Γαία: Χαρτογραφώντας ένα δισεκατομμύριο αστέρια του Γαλαξία. Gaia's billion-star map hints at treasures to come

To Gaia (καλλιτεχνική απεικόνιση) κινείται σε απόσταση 1,5 εκατ. χιλιομέτρων από τη Γη και σαρώνει τον ουρανό με δύο τηλεσκόπια καθώς περιστρέφεται. Η μεγαλύτερη απογραφή ουράνιων σωμάτων θα προσφέρει νέα γνώση για τη δημιουργία και εξέλιξη του Μίλκι Ουέι. Artist's impression of Gaia mapping the stars of the Milky Way. Credit: ESA/ATG medialab; background: ESO/S. Brunier

Είναι η μεγαλύτερη και ακριβέστερη απογραφή ουράνιων σωμάτων μέχρι σήμερα, ένας άθλος που θα προσφέρει νέες γνώσεις για τη δημιουργία και την εξέλιξη του Γαλαξία: οι υπεύθυνοι του ευρωπαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου Gaia παρουσίασαν την Τετάρτη το πρώτο τμήμα ενός τρισδιάστατου χάρτη με ένα δισεκατομμύριο άστρα.

Ο προκαταρκτικός χάρτης του Γαλαξία περιέχει κενά που θα συμπληρωθούν τα επόμενα χρόνια. An all-sky view of stars in our Galaxy – the Milky Way – and neighbouring galaxies, based on the first year of observations from ESA’s Gaia satellite, from July 2014 to September 2015. This map shows the density of stars observed by Gaia in each portion of the sky. Brighter regions indicate denser concentrations of stars, while darker regions correspond to patches of the sky where fewer stars are observed. Credit: ESA/Gaia/DPAC

«Το Gaia βρίσκεται στην αιχμή της Αστρονομίας, χαρτογραφώντας τον ουρανό σε ακρίβεια που παρέμενε ανέφικτη ως σήμερα» καμαρώνει ο Αλβάρο Χιμένεθ, διευθυντής Επιστήμης στην ευρωπαϊκή διαστημική υπηρεσία ESA.

Τα δεδομένα που δόθηκαν στη δημοσιότητα δίνουν την ακριβή θέση στον ουρανό και τη φωτεινότητα 1,142 δισεκατομμυρίων άστρων. Για περίπου δύο εκατομμύρια από τα άστρα αυτά, το διαστημικό τηλεσκόπιο προσδιόρισε επίσης την απόσταση και την φαινόμενη κίνηση στον ουρανό.

Θα χρειαστούν χρόνια μέχρι να ολοκληρωθεί η αποστολή του Gaia, ήδη όμως ο όγκος των δεδομένων είναι τόσο μεγάλος ώστε η ESA ζητά τη βοήθεια του κοινού για την ανάλυσή τους: όλες οι μετρήσεις είναι διαθέσιμες στο νέο πόρταλ Gaia Archive.
 
H παρουσίαση της πρώτης δόσης δεδομένων συνοδεύεται εξάλλου από 15 επιστημονικά άρθρα που δημοσιεύονται σε ειδικό τεύχος της επιθεώρησης Astronomy & Astrophysics.

To Gaia εκτοξεύτηκε το 2013 και κινείται σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίων από τη Γη. Περιλαμβάνει στην πραγματικότητα δύο τηλεσκόπια που προβάλλουν την εικόνα σε μια κάμερα του ενός gigapixel.

Το animation της ESA δείχνει πώς το Gaia σαρώνει τον ουρανό. A visualisation of how Gaia scanned the sky during its first 14 months of operations, between July 2014 and September 2015. The oval represents a projection of the celestial sphere, with different portions of the sky gradually appearing, according to when and how frequently they were scanned by Gaia. Credit: ESA/Gaia/DPAC; Acknowledgement: B. Holl (University of Geneva, Switzerland), A. Moitinho & M. Barros (CENTRA – University of Lisbon), on behalf of DPAC

To ένα δισεκατομμύριο άστρα που θα χαρτογραφήσει το Gaia αντιστοιχούν μόλις στο 1% των άστρων του Μίλκι Ουέι, παρόλα αυτά η αποστολή θεωρείται τεχνικός άθλος. Για την ανάλυση του πρώτου σετ δεδομένων εργάστηκαν συνολικά 450 επιστήμονες και προγραμματιστές από 20 ευρωπαϊκές χώρες, ανάμεσά τους και η Ελλάδα.

Μέχρι σήμερα, ο ακριβέστερος τρισδιάστατος χάρτης άστρων του Γαλαξία ήταν αυτός που δημιουργήθηκε από την ευρωπαϊκή αποστολή Hipparcos τις δεκαετίες του 1980 και 1990, και περιλάμβανε μόλις 100.000 άστρα.

Για να προσδιορίσουν την απόσταση και την κίνηση των πρώτων δύο εκατομμυρίων άστρων, οι ερευνητές συνδύασαν τα νέα δεδομένα του Gaia με τα δεδομένα του Hipparcos. Μπόρεσαν έτσι να διαχωρίσουν την «ιδία κίνηση» των άστρων, δηλαδή τη μετατόπισή τους στον ουρανό αποκλειστικά λόγω της κίνησής τους σε σχέση με τον Ήλιο, από τη λεγόμενη «παράλλαξη», η οποία οφείλεται μόνο στην κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο. Αυτό επέτρεψε τον υπολογισμό της πραγματικής ταχύτητας των άστρων στον Γαλαξία.

A virtual journey, from our Solar System through the Milky Way, based on data from the first release of ESA’s Gaia satellite. The journey starts by looking back at the Sun, surrounded by its eight planets. We then move away from the Sun and travel towards and around the Hyades star cluster, the closest open cluster to the Solar System, some 150 light-years away. The 3D positions of the stars shown in the animation are drawn from the Tycho-Gaia Astrometric Solution (TGAS), which combines information from Gaia’s first year of observations with the earlier Hipparcos and Tycho-2 Catalogues, both based on data from ESA’s Hipparcos mission. This new dataset contains positions on the sky, distances and proper motions of over two million stars. It is twice as precise and contains almost 20 times as many stars as the previous reference for astrometry, the Hipparcos Catalogue. The journey continues showing the full extent size of the stars contained in the Tycho-Gaia Astrometric Solution, all relatively near to the Sun, in the overall context of our Milky Way galaxy. The final Gaia catalogue will contain the most detailed 3D map ever made of the Galaxy, charting a billion stars – about 1% of the Milky Way’s stellar content – to unprecedented accuracy. Credit: ESA/Gaia/DPAC; Acknowledgement: S. Jordan & T. Sagristà Sellés (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg)

Με την ολοκλήρωση της χαρτογράφησης του Gaia, οι αστρονόμοι θα έχουν μια ακριβέστερη εικόνα για τη σημερινή δομή του Γαλαξία, και θα μπορούν να υπολογίσουν τις θέσεις ενός δισεκατομμυρίου άστρων στο μακρινό παρελθόν και το μακρινό μέλλον.

Και η μελέτη της εξέλιξης του Μίλκι Ουέι θα προσφέρει νέα στοιχεία για την εξέλιξη των γαλαξιών γενικά αλλά και του ίδιου του Σύμπαντος. Η αποστολή έχει ωστόσο και μια επιπλέον χρησιμότητα, καθώς το Gaia θα χαρτογραφήσει επίσης εκατοντάδες χιλιάδες αστεροειδείς του Ηλιακού Συστήματος, οι οποίοι θα μπορούσαν δυνητικά να απειλήσουν τη Γη.

Πηγή: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Gaia/Gaia_s_billion-star_map_hints_at_treasures_to_come

H αναγέννηση του μυστηριώδους άστρου SAO 244567. Astronomers observe star reborn in a flash

Αυτή η εικόνα του νεφελώματος Stingray, ένα πλανητικό νεφέλωμα 2.700 έτη φωτός από τη Γη, λήφθηκε το 1998. Στο κέντρο του νεφελώματος βρίσκεται το ταχέως εξελισσόμενο άστρο SAO 244567. Οι παρατηρήσεις που έγιναν κατά τα τελευταία 45 χρόνια έδειξαν ότι η θερμοκρασία της επιφάνειας του αστέρα αυξήθηκε κατά 40.000 βαθμούς Κελσίου περίπου. Τώρα οι νέες παρατηρήσεις του φάσματος του άστρου αποκαλύπτουν ότι το SAO 244567 άρχισε και πάλι να ψύχεται. This image of the Stingray nebula, a planetary nebula 2700 light-years from Earth, was taken with the Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) in 1998. In the centre of the nebula the fast evolving star SAO 244567 is located. Observations made within the last 45 years showed that the surface temperature of the star increased by almost 40,000 degrees Celsius. Now new observations of the spectra of the star have revealed that SAO 244567 has started to cool again. Credit: ESA/Hubble & NASA

Xρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής την Nicole Reindl του Πανεπιστημίου του Leicester, κατάφερε να μελετήσει την εξέλιξη ενός άστρου σε πραγματικό χρόνο. Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου 30 ετών παρατηρήθηκαν δραματικές αυξήσεις στη θερμοκρασία του άστρου SAO 244567. Τώρα το άστρο ψύχεται και πάλι, έχοντας «αναγεννηθεί», επιστρέφοντας σε μια προηγούμενη φάση της αστρικής του εξέλιξης. Έτσι το SAO 244567 αποτελεί το πρώτο αναγεννημένο άστρο που έχει παρατηρηθεί και στο στάδιο της ψύξης του και στο στάδιο της θέρμανσής του. Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.

Παρά το γεγονός ότι το σύμπαν αλλάζει συνεχώς, οι περισσότερες διαδικασίες είναι πολύ αργές για να παρατηρηθούν μέσα στη διάρκεια μιας ανθρώπινης ζωής. Όμως η περίπτωση του άστρου SAO 244567 αποτελεί την εξαίρεση στον κανόνα. Πρόκειται για το σπάνιο παράδειγμα ενός άστρου που μας επιτρέπει να παρακολουθήσουμε την εξέλιξή του σε πραγματικό χρόνο. Σε χρονικό διάστημα μόλις είκοσι ετών το άστρο έχει διπλασιάσει την θερμοκρασία του και ήταν δυνατή η παρατήρηση του ιονισμού της ύλης του περιβάλλοντός, που δημιουργήθηκε από παλαιότερη εκτίναξη ύλης, και σήμερα είναι γνωστό ως Νεφέλωμα Stingray.

Το άστρο SAO 244567, 2700 έτη φωτός από τη Γη, είναι το κεντρικό άστρο του νεφελώματος Stingray, και η εξέλιξή του αποκαλύπτεται στις παρατηρήσεις που έγιναν κατά τη διάρκεια των τελευταίων 45 ετών. Μεταξύ 1971 και 2002, η θερμοκρασία στην επιφάνεια του άστρου είχε εκτοξευθεί στους 40.000 βαθμούς Κελσίου. Τώρα οι νέες παρατηρήσεις που έγιναν αποκάλυψαν ότι το SAO 244567 έχει αρχίσει να ψύχεται και να διαστέλλεται.

Αυτό είναι πάρα πολύ ασυνήθιστο, και η ταχεία θέρμανση θα μπορούσε εύκολα να εξηγηθεί αν υποτεθεί ότι το SAO 244567 είχε μια αρχική μάζα τρεις με τέσσερις φορές τη μάζα του Ήλιου. Ωστόσο, τα δεδομένα δείχνουν ότι το SAO 244567 πρέπει να είχε μια αρχική μάζα περίπου όση του Ήλιου μας. Τέτοια άστρα μικρής μάζας συνήθως εξελίσσονται σε πολύ μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα, οπότε η γρήγορη θέρμανση αποτελούσε ένα μυστήριο για δεκαετίες.

Το 2014 η ερευνητική ομάδα της Reindl πρότεινε μια θεωρία που επιλύει το πρόβλημα της γρήγορης αύξησης της θερμοκρασίας του SAO 244567 παρά την μικρή του μάζα. Πρότειναν ότι η θέρμανση οφείλεται σε αυτό που είναι γνωστό ως έκλαμψη-ηλίου: μια σύντομη ανάφλεξη των πυρήνων του ηλίου έξω από τον αστρικό πυρήνα.

Αυτή η θεωρία έχει πολύ ξεκάθαρες επιπτώσεις όσον αφορά το μέλλον το άστρου SAO 244567: αν έχει πράγματι βιώσει μια τέτοια έκλαμψη, τότε αυτή θα εξανάγκασε το κεντρικό άστρο να αρχίσει να διασταλλεί και να επαναψυχθεί – επιστρέφοντας έτσι πίσω, σε μια προηγούμενη φάση της εξέλιξής του. Αυτό είναι ακριβώς ό,τι επιβεβαίωσε τις νέες παρατηρήσεις. Όπως εξηγεί η Reindl: “Η απελευθέρωση της πυρηνικής ενέργειας από την έκλαμψη αναγκάζει το ήδη πολύ μικρό άστρο να διαστέλλεται στις διαστάσεις ενός γίγαντα – το σενάριο της αναγέννησης”.

Δεν είναι το μόνο παράδειγμα τέτοιου είδους αστέρα, αλλά είναι η πρώτη φορά που ένα άστρο έχει παρατηρηθεί να υφίσταται έναν τέτοιο μετασχηματισμό τόσο κατά το στάδιο της θέρμανσής του όσο και κατά το στάδιο της ψύξης του.

Δεν υπάρχουν ακόμη πλήρη αστρικά μοντέλα εξέλιξης που να μπορούν να εξηγήσουν πλήρως τη συμπεριφορά του SAO 244567. Όπως εξηγεί η Reindl: “Απαιτούνται λεπτομερείς υπολογισμοί για να εξηγήσουν κάποιες μυστηριώδεις ακόμα λεπτομέρειες στη συμπεριφορά του SAO 244567. Αυτό δεν θα μας βοηθούσε μόνο στην κατανόηση του ίδιου του άστρου, αλλά θα μπορούσε επίσης να μας δώσει μια βαθύτερη κατανόηση της εξέλιξης των άστρων που βρίσκονται στο κέντρο πλανητικών νεφελωμάτων” .

Βίντεο: η εξέλιξη του άστρου SAO 244567 στα τελευταία 12.000 χρόνια

This animation shows the fast evolution of SAO 244567. The animation starts in the year 10,300 BC, when the star had a radius 152 times the size of the Sun and a surface temperature of about 3,500 degrees Celsius, giving it its orange colour. At this point of its life the star had already lost half of its initial mass. After 10,000 years the star slowly shrinks to only 40 times the size of the Sun; at the same time its temperature rises to 6,800 degrees Celsius, causing its colour to change to white-yellow. As the star heats up to about 20,000 degrees Celsius helium fusion inside the star suddenly gets re-ignited — the late thermal pulse. After the flash the star heats quickly and becomes a blue-white star with a temperature of 21,000 degrees Celsius, only 4 times larger than the Sun. SAO 244567 shrinks further until it is only a third the size of the Sun and reaches a temperature of 60,000 degrees Celsius; this status was reached in the year 2002. Now new observations show that the star is still blue and hot — at about 50,000 degrees Celsius — but has started to expand again: its size is about two thirds of our Sun. Within the next few hundreds of years SAO 244567 will expand back to its giant dimensions and also change its colour to orange — as shown at the end of the animation. Credit: ESA/Hubble, L. Calçada

Στο βίντεο παρατηρούμε την γρήγορη εξέλιξη του άστρου SAO 244567. Αρχίζει από την χρονολογία 10.300 π.Χ., όταν το άστρο είχε ακτίνα 52 φορές μεγαλύτερη από την ακτίνα του Ήλιου και η θερμοκρασία στην επιφάνειά του ήταν περίπου 3.500 βαθμούς Κελσίου, που του δίνει ένα πορτοκαλί χρώμα. Σε αυτό το σημείο της ζωής του, το αστέρι είχε ήδη χάσει το μισό της αρχικής του μάζας.

Μετά από 10.000 χρόνια το άστρο συρρικνώνεται αργά μέχρι να φτάσει 40 φορές το μέγεθος του Ήλιου, ενώ η θερμοκρασία του ανεβαίνει μέχρι του 6.800 βαθμούς Κελσίου, προκαλώντας αλλαγή του χρώματος σε λευκό-κίτρινο. Καθώς το άστρο θερμαίνεται μέχρι τους 20.000 βαθμούς Κελσίου, απότομα επανεκκινείται η σύντηξη του ηλίου στο εσωτερικό του άστρου – o τελευταίος θερμικός παλμός.

Μετά την έκλαμψη εξαιτίας της σύντηξης των πυρήνων ηλίου, το άστρο θερμαίνεται γρήγορα και γίνεται ένα μπλε-λευκό άστρο σε θερμοκρασία 21.000 βαθμούς Κελσίου, μόνο 4 φορές μεγαλύτερo από τον Ήλιο. Το άστρο SAO 244567 συρρικνώθηκε κι άλλο μέχρι να φτάσει στο ένα τρίτο του μεγέθους του Ήλιου και θερμοκρασία στους 60.0000 βαθμούς Κελσίου. Σ’ αυτή την κατάσταση είχε φτάσει το 2002. Τώρα οι νέες παρατηρήσεις δείχνουν ότι το άστρο είναι ακόμα μπλε και θερμό – στους 50.000 βαθμούς Κελσίου – αλλά άρχισε να διαστέλλεται και πάλι: το μέγεθός του είναι περίπου τα δύο τρίτα του Ήλιου.

Μέσα στα επόμενα εκατοντάδες χρόνια το άστρο SAO 244567 θα επεκταθεί πάλι στις γιγάντιες διαστάσεις του και θα αλλάξει επίσης το χρώμα του σε πορτοκαλί – όπως φαίνεται στο τέλος του βίντεο.

Πηγή: http://www.ras.org.uk/news-and-press/2906-astronomers-observe-star-reborn-in-a-flash

Stephen Hawking: Είναι οι μαύρες τρύπες «άτριχες»; Professor Stephen Hawking: Do black holes have no hair?

O John Wheeler εσήγαγε τον όρο “μαύρη τρύπα” αντικαθιστώντας την προηγούμενη «παγωμένο άστρο» και η ονομασία αυτή γνώρισε γρήγορα μεγάλη επιτυχία. Αλλά οι Γάλλοι, όντας Γάλλοι, διέκριναν στον όρο μια σκανδαλιστική σημασία. Για πολλά χρόνια αντιστέκονταν στην ονομασία “trous noir”, ισχυριζόμενοι πως είναι άσεμνη. Η προσπάθειά τους έμοιαζε λίγο με την προσπάθεια εξάλειψης νεολογισμών αγγλικής προέλευσης (Franglais), όπως το le weekend. Τελικά αναγκάστηκαν να ενδώσουν. Ένας εξωτερικός παρατηρητής δεν μπορεί να διακρίνει τι βρίσκεται στο εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας. Μπορείτε να πετάξετε οτιδήποτε μέσα της τηλεοράσεις, δακτυλίδια με διαμαντόπετρες ή ακόμη και τους χειρότερους εχθρούς σας. Τα μόνα που θα “συγκρατήσει στη μνήμη της” η μαύρη τρύπα θα είναι η συνολική μάζα, η στροφορμή και το ηλεκτρικό φορτίο. Ο John Wheeler πάλι εξέφρασε αυτή την αρχή της εξάλειψης των ιχνών με την εύγλωττο αστεϊσμό: “οι μαύρες τρύπες δεν έχουν τρίχες” – δεν αφήνουν πίσω τους ίχνη. Κατά τους Γάλλους, αυτό απλώς επιβεβαίωνε τις υποψίες τους. Από αυτή τη ρήση του Wheeler είναι εμπνευσμένος ο τίτλος της πρώτης διάλεξης του Hawking.

Tο BBC Radio 4 κάθε χρόνο καλεί έναν επιστήμονα για να μιλήσει σχετικά με την έρευνά του στο πλαίσιο των «Διαλέξεων Reith». Στις διαλέξεις Reith του 2016, προσκεκλημένος ομιλητής ήταν ο Stephen Hawking, που έδωσε δυο διαλέξεις.

Η πρώτη από αυτές δόθηκε στις 26 Ιανουαρίου 2016, με τίτλο: Είναι οι μαύρες τρύπες “άτριχες”; Μπορείτε να διαβάσετε την εν λόγω διάλεξη πατώντας ΕΔΩ (τα σχόλια – σημειώνονται με τα αρχικά DS – είναι του αρχισυντάκτη του BBC David Shukman).

Η ίδια διάλεξη του Hawking ακούγεται και στο βίντεο που ακολουθεί, ενώ ο καλλιτέχνης Andrew Park σχεδιάζει στον μαυροπίνακα τα σημεία – κλειδιά της διάλεξης:

Οι μαύρες τρύπες δεν είναι τόσο μαύρες όσο τις ζωγραφίζουμε

Στο τέλος της πρώτης διάλεξής του ο Hawking αναφέρεται στην σύνδεση, που πρώτος έκανε ο Jacob Bekenstein, της εντροπίας μιας μαύρης τρύπας με το εμβαδόν του ορίζοντα των γεγονότων της, λέγοντας πως αν ισχύει κάτι τέτοιο τότε θα έπρεπε να έχει και πεπερασμένη θερμοκρασία. Αυτό όμως θα σήμαινε ότι μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να βρίσκεται σε ισορροπία όσον αφορά τη θερμική ακτινοβολία, σε κάποια θερμοκρασία διαφορετική του απολύτου μηδενός. Αλλά μια μαύρη τρύπα εξ’ ορισμού ενώ απορροφά κάθε τι που πέφτει μέσα της, είναι αδύνατον εκπέμψει οτιδήποτε στο περιβάλλον, ούτε θερμότητα. Κι αυτό το παράδοξο εξηγεί ο Hawking στη δεύτερη διάλεξη.

Professor Hawking examines scientific thinking about black holes and challenges the idea that all matter and information is destroyed irretrievably within them. He explains his own hypothesis that black holes may emit a form of radiation, now known as Hawking Radiation. He discusses the search for mini black holes, and he advances a theory that information may remain stored within black holes in a scrambled.

Η δεύτερη διάλεξη του Hawking δόθηκε στις 2 Φεβρουαρίου του 2016 και είχε ως τίτλο: «Οι μαύρες τρύπες δεν είναι τόσο μαύρες όσο τις ζωγραφίζουμε». Μπορείτε να διαβάσετε την εν λόγω διάλεξη πατώντας ΕΔΩ.

Για όποιον επιθυμεί να διαβάσει τις μικρές αυτές διαλέξεις του Hawking στα ελληνικά υπάρχει λύση: θα τις βρει στο μικρό βιβλιαράκι που κυκλοφόρησε το καλοκαίρι από τις εκδόσεις κάτοπτρο με τίτλο: “Stephen Hawking, ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ, Οι διαλέξεις Reith του BBC”.

Πηγή: http://www.bbc.co.uk/programmes/b06pttqf 

– http://www.bbc.com/news/science-environment-35421439

Πώς ένας αρχαίος ιός καθόρισε άνδρες και γυναίκες. Placenta in females, muscle mass in males: Dual heritage of a virus

Νέα μελέτη επιβεβαιώνει το ρόλο τον ενδογενών ρετροϊών στην ανθρώπινη εξέλιξη, οδηγώντας παράλληλα στην επίλυση ενός μεγάλου βιολογικού μυστηρίου. It was already known that genes inherited from ancient retroviruses are essential to the placenta in mammals. Scientists have now revealed a new chapter in this astonishing story: these genes of viral origin may also be responsible for the more developed muscle mass seen in males. Cross section of mouse muscle (in blue: labeling of nuclei; in green: labeling of muscle fiber membranes). Normal male mice display larger muscle fibers than those seen in mutant, syncytin knock-out mice. Credit: François Redelsperger

Γονίδια αρχαίων ιών που ενσωματώθηκαν στο ανθρώπινο γονιδίωμα πριν από εκατομμύρια χρόνια όχι μόνο δεν επιβαρύνουν την υγεία αλλά είναι πλέον απαραίτητα για τη ζωή: τα ίδια γονίδια αρχαίων ιώσεων ευθύνονται για την ανάπτυξη του πλακούντα στις γυναίκες αλλά και την αυξημένη μυϊκή μάζα των ανδρών, υποδεικνύει νέα μελέτη.

Οι βιολόγοι γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι τα γονιδιώματα πολλών οργανισμών, ανάμεσά τους και ο άνθρωπος, περιλαμβάνουν αλληλουχίες που ενσωματώθηκαν στο γονιδίωμα λόγω μόλυνσης από αρχαίους «ρετροϊούς» - ιούς που χρησιμοποιούν ως γενετικό υλικό μόρια RNA αντί για DNA.

Αφού μολύνουν τα κύτταρα, οι ιοί αυτοί αντιγράφουν τις γενετικές πληροφορίες τους σε μόρια DNA, τα οποία στη συνέχεια ενσωματώνονται στα κύτταρα του ξενιστή, πολλές φορές για πάντα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τέτοιου ρετροϊού είναι ο HIV, του οποίου η εκρίζωση είναι δύσκολη ακριβώς επειδή το γενετικό υλικό του έχει γίνει αναπόσπαστο μέρος των κυττάρων του ασθενή.

Από εξελικτική άποψη, πάντως, μεγαλύτερη σημασία έχουν οι ρετροϊοί που μολύνουν κατά τύχη κύτταρα του αναπαραγωγικού συστήματος, οπότε κληροδοτούνται στις επόμενες γενιές. Σε αυτή την περίπτωση, ο ενσωματωμένος ιός ονομάζεται «ενδογενής».

Περίπου το 8% του γονιδιώματος του ανθρώπου και άλλων θηλαστικών αντιστοιχεί σε κατάλοιπα αρχαίων ιών. Τα περισσότερα από αυτά τα ξένα γονίδια παραμένουν αδρανή, άλλα όμως συνεχίζουν να λειτουργούν μέχρι και σήμερα παράγοντας πρωτεΐνες.

Ο συνδετικός κρίκος

Το 2000, αμερικανοί ερευνητές αποκάλυψαν ότι για τον σχηματισμό του πλακούντα είναι απαραίτητη η πρωτεΐνη η συγκυτίνη, η οποία έχει ιογενή προέλευση και υπάρχει σήμερα σε όλα τα θηλαστικά.

Τώρα, μια νέα διεθνής μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η συγκυτίνη ευθύνεται και για την αυξημένη μυϊκή μάζα των αρσενικών ποντικών - μια αναπάντεχη, δεύτερη δράση της αρχαίας ίωσης.

Αρσενικά ποντίκια που είχαν τροποποιηθεί γενετικά ώστε να μην παράγουν συγκυτίνη είχαν 20% μικρότερες μυϊκές ίνες και 20% λιγότερους κυτταρικούς πυρήνες σε σχέση με τα κανονικά ποντίκια, αναφέρει η διεθνής ερευνητική ομάδα στην επιθεώρηση «PLoS Genetics».

Το ερώτημα που προκύπτει είναι πώς η συγκυτίνη επιτελεί αυτές τις εντελώς διαφορετικές λειτουργίες σε αρσενικά και θηλυκά άτομα.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι αρχαίοι ιοί χρησιμοποιούσαν τη συγκυτίνη για να συγχωνευτούν με την εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου-στόχου. Και όπως φαίνεται, η συγκυτίνη στα θηλαστικά επιτελεί περίπου την ίδια λειτουργία: το εξωτερικό στρώμα του πλακούντα αποτελείται από πολλά κύτταρα που έχουν συντηχθεί σε ένα, ενώ οι μυϊκές ίνες επίσης προκύπτουν από πολλά επιμέρους κύτταρα που ενώνονται σε ένα μεγαλύτερο.

Η μελέτη αφενός επιβεβαιώνει το ρόλο τον ενδογενών ρετροϊών στην ανθρώπινη εξέλιξη, αφετέρου θα μπορούσε να οδηγήσει τελικά και στην επίλυση ενός μεγάλου βιολογικού μυστηρίου. Όπως λένε οι ερευνητές, αν ο ρόλος της συγκυτίνης επιβεβαιωθεί και σε άλλα θηλαστικά, η αρχαία αυτή πρωτεΐνη θα εξηγούσε γιατί τα αρσενικά άτομα σε πολλά είδη θηλαστικών είναι πιο μυώδη από τα θηλυκά, κάτι που δεν παρατηρείται συχνά στα ζώα που γεννούν αβγά.

Πηγή: François Redelsperger, Najat Raddi, Agathe Bacquin, Cécile Vernochet, Virginie Mariot, Vincent Gache, Nicolas Blanchard-Gutton, Stéphanie Charrin, Laurent Tiret, Julie Dumonceaux, Anne Dupressoir, Thierry Heidmann. Genetic Evidence That Captured Retroviral Envelope syncytins Contribute to Myoblast Fusion and Muscle Sexual Dimorphism in Mice. PLOS Genetics, 2016; 12 (9): e1006289 DOI: 10.1371/journal.pgen.1006289

Δεν είναι πίνακας ζωγραφικής, είναι πλαγκτόν! Plankton bloom in the Barents Sea captured by the Sentinel-2A satellite

Πραγματικά ιδιαίτερα εντυπωσιακή η όψη του πλαγκτόν στην Θάλασσα του Μπάρεντς από το Διάστημα. Although it may appear as a watercolour painting, this image is a natural-colour capture of a plankton bloom in the Barents Sea by the Sentinel-2A satellite. Plankton, the most abundant type of life found in the ocean, are microscopic marine plants that drift on or near the surface of the sea. They are sometimes referred to as ‘the grass of the sea’ because they are the basic food on which all other marine life depends. Credit: Contains modified Copernicus Sentinel data (2016), processed by ESA

Μια εκπληκτική φωτογραφία από την συγκέντρωση πλαγκτόν στην Θάλασσα του Μπάρεντς που βρίσκεται στις ανατολικές περιοχές του Αρκτικού Ωκεανού έστειλε ο ευρωπαϊκός δορυφόρος γεωσκόπησης Sentinel-2A. Οι υπεύθυνοι λειτουργίας του δορυφόρου έσπευσαν να σημειώσουν ότι η εικόνα δεν έχει υποστεί κάποια επεξεργασία και το φαινόμενο εμφανίζεται στα φυσικά του χρώματα. Η εικόνα αποτυπώνει το πώς το επονομαζόμενο «χόρτο της θάλασσας» μεταβάλλει το χρώμα του νερού φαινόμενο που προκαλείται από την χλωροφύλλη του πλαγκτόν.

Με τον όρο πλαγκτόν χαρακτηρίζεται γενικά το σύνολο έμβιων οργανισμών που αναπτύσσονται στην επιφάνεια των ωκεανών, θαλασσών και λιμνών και αποτελεί την βασική τροφή για την πλειοψηφία των ψαριών και γενικά των υδρόβιων οργανισμών από την σαρδέλα μέχρι τις φάλαινες. Επιπλέον τα συστατικά του πλαγκτόν και ειδικότερα οι χρωστικές του ουσίες μπορούν να μετατρέπουν ανόργανη ύλη όπως το νερό, το άζωτο, και ο άνθρακας σε οργανική επιτρέποντας την απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα.

Τα δελφίνια τα… λένε μεταξύ τους. Dolphins recorded having a conversation 'just like two people' for first time

Άλλη μια απόδειξη της υψηλής νοημοσύνης των δελφινιών το γεγονός ότι έχουν αναπτύξει σύνθετο κώδικα επικοινωνίας μεταξύ τους. Dolphins use pulsed clicks in the same way that humans use words, scientists have found. A dolphin swims into a bar... (Jeff K/Flickr)

Τα δελφίνια επικοινωνούν μεταξύ τους όπως δύο άνθρωποι, σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι οποίοι για πρώτη φορά πιστεύουν ότι κατέγραψαν και ανέλυσαν μια τετ-α-τετ συνομιλία.

Η ανακάλυψη

A graphic showing Yasha and Yana 'chatting' in their pool.

Μπορεί να μην είναι δυνατό -ακόμη τουλάχιστον- να καταλάβουμε τη δελφινογλώσσα, αλλά φαίνεται πως αυτή υπάρχει και χρησιμοποιείται ως μέσο επικοινωνίας ανάμεσα στα πανέξυπνα και κοινωνικά δελφίνια.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Ρώσο δρ. Βιατσεσλάβ Ριάμποφ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Physics and Mathematics», ηχογράφησαν με υποθαλάσσιο μικρόφωνο στη Μαύρη Θάλασσα δύο ρινοδέλφινα (είναι πολύ κοινά και στην Ελλάδα), που έμοιαζαν να συνομιλούν.

Οι ήχοι

The groups of pulsed clicks produced by Yana (down arrows) and Yasha (up arrows) during their conversation.

Η ανάλυση των ήχων διέκρινε τους ήχους («φωνές») του ενός δελφινιού από του άλλου και φανέρωσε μια δομή στη συνομιλία, καθώς κάθε δελφίνι άκουγε μια «πρόταση» από «κλικ» του άλλου χωρίς να το διακόπτει και μετά του απαντούσε ανάλογα.

«Ουσιαστικά αυτή η ανταλλαγή μοιάζει με τη συνομιλία ανάμεσα σε δύο ανθρώπους» δήλωσε ο Ριάμποφ. «Η ανάλυση των ήχων δείχνει πως δεν διακόπτουν το ένα το άλλο, πράγμα που μας κάνει να πιστεύουμε ότι ακούνε, προτού απαντήσουν» πρόσθεσε.

Εδώ και χρόνια, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα δελφίνια, που είναι θαλάσσια θηλαστικά, χρησιμοποιούν διακριτούς ήχους -πάνω από 1.000- για να δείξουν χαρά ή στρες, την εύρεση τροφής, τον αποχωρισμό από την ομάδα τους κ.α. Ήταν όμως ασαφές κατά πόσο αυτή η επικοινωνία γίνεται και σε «διαπροσωπική» βάση.

Η ένταση

The two Black Sea bottlenose dolphins, Yasha and Yana, were observed waiting for the other to finish their 'sentence' before replying back. 

Τώρα, μετά και τη νέα μελέτη, θεωρείται πιθανό πως τα δελφίνια αλλάζουν σκοπίμως την ένταση και τη συχνότητα των «κλικ» τους, προκειμένου να δημιουργήσουν ένα είδος δελφινο-λέξεων, τις οποίες βάζουν στη σειρά (έως πέντε «λέξεις») για να σχηματίσουν «προτάσεις» και να «τα πουν» μεταξύ τους.

Σύμφωνα με τον Ριάμποφ, «η (υποθετική) γλώσσα τους έχει όλα τα βασικά χαρακτηριστικά της ανθρώπινης ομιλούμενης γλώσσας, πράγμα που δείχνει υψηλό επίπεδο νοημοσύνης και συνείδησης. Η γλώσσα των δελφινιών, κατά τα φαινόμενα, θα μπορούσε να θεωρηθεί μια άκρως ανεπτυγμένη ομιλούμενη γλώσσα, παρόμοια με την ανθρώπινη».

Εδώ και 25 εκατομμύρια χρόνια τα δελφίνια διαθέτουν εγκεφάλους κάπως μεγαλύτερους και πιο πολύπλοκους από των ανθρώπων. Όπως είπε ο Ριάμποφ, «οι άνθρωποι πρέπει να κάνουν το πρώτο βήμα για να αναπτύξουν σχέσεις με τους πρώτους έξυπνους κατοίκους του πλανήτη Γη, δημιουργώντας συσκευές ικανές να ξεπερνούν τα φράγματα, που στέκονται ανάμεσα στις δύο γλώσσες και στην επικοινωνία δελφινιών και ανθρώπων». Με άλλα λόγια, στο μέλλον μάλλον θα πρέπει να μάθουμε και άλλες ξένες γλώσσες!

Εκπληκτικός κοσμικός ανεμοστρόβιλος. Into the storm

Ένα ανεμοστρόβιλο λαμπρών αερίων και σκουρόχρωμης σκόνης με φόντο νεαρά καυτά άστρα συνέλαβε ο φακός του Hubble. This shot from the NASA/ESA Hubble Space Telescope shows a maelstrom of glowing gas and dark dust within one of the Milky Way’s satellite galaxies, the Large Magellanic Cloud (LMC). This stormy scene shows a stellar nursery known as N159, an HII region over 150 light-years across. N159 contains many hot young stars. These stars are emitting intense ultraviolet light, which causes nearby hydrogen gas to glow, and torrential stellar winds, which are carving out ridges, arcs, and filaments from the surrounding material. At the heart of this cosmic cloud lies the Papillon Nebula, a butterfly-shaped region of nebulosity. This small, dense object is classified as a High-Excitation Blob, and is thought to be tightly linked to the early stages of massive star formation. N159 is located over 160 000 light-years away. It resides just south of the Tarantula Nebula (heic1402), another massive star-forming complex within the LMC. It was previously imaged by Hubble’s Wide Field Planetary Camera 2, which also resolved the Papillon Nebula for the first time. Credit: ESA/Hubble & NASA

Μια ακόμη εντυπωσιακή εικόνα του Σύμπαντος προσέθεσε στην γιγάντια συλλογή του το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Αυτή τη φορά κατέγραψε ένα εκπληκτικό κοσμικό φαινόμενο στο Μεγάλο Μαγγελανικό Νέφος, ένα γειτονικό μας γαλαξία που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 160 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς. Η εικόνα αποτυπώνει ένα ανεμοστρόβιλο λαμπερών αερίων και σκουρόχρωμης σκόνης.

A NASA/ESA Hubble Space Telescope view of a turbulent cauldron of starbirth, called N159, taking place 170,000 light-years away in our satellite galaxy, the Large Magellanic Cloud (LMC). Torrential stellar winds from hot newborn massive stars within the nebula sculpt ridges, arcs, and filaments in the vast cloud, which is over 150 light-years across. Credit: M. Heydari-Malayeri (Paris Observatory) and NASA/ESA

Ο ανεμοστρόβιλος αυτός βρίσκεται μέσα στην περιοχή Ν159 η οποία έχει διάμετρο 150 ετών φωτός και αποτελεί ένα εργοστάσιο παραγωγής νέων άστρων. Στην περιοχή αυτή υπάρχουν πολλά νεογέννητα καυτά άστρα που εκπέμπουν έντονη υπεριώδη ακτινοβολία η οποία παράγει με τη σειρά της έντονους αστρικούς ανέμους που «σμιλεύουν» την κοσμική ύλη με την οποία έρχονται σε επαφή. Η ακτινοβολία επίσης «υποχρεώνει»  αέρια όπως το υδρογόνο να λάμπουν δημιουργώντας το οπτικό υπερθέαμα που κατέγραψε το Hubble. Όπως είναι ευνόητο τέτοιες εικόνες βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα διάφορα κοσμικά φαινόμενα.