Θέλουν να διαβάσουν το DNA όλης της ζωής στη Γη! Biologists propose to sequence the DNA of all life on Earth

To DNA που υπάρχει σε όλο τον πλανήτη μας θέλουν να «αποκτήσουν» οι επιστήμονες. Can biologists sequence the genomes of all the plants and the animals in the world, including this greater bird of paradise in Indonesia? Credit: TIM LAMAN/National Geographic Creative

Μία ομάδα βιολόγων ανακοίνωσε ένα άκρως φιλόδοξο σχέδιο: να «διαβάσει» (αλληλουχίσει) το DNA όλης της ζωής που υπάρχει πάνω στη Γη.

Το σχέδιο

Η πρόταση παρουσιάσθηκε στο πλαίσιο του συνεδρίου «BioGenomics2017» που διοργάνωσαν στην Ουάσιγκτον Αμερικανοί και Κινέζοι γενετιστές. Επικεφαλής της πρωτοβουλίας, που ήδη ονομάσθηκε Πρόγραμμα ΒιοΓονιδιώματος της Γης (Earth BioGenome Project-EBP), είναι ο εξελικτικός γενετιστής Χάρις Λιούιν του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Ντέιβις.

Κατά καιρούς έχουν ανακοινωθεί φιλόδοξα σχέδια στο πεδίο της γενετικής, όπως η Βιοτράπεζα της Βρετανίας (UK Biobank) που υπόσχεται να αποκωδικοποιήσει τα γονιδιώματα 500.000 ανθρώπων ή η προσπάθεια της Ισλανδίας να μελετήσει το DNA όλου του πληθυσμού της. Όμως η πρόθεση να αποκωδικοποιηθεί το γονιδίωμα κάθε ζωντανής μορφής πάνω στον πλανήτη μας, είναι ένα όραμα ασφαλώς πολύ μεγαλύτερης κλίμακας.

Μερικοί επιστήμονες ήδη κάνουν παραλληλισμούς με το Πρόγραμμα Ανθρωπίνου Γονιδιώματος (Human Genome Project), που όταν αρχικά προτάθηκε, είχε επικριθεί ως μη ρεαλιστικό, αλλά τελικά πέτυχε την αλληλούχιση του ανθρωπίνου DNA.

Το Πρόγραμμα ΒιοΓονιδιώματος της Γης βρίσκεται ακόμη στη φάση του σχεδιασμού. Το σχέδιο δεν έχει εξασφαλίσει την αναγκαία χρηματοδότηση, που εκτιμάται σε αρκετά δισεκατομμύρια δολάρια (μεγαλύτερο του κόστους για την ανάγνωση του πρώτου ανθρωπίνου γονιδιώματος, που έφθασε τα 4,8 δισεκατομμύρια δολάρια σε σημερινές τιμές), συνεπώς δεν είναι καθόλου σίγουρο ότι θα υλοποιηθεί.

Η εκκίνηση

Οι ερευνητές θα ξεκινήσουν με τους ευκαρυωτικούς οργανισμούς. In this representation of the tree of life, there are very few completed genomes (red lines in inner rim) among named eukaryotes (green), but many more among bacteria (blue) and archaea (purple). Among the  millions of eukaryotic species, there are even relatively few lower resolution genome sequences (blue, light and dark gray). Credit: Keith A. Crandall, David B. Stern, and Jimmy Bernot of The George Washington University’s Computational Biology Institute

Οι οραματιστές βιολόγοι, σύμφωνα με το «Science»,  σκοπεύουν να κάνουν το πρώτο βήμα εστιάζοντας στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς (που διαθέτουν πυρήνα στο κύτταρό τους), μια τεράστια ομάδα έμβιων όντων που περιλαμβάνει όλα τα φυτά και ζώα, καθώς και τους μονοκύτταρους οργανισμούς όπως οι αμοιβάδες.

Ο αρχικός στόχος είναι να αλληλουχηθεί με λεπτομέρεια το DNA ενός μέλους κάθε ευκαρυωτικής οικογένειας (περίπου 9.000), ώστε να δημιουργηθούν γονιδιώματα αναφοράς για κάθε μία από αυτές, τα οποία θα είναι ανάλογα με το ανθρώπινο γονιδίωμα αναφοράς. Το επόμενο βήμα θα είναι η ανάγνωση του γονιδιώματος ενός είδους από κάθε ένα από τα 150.000 έως 200.000 γένη (στη συστηματική ταξινόμηση της ζωής, τα συγγενικά είδη απαρτίζουν ένα γένος και τα συγγενικά γένη μια οικογένεια).

Στο τελικό στάδιο, αναμένεται η ανάλυση του γονιδιώματος (με λιγότερες λεπτομέρειες) καθενός από τα 1,5 εκατομμύρια εναπομένοντα γνωστά ευκαρυωτικά είδη. Μέχρι σήμερα, από όλο το δέντρο της ζωής, έχουν «διαβασθεί» πολύ λίγα πλήρη γονιδιώματα ευκαρυωτικών οργανισμών και πολύ περισσότερα γονιδιώματα μη ευκαρυωτικών (βακτηρίων και αρχαίων).

Αν και φαντάζει μεγαλεπήβολη, η ιδέα μπορεί να είναι πραγματοποιήσιμη, αν βρεθούν τα χρήματα και σε χρονικό ορίζοντα μεγαλύτερο της δεκαετίας. Το κόστος αλληλούχισης (ανάγνωσης) ενός γονιδιώματος πέφτει συνεχώς χάρη στη νέα τεχνολογία και αυτό αποτελεί μεγάλο «όπλο». Η αμερικανική εταιρεία γενετικής Complete Genomics ανακοίνωσε στο συνέδριο «BioGenomics2017» ότι σε ένα έτος θα μπορεί να αλληλουχίσει ένα ευκαρυωτικό γονιδίωμα με κόστος μόνο 100 δολάρια.

Ένα βασικό ερώτημα είναι κατά πόσο θα βρεθεί μεγάλη και σε βάθος χρόνου χρηματοδότηση για ένα πρόγραμμα που δεν μελετά τους ίδιους τους ανθρώπους. Πάντως τα μεγαλύτερα ινστιτούτα γενετικής στον κόσμο, όπως το βρετανικό Wellcome Trust Sanger Institute και το κινεζικό Beijing Genomics Institute (BGI) έχουν εκφράσει την υποστήριξή τους στο σχέδιο.  Όμως η όλη προσπάθεια θα πρέπει να διεθνοποιηθεί περαιτέρω, με τη συμμετοχή επιστημόνων από αναπτυσσόμενες χώρες, όπου υπάρχει και η μεγαλύτερη βιοποικιλότητα. Η λήψη δειγμάτων DNA από τις πιο απομονωμένες γωνιές της Γης μπορεί να αποτελέσει τελικά την μεγαλύτερη -και πιο δαπανηρή- πρόκληση.

Πηγές: http://www.sciencemag.org/news/2017/02/biologists-propose-sequence-dna-all-life-earth - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=864743

Ρεύμα από τριαντάφυλλο! A rose to store energy

Το εντυπωσιακό «ηλεκτρικό» τριαντάφυλλο διαθέτει ενσωματωμένα ηλεκτρονικά σύρματα και κυκλώματα. This is no ordinary rose. It is a cyborg! Tiny wires run through its stem, carrying electricity from one metal pin to the other. Credit: Eleni Stavrinidou / Liu

Ερευνητές στη Σουηδία, με επικεφαλής μία Ελληνίδα επιστήμονα, δημιούργησαν το πρώτο ζωντανό φυτό, ένα τριαντάφυλλο, που διαθέτει ενσωματωμένα ηλεκτρονικά σύρματα και κυκλώματα, έτσι ώστε να λειτουργεί ως υπερ-πυκνωτής. Το ηλεκτρονικό φυτό (e-Plant) είναι ικανό να αποθηκεύει ηλεκτρικά φορτία (άρα ηλεκτρική ενέργεια) και μάλιστα να φορτίζεται και να εκφορτίζεται εκατοντάδες φορές.

Το επίτευγμα

This is a supercapacitor Rose from Laboratory of Organic Electronic, Linköping University. Credit: Thor Balkhed

Επιστήμονες του Εργαστηρίου Οργανικών Ηλεκτρονικών του Πανεπιστημίου της πόλης Λινκέπινγκ, με επικεφαλής την επίκουρη καθηγήτρια Ελένη Σταυρινίδου, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην δημοσίευση «PNAS». Οι πυκνωτές είναι συσκευές (διατάξεις) που χρησιμεύουν ως μέσο αποθήκευσης ηλεκτρικού φορτίου και επομένως ηλεκτρικής ενέργειας. Αποτελούνται από δύο μεταλλικούς αγωγούς που διαχωρίζονται μεταξύ τους από ένα μονωτικό υλικό.

Η ερευνητική ομάδα της Σταυρινίδου και του καθηγητή Μάρκους Μπέργκρεν αναπτύσσουν εδώ και λίγα χρόνια πρωτοποριακά ηλεκτρονικά εντός των φυτών, με τρόπο που τελικά τα ίδια τα φυτά γίνονται ηλεκτρονικά, αποτελώντας πλέον ένα υβρίδιο μεταξύ βιολογίας και ηλεκτρονικής.

Τον Νοέμβριο του 2015, οι ερευνητές είχαν κάνει ένα ουσιαστικό βήμα με τη δημιουργία του πρώτου τρανζίστορ μέσα σε φυτό, που είχε παρουσιασθεί στο περιοδικό «Science Advances». Κατάφεραν τα κάνουν τα τριαντάφυλλα να απορροφήσουν ένα αγώγιμο διάλυμα πολυμερούς υλικού, το οποίο σχημάτισε σύρματα μέσα στο κοτσάνι (βλαστό) του φυτού. Έχοντας ένα ηλεκτρόδιο σε κάθε άκρο και μία πύλη στη μέση, δημιουργήθηκε έτσι το πρώτο φυτικό τρανζίστορ.

Το υλικό

Under a microscope, the wires running through the rose’s stem look like thick black lines. The darker ones are closer, the grayer ones are deeper back. Credit: Eleni Stavrinidou / Liu

Τώρα, οι ερευνητές πήγαν παραπέρα, καθώς βελτίωσαν το πολυμερές υλικό τους, μία διαλυτή στο νερό υδρογέλη, έτσι ώστε, εκτός από το βλαστό, να σχηματίζει σύρματα σε όλο το τριαντάφυλλο, στα φύλλα και στα πέταλα. Οι επιστήμονες δημιούργησαν πυκνωτές, χρησιμοποιώντας τα οργανικά σύρματα μέσα στο φυτό ως ηλεκτρόδια και τον φυτικό ιστό ανάμεσα στα σύρματα ως μονωτικό υλικό. Ο φυτικός-ηλεκτρονικός πυκνωτής ήταν σταθερός για πολλές φορτίσεις-εκφορτίσεις, με χωρητικότητα 20 F ανά κυβικό εκατοστό.

Eleni Stavrinidou is a postdoctoral scholar in the Laboratory of Organic Electronics of Linkoping University since 2014. She received her BSc in Physics in 2008 from Aristotle University of Thessaloniki (Greece) and then her MSc in Nanotechnology from the same university, in 2010. She then joined the Department of Bioelectronics of the Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne (France) where she completed her PhD in 2013. Her work there focused on understanding and engineering ion transport in conducting polymers. At LiU she is currently working on interfacing organic bioelectronics with plants.

«Καταφέραμε να φορτίσουμε επανειλημμένως το τριαντάφυλλο, εκατοντάδες φορές, χωρίς καμία απώλεια στην απόδοση της συσκευής. Τα επίπεδα ενεργειακής αποθήκευσης που πετύχαμε, είναι της ίδιας τάξης μεγέθους με εκείνα των υπερπυκνωτών» δήλωσε η δρ Σταυρινίδου. «Η έρευνά μας είναι σε πολύ αρχικό στάδιο και το τι θα φέρει το μέλλον, αποτελεί ακόμη ανοιχτό ερώτημα», πρόσθεσε.

Μεταξύ των πιθανών μελλοντικών πρακτικών εφαρμογών, είναι τα αυτόνομα ενεργειακά συστήματα, η πιθανότητα τροφοδοσίας ηλεκτρονικών αισθητήρων και διαφόρων διακοπτών από τέτοια ηλεκτρονικά φυτά, αλλά και η δημιουργία κυψελών καυσίμων μέσα στα φυτά.

Πηγές:  http://advances.sciencemag.org/content/1/10/e1501136 - http://www.tovima.gr/science/technology-planet/article/?aid=864541

Ιστορική διαστημική αποστολή ανακοίνωσε η Space X. SpaceX Plans to Send 2 Tourists Around Moon in 2018

Δύο πολίτες «τουρίστες» θα ταξιδέψουν πιο γρήγορα και πιο μακριά στο Διάστημα από οποιονδήποτε αστροναύτη μέχρι σήμερα. A rendering of the SpaceX Falcon Heavy rocket that may be used to launch two people on a journey around the moon. Credit: SpaceX

Η ιδιωτική αμερικανική διαστημική εταιρεία SpaceX ανακοίνωσε ότι θα στείλει δύο ιδιώτες «τουρίστες» σε πτήση γύρω από τη Σελήνη έως το τέλος του 2018. Την ανακοίνωση έκανε ο μεγιστάνας, οραματιστής και ιδρυτής της εταιρείας Έλον Μασκ. Η αποστολή αποκτά ιστορικές διαστάσεις επειδή αν τελικά πραγματοποιηθεί οι δύο τουρίστες θα ταξιδέψουν πιο γρήγορα και πιο μακριά από οποιονδήποτε άνθρωπο έχει περάσει τα σύνορα της Γης μέχρι σήμερα.

Η αποστολή

Elon Musk. CREDIT: AP

Η εταιρεία θα χρησιμοποιήσει το νέο μεγάλο πύραυλό της ‘Falcon Heavy" (πρόκειται για έναν ενισχυμένο πύραυλο ‘Falcon 9'), ο οποίος θα στείλει επι πληρωμή στο φεγγάρι δύο επιβάτες μέσα στη διαστημική κάψουλα Dragon. Έγινε γνωστό ότι οι δύο -προς το παρόν ανώνυμοι- ιδιώτες προσέγγισαν μόνοι τους τη SpaceX ζητώντας να πάνε στο φεγγάρι και ήδη έχουν καταβάλει ένα σημαντικό μέρος του σημαντικού κόστους της αποστολής, σύμφωνα με ανακοίνωση της εταιρείας.

Οι δύο διαστημικοί τουρίστες γνωρίζονται μεταξύ τους και όταν ολοκληρωθούν οι ιατρικές εξετάσεις τους θα γίνουν γνωστά τα ονόματά τους. Οι δύο επιβάτες που θα εκπαιδευθούν κατάλληλα, θα είναι μόνοι τους στο διαστημικό σκάφος και η βόλτα τους γύρω από τη Σελήνη θα διαρκέσει μία εβδομάδα.

Όταν η αποστολή ξεκινήσει θα έχουν περάσει περίπου 45 χρόνια από την τελευταία αποστολή ανθρώπου στη Σελήνη (η τελευταία επανδρωμένη αποστολή «Απόλλων» της NASA έγινε το 1972). Θα είναι έτσι η πρώτη φορά που ένας άνθρωπος θα ταξιδέψει ξανά πέρα από την τροχιά του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού.

Σύμφωνα με τον Μασκ, «οι δύο επιβάτες θα ταξιδέψουν ταχύτερα και μακρύτερα στο ηλιακό σύστημα από οποιονδήποτε άλλον πριν από αυτούς». Επεσήμανε επίσης ότι «ασφαλώς δεν είναι αφελείς. Θα κάνουμε ό,τι μπορούμε για να ελαχιστοποιήσουμε τον κίνδυνο γι' αυτούς, αλλά δεν θα είναι μηδενικός».

Το ταξίδι

The inside of the Manned Dragon V2 Space Taxi. CREDIT: BLOOMBERG

Το Dragon, όπως είπε ο Μασκ, δεν θα προσεληνωθεί. Θα προσεγγίσει πολύ στην επιφάνεια του φεγγαριού, μετά θα απομακρυνθεί στο διάστημα και τελικά θα επιστρέψει με αλεξίπτωτο στη Γη. Το συνολικό ταξίδι μπορεί να είναι 500.000 έως 650.000 χιλιόμετρα, ανάλογα με την τελική τροχιά του σκάφους, που θα μοιάζει με εκείνη της αποστολής «Απόλλων 8».

Η τουριστική πτήση θα πραγματοποιηθεί, αφού πρώτα η SpaceX μεταφέρει αστροναύτες της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Προς το παρόν, η εταιρεία σχεδιάζει φέτος μια μη επανδρωμένη αποστολή του Dragon στον ISS. Οι πρώτες επανδρωμένες πτήσεις με αστροναύτες αναμένεται να ξεκινήσουν στα μέσα του 2018, για να ακολουθήσει -αν όλα πάνε καλά- το ταξίδι με τους αστροτουρίστες.

Το Dragon, που μπορεί να μεταφέρει έως επτά άτομα, έχει σχεδιασθεί έτσι ώστε να μπορεί να λειτουργεί σε μεγάλο βαθμό αυτόνομα, δηλαδή ρομποτικά. Οι επιβάτες -αστροναύτες ή αστροτουρίστες- θα έχουν εκπαιδευθεί να επέμβουν σε περίπτωση ανάγκης, αλλά δεν θα πιλοτάρουν αυτοί το σκάφος.

Το κόστος του ταξιδιού παραμένει εμπιστευτικό μέχρι στιγμής. Πάντως η NASA πληρώνει περίπου 80 εκατομμύρια δολάρια για κάθε κράτηση θέσης στο τριών ατόμων ρωσικό «Σογιούζ», που χρησιμοποιεί πλέον για να μεταφέρει τους αστροναύτες της στον ISS, μετά την οριστική διακοπή των πτήσεων από τα διαστημικά λεωφορεία της.

Ο Μασκ -επικεφαλής επίσης της εταιρείας ηλεκτρικών οχημάτων Tesla- δήλωσε ότι τα ταξίδια στο φεγγάρι και τα έσοδα που θα προκύψουν από αυτά, καθώς και η ανάλογη εμπειρία, θα βοηθήσουν τη SpaceX (που ιδρύθηκε το 2002 στην Καλιφόρνια) να υλοποιήσει τον απώτερο στόχο της: τη δημιουργία της πρώτης μόνιμης αποικίας στον Άρη. Εκτίμησε ότι μελλοντικά θα υπάρξει για την εταιρεία του μια αγορά ενός έως δύο αστροτουριστών ετησίως.

Εμπορικές διαστημικές πτήσεις σχεδιάζει επίσης η Virgin Galactic του επιχειρηματία Ρίτσαρντ Μπράνσον, η οποία αναπτύσσει ένα σκάφος με δύο θέσεις για πλήρωμα και έξι για επιβάτες, το οποίο θα ανεβαίνει σε ύψος περίπου 100 χιλιομέτρων πάνω από τη Γη, ώστε οι επιβάτες να έχουν την εμπειρία της μικροβαρύτητας.

Πηγές: http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=864542 - www.nytimes.com

Μάσκες και χρώματα στην Άνω Πόλη

Φωτογραφίες: © Κωνσταντίνος Βακουφτσής

30 χρόνια από την έκρηξη του σουπερνόβα 1987Α. The Dawn of a New Era for Supernova 1987a

This Hubble Space Telescope image shows Supernova 1987A within the Large Magellanic Cloud, a neighboring galaxy to our Milky Way. Credits: NASA, ESA, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and M. Mutchler and R. Avila (STScI)

Πριν από τρεις δεκαετίες ακριβώς, οι αστρονόμοι εντόπισαν στον ουρανό την εντυπωσιακότερη έκρηξη υπερκαινοφανούς αστέρα των τελευταίων 400 ετών, του σουπερνόβα 1987Α. Για την 30η επέτειο του σουπερνόβα 1987Α η NASA δημοσίευσε νέες εικόνες των υπολειμμάτων του σουπερνόβα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra, καθώς επίσης και τα δυο βίντεο που ακολουθούν:

Ζουμάροντας στον σουπερνόβα 1987Α. The video begins with a nighttime view of the Small and Large Magellanic clouds, satellite galaxies of our Milky Way. It then zooms into a rich star-birth region in the Large Magellanic Cloud. Nestled between mountains of red-colored gas is the odd-looking structure of Supernova 1987A, the remnant of an exploded star that was first observed in February 1987. The site of the supernova is surrounded by a ring of material that is illuminated by a wave of energy from the outburst. Two faint outer rings are also visible. All three rings existed before the explosion as fossil relics of the doomed star’s activity in its final days. Credits: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

Το χρονικό της λάμψης του δαχτυλιδιού γύρω από τον σουπερνόβα 1987A. This time-lapse video sequence of Hubble Space Telescope images reveals dramatic changes in a ring of material around the exploded star Supernova 1987A. The images, taken from 1994 to 2016, show the effects of a shock wave from the supernova blast smashing into the ring. The ring begins to brighten as the shock wave hits it. The ring is about one light-year across. Credits: NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Στη συνέχεια θα θυμηθούμε την εξαιρετική περιγραφή της δημιουργίας και της εξέλιξης του σουπερνόβα 1987Α που έκανε ο αείμνηστος Βασίλης Ξανθόπουλος, στο εξαιρετικό βιβλίο του, «Περί αστέρων και συμπάντων», Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 6η έκδοση 1997:

Απομεινάρι του σουπερνόβα 1987A που βλέπουμε σήμερα – ένα φωτεινό δαχτυλίδι ύλης. Η εικόνα δημιουργήθηκε από τα μέχρι τώρα δεδομένα με προσομοίωση σε υπολογιστή. This scientific visualization, using data from a computer simulation, shows Supernova 1987A, as the luminous ring of material we see today. Credits: NASA, ESA, and F. Summers and G. Bacon (STScI); Simulation Credit: S. Orlando (INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo)

«Η έκρηξη του σουπερνόβα 1987Α παρατηρήθηκε στις 23 Φεβουαρίου 1987, στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, σε απόσταση 170.000 ετών φωτός. Η έκρηξη αποτέλεσε σημαντικό γεγονός για την αστρονομία, γιατί με τις λεπτομερείς παρατηρήσεις που ακολούθησαν – και συνεχίζονται – έγινε για πρώτη φορά δυνατό να υποβληθούν σε ουσιαστικό έλεγχο οι θεωρίες μας για τους σουπερνόβα. Το γενικό συμπέρασμα είναι πως οι θεωρίες μας ήταν βασικά σωστές αλλά έπρεπε να δουλευτούν λίγο παραπάνω και προσεκτικότερα σε ορισμένα δευτερεύοντα σημεία. Ως συνήθως, η φαντασία της φύσης ξεπέρασε και πάλι την φαντασία των αστροφυσικών. Το μόνο δυσάρεστο ήταν πως ο σουπερνόβα 1987Α ήταν ορατός μόνον από το νότιο ημισφαίριο.

Είναι πολύ σημαντικό ότι τον αστέρα που εξερράγη τον ξέραμε (που σημαίνει ότι τον είχαμε ξεχωρίσει από τα δισεκατομμύρια των άστρων και καταγράψει) από πριν. Ήταν ο αστέρας Sanduleak-69^o 202^o (από το όνομα του αστρονόμου που τον κατέγραψε, 69^o νότιο γαλαξιακό πλάτος και 202^o γαλαξιακό μήκος). Είχε μάζα περίπου ~16M_☉, λαμπρότητα 40.000L_☉ και ηλικία 11 εκατομμύρια χρόνια. Το επικρατέστερο μοντέλο προβλέπει ότι ο Sanduleak ξεκίνησε ως αστέρας μάζας περίπου18M_☉,έκαψε το περισσότερο υδρογόνο του σε 10 εκατομμύρια χρόνια, το He σε ένα εκατομμύριο χρόνια, τον άνθρακα σε 12.000 χρόνια, το νέον σε 12 χρόνια, το οξυγόνο σε 4 χρόνια και το πυρίτιο σε μια εβδομάδα. Κατά την έκρηξη συνεχιζόταν η καύση του Η σε εξωτερικούς φλοιούς, ενώ στο κέντρο του είχε συσσωρευθεί στάχτη Fe που ξεπέρασε το όριο Chandrasekhar. Η κατάρρευση της στάχτης αυτής προκάλεσε την έκρηξη.

These images, taken between 1994 and 2016 by NASA's Hubble Space Telescope, chronicle the brightening of a ring of gas around an exploded star. Credits: NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Στο μέγιστό της, η λαμπρότητα του σουπερνόβα έφτασε τις 2·10⁸ L_☉. To μέγιστο της λαμπρότητας δεν συμπίπτει με την ίδια την έκρηξη. Αντίθετα, παρατηρήθηκε 80 ημέρες αργότερα, στις 20 Μαΐου. Η καθυστέρηση αυτή των ογδόντα ημερών επιβεβαίωσε την πρόβλεψη ότι στις εκρήξεις σουπερνόβα δημιουργούνται τα βαριά χημικά στοιχεία σε μεγάλες ποσότητες. Η εξήγηση είναι απλή. Ανάμεσα στα βαριά στοιχεία που σχηματίζονται κατά την έκρηξη περιλαμβάνονται και μεγάλες ποσότητες ραδιενεργών ισοτόπων και η αύξηση της λαμπρότητας του σουπερνόβα οφείλεται στη ραδιενέργεια που εκλύουν τα ισότοπα αυτά. Κατά την έκρηξη σχηματίζεται το ραδιενεργό νικέλιο-56 που έχει χρόνο ημιζωής 6,1 ημέρες και διασπάται προς κοβάλτιο-56. Και το κοβάλτιο, όμως, είναι ραδιενεργό και διασπάται, με χρόνο ημιζωής 77,1 ημέρες, προς άλλα σταθερά στοιχεία.

Ο αστέρας Sanduleak, που είχε παρατηρηθεί και καταγραφεί πριν από την έκρηξη, ήταν κυανός και όχι ερυθρός γίγαντας. Η παρατήρηση αυτή φάνηκε προς στιγμή ότι θα ανέτρεπε τη βασική θεωρία αστρικής εξέλιξης (αφού οι κυανοί γίγαντες βρίσκονται στα πρώτα στάδια της αστρικής εξέλιξης, πριν από την κύρια ακολουθία). Απαιτήθηκαν μερικοί μήνες για να κατανοήσουμε ότι εξαιτίας μιας ιδιαιτερότητάς του, στα τελευταία στάδια της φάσης του ερυθρού γίγαντα που υπολογίζεται ότι κράτησε μερικές χιλιάδες χρόνια, ο Sanduleak είχε χρώμα μπλε! Η περιεκτικότητα του Sanduleak σε οξυγόνο και άλλα βαριά στοιχεία ήταν μικρότερη απ΄ότι είναι συνήθως σε αστέρια που βρίσκονται σε παρόμοια εξελικτική φάση. Όμως μικρότερη περιεκτικότητα των εξωτερικών φλοιών σε οξυγόνο σημαίνει μεγαλύτερη διαπερατότητα του φωτός ανά μονάδα ύλης. Έτσι, για να απορροφηθεί η ακτινοβολία ώστε να ασκηθεί η πίεση που θα εξουδετερώσει τη βαρύτητα, απαιτείται αυξημένη πυκνότητα ύλης στους εξωτερικούς φλοιούς. Ο αστέρας, λοιπόν, σταθεροποιήθηκε σε μικρότερες διαστάσεις απ’ ότι αναμενόταν, η επιφανειακή του θερμοκρασία ήταν μεγαλύτερη από ότι είναι συνήθως, και το χρώμα του ήταν μπλε. Επιπλέον, επειδή ο αστέρας είχε μικρότερες διαστάσεις από ότι αναμενόταν, ένα μεγαλύτερο ποσοστό της ενέργειας της έκρηξης δαπανήθηκε για να διαφύγει η ύλη από το ισχυρότερο βαρυτικό πεδίο. Το τελικό αποτέλεσμα ήταν η μέγιστη λαμπρότητα του σουπερνόβα να είναι μικρότερη από όση θα περιμέναμε, συλλογισμός που επιβεβαιώθηκε από τις παρατηρήσεις.

Δυο ώρες πριν την (οπτική) έναρξη του φαινομένου σουπερνόβα, ανιχνευτές κατέγραψαν αυξημένη διέλευση νετρίνων από τη Γη. Τα νετρίνα εκπέμφθηκαν τα πρώτα δευτερόλεπτα της έκρηξης, όταν κατέρρεε ο κεντρικός πυρήνας. Τότε σχηματίστηκε ένα ωστικό κύμα, ένα κύμα σοκ, που άρχισε να διαδίδεται προς τα έξω. Η χρονική καθυστέρηση των δυο ωρών οφείλεται στο χρόνο που χρειάστηκε το κύμα αυτό για να φτάσει στα εξωτερικά στρώματα του αστέρα, οπότε άρχισε και η εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η συνολική ενέργεια που εκπέμφθηκε με τα νετρίνα υπολογίζεται σε 3·10⁵³ erg. Και όλη αυτή η ενέργεια εκπέμφθηκε μέσα σε μερικά δευτερόλεπτα μόνον! Η ισχύς του σουπερνόβα, αυτά τα πρώτα δευτερόλεπτα, ήταν όση και η ισχύς όλου του ορατού σύμπαντος!

Astronomers combined observations from three different observatories to produce this colorful, multiwavelength image of the intricate remains of Supernova 1987A. Credits: NASA, ESA, and A. Angelich (NRAO/AUI/NSF); Hubble credit: NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation) Chandra credit: NASA/CXC/Penn State/K. Frank et al.; ALMA credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) and R. Indebetouw (NRAO/AUI/NSF)

Δεν ξέρουμε με σιγουριά τι απέμεινε από τον σουπερνόβα 1987Α. Οι περισσότεροι αστροφυσικοί ποντάρουν στον σχηματισμό ενός αστέρα νετρονίων. Αλλά η ανακοίνωση, στις αρχές του 1989, της παρατήρησης ενός πάλσαρ συχνότητας 1968 στροφών/δευτερόλεπτο αποδείχθηκε εσφαλμένη. και η αναμενόμενη μεταφορά κινητικής ενέργειας από τον πάλσαρ στο περιβάλλον κέλυφος δεν έχει παρατηρηθεί….»

Πηγές: physicsgg - https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/the-dawn-of-a-new-era-for-supernova-1987a