναγκαία για να ζει.

Το επίτευγμα, που παρουσιάσθηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό «Science», αποτελεί συνέχεια και προέκταση του πρώτου συνθετικού βακτηριακού κυττάρου, που η ίδια ερευνητική ομάδα είχε δημιουργήσει το 2010, προκαλώντας αίσθηση διεθνώς. Άνοιξε από τότε ο δρόμος για τη συνθετική βιολογία, μέσα από τον σχεδιασμό ενός γονιδιώματος στον ηλεκτρονικό υπολογιστή, στη συνέχεια τη χημική δημιουργία του στο εργαστήριο και, τελικά, την μεταμόσχευσή του σε ένα κύτταρο, ώστε αυτό να ελέγχεται μόνο από το συνθετικό γονιδίωμα.

Craig Venter’s creation comes as CRISPR gene-editing methods provide alternative ways to tinker with life’s building blocks. Synthetic biologist Craig Venter, whose team embarked on its quest to whittle life down to its bare essentials two decades ago. Credit: Michael Lewis/Corbis Outline

Έκτοτε, ο Βέντερ και οι συνεργάτες του έβαλαν ως επόμενο στόχο να συνθέσουν ένα «μινιμαλιστικό» κύτταρο, που να μην περιέχει κανένα άλλο γονίδιο, παρά μόνο όσα χρειάζονται για να έχει ζωή με την απλούστερη δυνατή μορφή. Φαίνεται πως πλέον το πέτυχαν. Στο βάθος του ορίζοντα διαγράφεται η «αιρετική» προοπτική δημιουργίας ζωής εκ του μηδενός, γι’ αυτό, άλλωστε, ο Κρεγκ Βέντερ, που έχει δημιουργήσει την εταιρεία Synthetic Genomics, έχει κατηγορηθεί συχνά ότι «το παίζει Θεός».

Four design-build-test cycles produced JCVI-syn3.0.(A) The cycle for genome design, building by means of synthesis and cloning in yeast, and  testing for viability by means of genome transplantation. After each cycle, gene essentiality is reevaluated by global transposon mutagenesis. (B) Comparison of JCVI-syn1.0 (outer blue circle) with JCVI-syn3.0 (inner red circle), showing the division of each into eight segments. The red bars inside the outer circle indicate regions that are retained in JCVI-syn3.0. (C) A cluster of JCVI-syn3.0 cells, showing spherical structures of varying sizes (scale bar, 200 nm).

Οι ερευνητές εξ αρχής «δουλεύουν» σκοπίμως με το βακτήριο Μυκόπλασμα, το οποίο διαθέτει το μικρότερο γνωστό γονιδίωμα από κάθε άλλο κύτταρο που αναπαράγεται αυτόνομα. Αυτή τη φορά, μέσα από διαδοχικά πειράματα στα οποία δοκίμασαν τι συνέβαινε, όταν εξάλειφαν κάθε ένα από τα γονίδια του εν λόγω βακτηρίου, τελικά κατέληξαν στο ότι του αρκούν μόνο 473 για να έχει μια ανεξάρτητη ζωή και να πολλαπλασιάζεται. Κανένας γνωστός οργανισμός στη φύση δεν έχει τόσα λίγα γονίδια.

Παρά πάντως τις συνεχείς δοκιμές, οι ακριβείς βιολογικές λειτουργίες περίπου του ενός τρίτου (31%) των 473 γονιδίων του συνθετικού βακτηρίου δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί.

Πηγή: www.nature.com

Τώρα βλέπουμε διαφορετικό πρόσωπο της Σελήνης. Earth's moon wandered off axis billions of years ago, study finds

Σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό «Nature» ο άξονας της Σελήνης μετακινήθηκε από την θέση που είχε πριν από 3 δισεκατομμύρια χρόνια κατά 124 μίλια ή κατά 6 μοίρες. A new study published today in Nature reports Earth's moon wandered off its original axis roughly 3 billion years ago. Ancient lunar ice indicates the moon's axis slowly shifted location 125 miles, or 6 degrees, over 1 billion years. Credit: James Keane, U. of Arizona

Η Σελήνη δεν έδειχνε στη Γη πάντα το ίδιο «πρόσωπο». Ο άξονας περιστροφής της έχει μετακινηθεί κατά τουλάχιστον έξι μοίρες πριν από περίπου τρία δισεκατομμύρια χρόνια, πράγμα που σημαίνει ότι οι πόλοι του φεγγαριού δεν ήσαν στη σημερινή θέση τους, σύμφωνα με μια νέα επιστημονική έρευνα.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Μάθιου Ζίγκλερ του Ινστιτούτου Πλανητικής Επιστήμης στην Αριζόνα, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», μελετώντας παλαιότερα στοιχεία δορυφόρων της NASA σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, ανακάλυψαν ότι αυτή η δραματική μετακίνηση έχει αφήσει ακόμη τα ίχνη της στον δορυφόρο μας.

Billions of years ago, the moon's change in mass was internal -- the shift of a large, single mantle "plume." Ancient volcanic activity some 3.5 billion years ago melted a portion of the moon's mantle, causing it to bubble up toward its surface, like goo drifting in a lava lamp. Credit: James Keane, U of Arizona

Η αιτία για την κλίση του άξονα και την μετατόπιση των πόλων πιστεύεται ότι είναι η αρχαία γεωλογική και ηφαιστειακή δραστηριότητα κάτω από τη μεγαλύτερη σεληνιακή θάλασσα, τον «Ωκεανό των Καταιγίδων», που βρίσκεται στη φωτεινή πλευρά του δορυφόρου μας (και όπου σχηματίζεται η ψευδαίσθηση ενός ανθρώπινου προσώπου). Η μετακίνηση των έξι μοιρών ή περίπου 200 χιλιομέτρων δεν έγινε απότομα, αλλά αργά, σε διάστημα περίπου ενός δισεκατομμυρίου ετών.

Η υπόγεια ηφαιστειακή δραστηριότητα έλιωσε ένα τμήμα του μανδύα της Σελήνης (του στρώματος κάτω από τον φλοιό), ωθώντας το στην επιφάνεια, όπου σχημάτισε τις σημερινές τεράστιες εκτάσεις βασαλτικής λάβας. Παράλληλα, εκτός από το να αλλάξει το «πρόσωπο» του φεγγαριού, αυτή η σημαντική μετατόπιση μάζας προκάλεσε και τη σταδιακή μετατόπιση του σεληνιακού άξονα.

«Η ίδια αιτία που δημιούργησε τη σκούρα λάβα, η οποία σχημάτισε το "πρόσωπο του ανθρώπου" στο φεγγάρι, ευθύνεται επίσης για την μετατόπιση του άξονα - και έχει καταγραφεί στους πολικούς πάγους της Σελήνης» δήλωσε ο Ζίγκλερ.

A cross-section through the Moon, highlighting the antipodal nature of lunar polar volatiles (in purple), and how they trace an ancient spin pole. The reorientation from that ancient spin pole (red arrow) to the present-day spin pole (blue arrow) was driven by the formation and evolution of the Procellarum—a region on the nearside of the Moon associated with a high abundance of radiogenic heat producing elements (green), high heat flow, and ancient volcanic activity. Credit: James Tuttle Keane, University of Arizona

Σύμφωνα με τη νέα μελέτη, αυτό εξηγεί, επίσης, γιατί κάποτε οι πόλοι του φεγγαριού είχαν πολύ περισσότερους πάγους από ό,τι σήμερα. Λόγω της μετατόπισης των πόλων, ένα μεγάλο μέρος των πάγων έπαψαν να είναι κρυμμένοι από τον ήλιο και έλιωσαν.

Προηγούμενες μελέτες πάντως είχαν εκτιμήσει ότι ο άξονας της Σελήνης μπορεί να είχε «γείρει» πολύ περισσότερο, έως και 35 μοίρες σε σχέση με την αρχική θέση του. Συνεπώς το ζήτημα παραμένει μάλλον ανοιχτό, μέχρι να συλλεχθούν περισσότερα στοιχεία.

Discovery of lunar polar wander gains the moon entry into an extremely exclusive club. The only other planetary bodies theorized to have permanently shifted location of their axis are Earth, Mars, Saturn's moon Enceladus and Jupiter's moon Europa. What sets the moon apart is its polar ice, which appears to effectively "paint out" the path along which its poles moved. Credit: James Keane, U of Arizona

Μέχρι στιγμής, τα μόνα άλλα σώματα στο ηλιακό σύστημά μας που πιστεύεται ότι έχουν γνωρίσει στο παρελθόν παρόμοια μετακίνηση του άξονα περιστροφής και των πόλων τους, είναι η Γη, ο Άρης, ο δορυφόρος Εγκέλαδος του Κρόνου και ο δορυφόρος Ευρώπη του Δία.

Πηγή: M. A. Siegler et al. Lunar true polar wander inferred from polar hydrogen, Nature (2016). DOI: 10.1038/nature17166

Το ξανθό χρώμα είναι… έξυπνο λένε οι επιστήμονες. Study finds blondes have higher IQ than those with other hair colors

Etienne Adolphe Piot, A Blonde Beauty Holding a Book. Μεγάλη μελέτη δείχνει ότι οι ξανθές έχουν υψηλή νοημοσύνη. The study actually found that blondes tended to be slightly more intelligent than other people.

Το στερεότυπο -που είναι παγκόσμιο- θέλει τις ξανθιές να είναι χαζές (περιέργως οι ξανθοί την έχουν γλιτώσει), αλλά μια νέα αμερικανική επιστημονική έρευνα απομυθοποιεί αυτές τις κακίες. Στην πραγματικότητα, μάλιστα, ο δείκτης νοημοσύνης των ξανθιών είναι λίγο υψηλότερος από ό,τι των μελαχρινών.

Η μελέτη

Édouard Manet, La blonde aux seins nus, 1878. Blondes beat brunettes and redheads in the research tests conducted by scientists.

Ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Οχάιο ανέλυσαν τις επιδόσεις στα τεστ νοημοσύνης που είχαν περίπου 11.000 ξανθιές (φυσικές ξανθιές!) και τις συσχέτισαν με τις αντίστοιχες γυναικών με μαλλιά άλλου χρώματος (καστανά, μαύρα, κόκκινα).

Η μέση βαθμολογία μιας ξανθιάς ήταν 103,2 έναντι 102,7 μιας καστανομάλλας, 101,2 μιας κοκκινομάλλας και 100,5 μιας γυναίκας με μαύρα μαλλιά. Όσον αφορά τους ξανθούς, οι επιδόσεις στους στα τεστ δεν διαφέρουν σε τίποτε από εκείνες ανδρών με μαλλιά άλλου χρώματος.

Marilyn Monroe was the original blonde who played on misinformed 'dumb' perceptions. Getty Images

Ο επικεφαλής της μελέτης, καθηγητής Τζέι επεσήμανε ότι τέτοια διεθνή στερεότυπα όπως αυτό με τις ξανθιές, δυστυχώς «έχουν συχνά αρνητικές επιπτώσεις στις προσλήψεις, στις προαγωγές και σε άλλες κοινωνικές επαφές. Η νέα έρευνα δείχνει όμως ότι δεν πρέπει να υπάρχει καμία διάκριση κατά των ξανθών με βάση τη νοημοσύνη. Δεν μπορεί να πει κανείς με βεβαιότητα ότι οι ξανθιές είναι πιο έξυπνες, αλλά σίγουρα δεν είναι πιο χαζές» και πρόσθεσε ότι, αν τελικά έχουν ένα μικρό πλεονέκτημα οι ξανθιές, αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στο ότι, σύμφωνα με την μελέτη, φαίνεται να μεγαλώνουν συχνότερα σε οικογένειες που τους δίνουν περισσότερα ερεθίσματα. Η μελέτη δημοσιεύεται στο οικονομικό περιοδικό «Economics Bulletin».

Το όλο στερεότυπο πιθανώς ξεκίνησε από τη Γαλλία του 18ου αιώνα, εξαιτίας μιας πόρνης που είχε γίνει διάσημη για την ομορφιά της, αλλά όχι για την ανάλογη εξυπνάδα της. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αρκεί ένα «γράμμα» του DNA να αλλάξει για να γίνει ξανθιά μια μελαχρινή. Και, τέλος, μια μικρή λεπτομέρεια: το 3,5% των ξανθιών ανέφεραν ότι ήσαν φυσικές ξανθιές, ενώ δεν ήσαν...

Στους πόλους του Δία, το σέλας εκπέμπει ακτίνες Χ. Researchers Find What Causes Jupiter’s X-ray Aurora

Την αντίδραση του «γίγαντα» σε μια ηλιακή καταιγίδα τον Οκτώβριο του 2011 μελέτησαν οι ειδικοί με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Chandra. Το βόρειο και νότιο σέλας του Δία στη διάρκεια ηλιακής καταιγίδας το 2011. Το μοβ χρώμα αντιστοιχεί σε εκπομπή ακτίνων Χ. According to a study led by University College London researcher William Dunn, the solar wind is causing intense X-ray bursts over Jupiter’s polar regions. Solar storms are triggering X-ray auroras on Jupiter that are about 8 times brighter than normal over a large area of the planet. These Jovian auroras are hundreds of times more energetic than Earth’s aurora borealis. This composite image with data from NASA’s Chandra and Hubble shows Jupiter and its aurora during a giant solar storm on October 2, 2011. Image credit: X-ray – NASA / CXC / UCL / W. Dunn et al.; optical – NASA / STScI.

Στον μεγαλύτερο πλανήτη του Ηλιακού Συστήματος, το σέλας καλύπτει μια επιφάνεια μεγαλύτερη από την έκταση όλης της Γης. Κι όταν ο Ήλιος ξεσπά σε καταιγίδες, το σέλας γίνεται εκατομμύρια φορές πιο ισχυρό από ό,τι στη Γη, τόσο ισχυρό που λάμπει στο φάσμα των ακτίνων Χ.

Διεθνής ομάδα ερευνητών χρησιμοποίησε το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra για να παρατηρήσει την αντίδραση του Δία σε μια ηλιακή καταιγίδα που ξέσπασε τον Οκτώβριο του 2011.

Ο Ήλιος εκπέμπει ένα συνεχές ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που ονομάζεται ηλιακός άνεμος. Όταν ξεσπούν εκρήξεις στην επιφάνεια του Ήλιου, ο άνεμος γίνεται πολύ ισχυρότερος.

Καθώς τα σωματίδια των ηλιακών καταιγίδων ταξιδεύουν στο Διάστημα συναντούν τα μαγνητικά πεδία που περιβάλλουν πλανήτες όπως η Γη και ο Δίας. Τα φορτισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου εκτρέπονται από το μαγνητικό πεδίο και κατευθύνονται προς τον βόρειο και το νότιο πόλο. Εκεί, τα σωματίδια συγκρούονται με άτομα της ατμόσφαιρας και εκπέμπουν τις χαρακτηριστικές λάμψεις του σέλαος.

Λάμψη x 8

Jupiter’s aurora. Image credit: JAXA.

Στη διάρκεια της ηλιακής καταιγίδας του 2011, αναφέρουν οι ερευνητές, το βόρειο σέλας του Δία γίνεται οκτώ φορές λαμπρότερο. Την ίδια στιγμή, ο ισχυρός ηλιακός άνεμος συμπιέζει τη λεγόμενη μαγνητόσφαιρα του Δία, την περιοχή που ελέγχεται από το μαγνητικό πεδίο του Δία και θεωρείται μάλιστα η μεγαλύτερη δομή του Ηλιακού Συστήματος. Στη διάρκεια της καταιγίδας, το όριο της μαγνητόσφαιρας πλησιάζει τον Δία κατά δύο εκατομμύρια χιλιόμετρα.

«Υπάρχει μια συνεχής μάχη ανάμεσα στον ηλιακό άνεμο και τη μαγνητόσφαιρα του Δία» λέει ο Ουίλιαμ Νταν του University College του Λονδίνου, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης στην επιθεώρηση «Journal of Geophysical Research».

«Αυτό που θέλουμε είναι να κατανοήσουμε αυτήν την αλληλεπίδραση και τα αποτελέσματά της στον πλανήτη. Μελετώντας το πώς μεταβάλλεται το σέλας μπορούμε να μάθουμε περισσότερα για αυτήν την περιοχή του Διαστήματος που ελέγχεται από το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου. Αυτό είναι σημαντικό για την κατανόηση των αναρίθμητων μαγνητικών αντικειμένων στον Γαλαξία μας» εξηγεί.

Περισσότερα στοιχεία για το μηχανισμό της εκπομπής ακτίνων Χ από το σέλας αναμένονται από την αμερικανική αποστολή Juno, η οποία θα φτάσει στον Δία φέτος το καλοκαίρι και θα μελετήσει μεταξύ άλλων τη μαγνητόσφαιρα και το σέλας. Αυτό ίσως βοηθήσει τους πλανητολόγους να κατανοήσουν το πώς σχηματίστηκε ο Δίας και η ίδια η Γη.

Ένα δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Hunting for Big Bang neutrinos that could provide fresh insight on the origin of the universe

O φυσικός του Princeton, Chris Tully είναι ο επικεφαλής του πειράματος PTOLEMY. Princeton physicist Chris Tully in the PTOLEMY laboratory. Behind him are powerful superconducting magnets on either side of the vacuum chamber. (Photo by Elle Starkman/Office of Communications)

Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης προβλέπει την ύπαρξη της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου, η οποία συνίσταται από τα αρχέγονα φωτόνια που αποδεσμεύθηκαν από την ύλη 379.000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Η ακτινοβολία αυτή ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά τυχαία από τους Penzias και Wilson το 1964, και αντιστοιχεί σε θερμοκρασία 2,7 Kelvin, αποτελεί ένα από τα ισχυρότερα επιχειρήματα υπέρ της Μεγάλης Έκρηξης.

Η θεωρία προβλέπει επίσης την ύπαρξη του κοσμικού υποβάθρου βαρυτικών κυμάτων από την εποχή της πληθωριστικής διαστολής του σύμπαντος, 10^-35 δευτερόλεπτα μετά την Μεγάλη Έκρηξη (δυστυχώς οι αρχικοί ισχυρισμοί της ομάδας BICEP περί έμμεσης ανίχνευσής τους, αποδείχθηκαν λανθασμένοι), αλλά και την ύπαρξη του κοσμικού υποβάθρου νετρίνων, της υπολειπόμενης ακτινοβολίας νετρίνων, τα οποία αποδεσμεύθηκαν από την ύλη περίπου 1 δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη.  Αυτά τα νετρίνα σκοπεύει να ανιχνεύσει για πρώτη φορά το πείραμα PTOLEMY (Princeton Tritium Observatory for Light, Early- Universe, Massive-Neutrino Yield) στο πανεπιστήμιο Princeton στις ΗΠΑ.

Neutrinos and their weird subatomic ways could help us understand high-energy particles, exploding stars and the origins of matter itself. A colorized image shows the tracks of neutrinos as they zoom into a chamber. Illustration based on Fermilab Bubble Chamber image.

Η κοσμική ακτινοβολία των νετρίνων συνίσταται από τα νετρίνα που περίσσεψαν από την Μεγάλη Έκρηξη τα οποία κυκλοφορούν μέχρι σήμερα ανάμεσά μας. Το αρχέγονο σύμπαν περιείχε ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, φωτόνια  και νετρίνα σε θερμική ισορροπία μεταξύ τους.  Ένα δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη, πραγματοποιήθηκε η αποδέσμευση των νετρίνων από την ύλη καθώς στο σύμπαν βίωνε την λεγόμενη εποχή της ακτινοβολίας, όταν η θερμοκρασία του ήταν 1010Kelvin (που ισοδυναμεί με ενέργεια περίπου 1 MeV). Σήμερα εξαιτίας της διαστολής και της αντίστοιχης ψύξης του σύμπαντος η θερμοκρασία στην οποία αντιστοιχούν τα αρχέγονα νετρίνα είναι 1,95 Kelvin και η μέση πυκνότητά τους είναι 340 νετρίνα ανά κυβικό εκατοστό ή 56 νετρίνα του ηλεκτρονίου ανά κυβικό εκατοστό.

Τα νετρίνα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια σχεδόν χωρίς μάζα και ανήκουν στην κατηγορία των λεπτονίων. Νετρίνα, εκτός από τα αρχέγονα της  Μεγάλης Έκρηξης, δημιουργούνται συνεχώς διαμέσου των πυρηνικών αντιδράσεων σύντηξης στο εσωτερικό άστρων όπως ο ήλιος, κατά την έκρηξη των σουπερνόβα, στις αντιδράσεις των πυρηνικών εργοστασίων και κατά τη διάρκεια των φυσικών ραδιενεργών διασπάσεων. Στο εσωτερικό του σώματός μας σε κάθε δευτερόλεπτο απελευθερώνονται περίπου 5000 νετρίνα εξαιτίας των ραδιενεργών διασπάσεων του καλίου. Τα νετρίνα καταλαμβάνουν τη δεύτερη θέση, όσον αφορά τον αριθμό σωματιδίων σε ολόκληρο το σύμπαν, μετά τα σωματίδια του φωτός τα φωτόνια, που καταλαμβάνουν την πρώτη θέση. Αλληλεπιδρούν με την ύλη πολύ σπάνια, μόνο διαμέσου των ασθενών δυνάμεων και για τον λόγο αυτό μπορούν να διασχίσουν ανεπηρέαστα ανθρώπους, τοίχους, ακόμη και πλανήτες ολόκληρους. Γι αυτό η ανίχνευσή τους είναι πολύ δύσκολη.

Steven Weinberg: 'If we had the laws of nature tomorrow, we still wouldn't understand consciousness – or even turbulence…' Photograph: Jeff Wilson

Ο Steven Weinberg ήταν ο πρώτος που υπέδειξε μια μέθοδο ανίχνευσης  των νετρίνων του κοσμικού υποβάθρου διαμέσου της αντίδρασης: ν_e +³H –> ³He + e^–

View of the dilution refrigerator that will lower temperature to a small fraction of a degree above absolute zero when connected. (Photo by Elle Starkman/Office of Communications)

Το πείραμα PTOLEMY που θα ξεκινήσει το καλοκαίρι, έχει ως στόχο τον προσδιορισμό του φάσματος των ηλεκτρονίων που παράγονται από την παραπάνω αντίδραση, διαμέσου του οποίου θα αποκαλυφθούν τα αρχέγονα νετρίνα. Οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται στο πείραμα είναι πρωτόγνωρες, είτε όσον αφορά τον στόχο τριτίου (τρίτιο ενσωματωμένο σε γραφένιο), είτε όσον αφορά την ανίχνευση των ηλεκτρονίων που πρέπει να διαχωριστούν από τα ηλεκτρόνια της ακτινοβολίας β του τριτίου.

Η επιτυχία του πειράματος θα έχει τεράστιες κοσμολογικές συνέπειες. Ενώ η κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου μας δείχνει πως ήταν το σύμπαν 380.000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη, το κοσμικό  υπόβαθρο των νετρίνων θα μας πάει ακόμα πιο πίσω: ένα δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη!

Πηγή: www.pppl.gov

H ESA παρουσίασε το χωριό που θα φτιάξει στη Σελήνη. ESA Planning To Build An International Village… On The Moon

Θα λειτουργεί ως τόπος επιστημονικής έρευνας, εργασιών αλλά και τουρισμού. The ESA recently elaborated its plan to create a Moon base by the 2030s. Credit: Foster + Partners is part of a consortium set up by the European Space Agency to explore the possibilities of 3D printing to construct lunar habitations. Credit: ESA/Foster + Partners

Εδώ και καιρό ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) είχε διατυπώσει την πρόθεση να δημιουργήσει κάποιες εγκαταστάσεις διαβίωσης ανθρώπων στη Σελήνη. Στην πορεία οι επιτελείς της ESA ανέπτυξαν ένα πιο φιλόδοξο σχέδιο για την δημιουργία όχι απλά μιας μικρής βάσης αστροναυτών αλλά για την κατασκευή του «Χωριού της Σελήνης» όπως το ονόμασαν.

Almost 50 years since man first walked on the lunar surface, the head of the European Space Agency explains his vision for living and working on the Moon. Johann-Dietrich Woerner believes the next giant leap for humankind could be an international collaboration of space faring nations in the form of a Moon village. This village would be a permanent lunar base for science, business, tourism or even mining. Woerner explains how using the Moon’s own natural resources could help build and sustain a base by 3D printing a structure or building element. Robotic rovers could inflate protective domes for astronauts. He also discusses the potential hazards of living on the Moon as well as the possible locations of he lunar base and the advantages of a new global space project. Copyright: ESA

Ο Γιόχαν Ντίτριχ Βέρνερ, επικεφαλής της ESA ανακοίνωσε την Τρίτη ότι στόχος της υπηρεσίας είναι το σεληνιακό χωριό να είναι έτοιμο να κατοικηθεί μέχρι το 2030. Όπως ανέφερε το χωριό θα λειτουργεί και ως τόπος επιστημονικής έρευνας και ως τόπος ανάπτυξης επιχειρηματικών δραστηριοτήτων (π.χ ορυχείων) αλλά και ως τουριστικός προορισμός. Σε πρώτη φάση το χωριό θα αποτελείται από φουσκωτές κατοικίες αλλά σε δεύτερο στάδιο θα κατασκευαστούν μικρά οικήματα μέσω τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης με υλικά από το έδαφος της Σελήνης. Η ESA έδωσε στη δημοσιότητα και ένα βίντεο για το σεληνιακό χωριό που οραματίζεται.

Που θα γίνει

Οι επιτελείς της ESA έχουν μελετήσει πιθανά σημεία για την κατασκευή του χωριού και έχουν καταλήξει ότι ιδανικότερο είναι το λεκανοπέδιο Aitken στον Νότιο Πόλο της Σελήνης που έχει διάμετρο περίπου 2,5 χιλιάδες χλμ και μεγάλα υψώματα κάποια εκ των οποίων εκτείνονται πολλά χλμ πάνω από το δάπεδο του. Αυτά τα υψώματα τα λούζει μόνιμα το ηλιακό φως άρα αποτελούν ιδανικό τόπο δημιουργίας αποικιών που θα χρησιμοποιούν την άφθονη ηλιακή ενέργεια για να λειτουργούν.

Όμως κάποιοι ειδικοί υποστηρίζουν ότι εγκαταστάσεις κατοικίας ανθρώπων στη Σελήνη είναι προτιμότερο να γίνουν σε περιοχές των πόλων τις οποίες δεν βλέπει ποτέ το ηλιακό φως. Αυτό γιατί σε εκείνες τις περιοχές υπάρχουν αποθέματα νερού σε παγωμένη μορφή. Έτσι οι κάτοικοι αφενός θα επεξεργάζονται το παγωμένο νερό ώστε να γίνει πόσιμο και αφετέρου θα απομονώνουν το οξυγόνο και το υδρογόνο από αυτό για να συντηρούν ατμοσφαιρικά και ενεργειακά τις εγκαταστάσεις. 

Οι 3D κατοικίες

The ESAs plan for establishing a base on the Moon, which would rely on robotic workers and human astronauts. Credit: spaceflight.esa.int

Η ESA ανακοίνωσε πριν από λίγο καιρό ότι θα συνεργαστεί με τη φημισμένη αρχιτεκτονική εταιρεία Foster&Partners για την κατασκευή μικρών οικημάτων στη Σελήνη. Όπως υποστηρίζουν τα στελέχη της ESA η πρόοδος στην τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης (3D printing) θα επιτρέψει τη δημιουργία μικρών οικημάτων που θα είναι φτιαγμένα από το υλικά του εδάφους του φυσικού μας δορυφόρου. Τα πρώτα σχέδια που έδωσε στη δημοσιότητα η αρχιτεκτονική εταιρεία κάνουν λόγο για οικήματα στα οποία θα υπάρχει δυνατότητα παραμονής 4 ατόμων.

Οι σεληνιακές κατοικίες-βάσεις θα κατασκευάζονται από αυτόνομα ρομπότ, θα έχουν σχήμα θόλου και θα προστατεύουν πλήρως τους ανθρώπους από τις τοπικές κλιματικές συνθήκες, τη βλαβερή κοσμική ακτινοβολία αλλά και την πτώση μετεωριτών. Το 90% των οικημάτων θα κατασκευάζεται από σεληνιακά υλικά. Τα υλικά αυτά θα γίνονται πρώτα ένας πολτός ο οποίος στη συνέχεια θα αποτελεί το περιεχόμενο του μηχανήματος που μέσω ψεκασμού θα εκτυπώνει στερεά δομικά υλικά τα οποία και θα χρησιμοποιούνται στη κατασκευή του οικήματος.