To μικρότερο χριστουγεννιάτικο δέντρο του κόσμου δεν διακρίνεται με το μάτι. Physics student makes world's smallest Christmas tree

Χωρίς το στολίδι της κορυφής το δέντρο έχει ύψος 4 νανόμετρα. Willems came up with the idea of making a Christmas tree by removing 51 atoms from a perfect crystal lattice. The tree is exactly 4 nanometers tall, or 4 millionths of a millimeter. Credit: TU Delft

Οι περισσότεροι θέλουν το χριστουγεννιάτικο δέντρο τους όσο πιο ψηλό και εντυπωσιακό γίνεται. Η Μάουρα Βίλεμς, φοιτήτρια Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Ντελφτ στην Ολλανδία, προτίμησε το ακριβώς αντίθετο.

Η Βίλεμς δημιούργησε το «μικρότερο χριστουγεννιάτικο δέντρο του κόσμου», όπως ανακοίνωσε το πανεπιστήμιο. Το εορταστικό σχήμα είναι ουσιαστικά ένα ανάγλυφο που δημιουργήθηκε αφαιρώντας 51 άτομα από την επιφάνεια ενός τέλειου κρυστάλλου.

Tο δέντρο έχει ύψος 4 νανόμετρα, ή εκατομμυριοστά του χιλιοστού, χωρίς όμως να προσμετράται το στολίδι στην κορυφή.

Ο μόνος τρόπος να δημιουργήσει κανείς κάτι τόσο μικρό είναι το «μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας», ένα όργανο που μπορεί να απεικονίζει και να μετακινεί μεμονωμένα άτομα. Αναπτύχθηκε το 1981 από τους ερευνητές της ΙΒΜ Γκερντ Μπίνιγκ και Χάινριχ Ρόρερ, οι οποίοι τιμήθηκαν το 1986 με Νόμπελ Φυσικής.

Τρία χρόνια αργότερα, το 1989, η IBM παρουσίασε μια διάσημη πλέον εικόνα που δείχνει το όνομα της εταιρείας γραμμένο με άτομα του αερίου ξένου.

Maura Willems. Credit: TU Delft

Το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας, γνωστό και ως STM, εξετάζει επιφάνειες υλικών χρησιμοποιώντας μια εξαιρετικά αιχμηρή ακίδα που πλησιάζει το δείγμα σε απόσταση περίπου ενός νανομέτρου. Κβαντικά φαινόμενα που εκδηλώνονται από ατομικές αλληλεπιδράσεις σε αυτή την κλίμακα επιτρέπουν τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μεταξύ του άκρου της ακίδας και του δείγματος, και η καταγραφή αυτού του ρεύματος επιτρέπει τελικά την απεικόνιση του ατόμου που βρίσκεται πλησιέστερα στην ακίδα.

Με κατάλληλους χειρισμούς, η ακίδα μπορεί να σχηματίζει δεσμό με το πλησιέστερο άτομο και να το μετακινεί σε άλλη θέση. Αυτή ήταν η μέθοδος που χρησιμοποίησε η Βίλεμς για να απομακρύνει άτομα από την κρυσταλλική επιφάνεια και να σχηματίσει το ανάγλυφο του δέντρου.

Το δέντρο, πιο μικρό από τους περισσότερους ιούς, είναι περίπου 18 δισεκατομμύρια φορές πιο κοντό από το μεγαλύτερο τεχνητό χριστουγεννιάτικο δέντρο του κόσμου σύμφωνα με τα Ρεκόρ Guinness. To δέντρο αυτό στήθηκε το 2016 στη Σρι Λάνκα και είχε ύψος 72,1 μέτρα.

Πηγές: https://www.tudelft.nl/en/2020/tnw/tu-delft-physics-student-makes-worlds-smallest-christmas-tree/ - https://www.in.gr/2020/12/23/b-science/technology/mikrotero-xristougenniatiko-dentro-tou-kosmou-den-diakrinetai-gymno-mati/

 

 

Επιστήμονες πέτυχαν κβαντική τηλεμεταφορά μεγάλης απόστασης ανοίγοντας τον δρόμο για το κβαντικό Διαδίκτυο. Sustained, High-Fidelity Quantum Teleportation Achieved for the First Time

Ερευνητές παρουσίασαν για πρώτη φορά κβαντική τηλεμεταφορά, δηλαδή αποστολή qubits φωτονίων μέσω καλωδίου, σε μεγάλη απόσταση. A viable quantum internet — a network in which information stored in qubits is shared over long distances through entanglement — would transform the fields of data storage, precision sensing and computing, ushering in a new era of communication. Quantum Teleportation Concept.

Πρόκειται για ένα θεμελιώδες βήμα για το κβαντικό Διαδίκτυο, το οποίο θα φέρει την επανάσταση σε πολλούς τομείς (π.χ. επικοινωνία, προγραμματισμός, αποθήκευση δεδομένων).

In a demonstration of high-fidelity quantum teleportation at the Fermilab Quantum Network, fiber-optic cables connect off-the-shelf devices (shown above), as well as state-of-the-art R&D devices. Credit: Fermilab

Επιστήμονες από το Fermilab, την AT&T, το Caltech, το Πανεπιστήμιο Harvard, το Jet Propulsion Laboratory (NASA) και το Πανεπιστήμιο του Κάλγκαρι, έστειλαν δεδομένα μέσω δικτύου οπτικών ινών σε απόσταση 44 χιλιομέτρων, με ακρίβεια μεγαλύτερη του 90%. Το δίκτυο αυτό κατασκευάστηκε με εξοπλισμό που είναι συμβατός με την υπάρχουσα υποδομή διαδικτύου.

Το qubit είναι το κβαντικό ανάλογο του bit, δηλαδή η βασική μονάδα της κβαντικής πληροφορίας. Το μεγάλο πλεονέκτημά του είναι ότι σε αντίθεση με τα κλασσικά ψηφιακά συστήματα, δεν είναι διακριτό, δηλαδή μπορεί να βρίσκεται ταυτόχρονα και στις δύο καταστάσεις λειτουργίας του (0 και 1). Ουσιαστικά, η κβαντική τηλεμεταφορά είναι μια μεταφορά κβαντικών καταστάσεων από τη μία τοποθεσία στην άλλη. Αυτό το επίτευγμα πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας την «κβαντική εμπλοκή», κατά την οποία δύο κβαντικά αντικείμενα είναι συνδεδεμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να μοιράζονται την ίδια πληροφορία ταυτόχρονα.

Panagiotis Spentzouris (Fermilab Quantum Institute)

«Θέλαμε να ωθήσουμε την έρευνα και να κάνουμε σημαντικά βήματα προς την υλοποίηση πραγματικών εφαρμογών στις κβαντικές επικοινωνίες και τα δίκτυα αλλά και να δοκιμάσουμε θεμελιώδεις έννοιες της φυσικής», δήλωσε ο Παναγιώτης Σπεντζούρης, επικεφαλής του τμήματος Κβαντικών Επιστημών του Fermilab Quantum Institute.

Instruments of high-fidelity quantum teleportation at CQNET Labs (Downs-Lauritsen Laboratory)

Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να εκτελέσουν υπολογισμούς σχεδόν 100 τρισεκατομμύρια φορές γρηγορότερα από τον πιο ισχυρό υπερυπολογιστή στον κόσμο. Ομάδες από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας και από τη Google, έχουν πετύχει τέτοια επιτεύγματα χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικές μεθόδους. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ παρουσίασε πρόσφατα ένα σχέδιο για το εθνικό κβαντικό Διαδίκτυο στο Σικάγο και το νέο επίτευγμα θα μπορούσε «να θέσει τα θεμέλια για την κατασκευή ενός κβαντικού δικτύου της περιοχής του Σικάγο», δήλωσε ο Σπεντζούρης.

Maria Spiropulu. Professor of Physics, Physics Department, California Institute of Technology.

«Είμαστε πολύ υπερήφανοι για το επίτευγμα μας στη δημιουργία υψηλής απόδοσης κβαντικών συστημάτων τηλεμεταφοράς που είναι βιώσιμα και κλιμακούμενα», δήλωσε η Μαρία Σπυροπούλου, καθηγήτρια Φυσικής στο Caltech και επικεφαλής του ερευνητικού προγράμματος IN–Q–NET. «Οι αναβαθμίσεις αναμένεται ότι θα έχουν ολοκληρωθεί μέσα στο δεύτερο τρίμηνο του 2021 για ακόμη καλύτερα αποτελέσματα».

Πηγές: “Teleportation Systems Toward a Quantum Internet” by Raju Valivarthi, Samantha I. Davis, Cristián Peña, Si Xie, Nikolai Lauk, Lautaro Narváez, Jason P. Allmaras, Andrew D. Beyer, Yewon Gim, Meraj Hussein, George Iskander, Hyunseong Linus Kim, Boris Korzh, Andrew Mueller, Mandy Rominsky, Matthew Shaw, Dawn Tang, Emma E. Wollman, Christoph Simon, Panagiotis Spentzouris, Daniel Oblak, Neil Sinclair and Maria Spiropulu, 4 December 2020, PRX Quantum. DOI: 10.1103/PRXQuantum.1.020317 - https://scitechdaily.com/sustained-high-fidelity-quantum-teleportation-achieved-for-the-first-time/ - https://www.ert.gr/eidiseis/epistimi/epistimones-petychan-kvantiki-tilemetafora-megalis-apostasis-anoigontas-ton-dromo-gia-to-kvantiko-diadiktyo/

 

O γαλαξίας μας είναι γεμάτος με ‘νεκρούς’ εξωγήινους πολιτισμούς που μάλλον αυτοκαταστράφηκαν. An updated way to calculate the likelihood of the existence of extraterrestrial civilizations

Οι περισσότεροι από τους εξωγήινους πολιτισμούς που ενδεχομένως να υπήρξαν στον γαλαξία μας μάλλον είναι ήδη «νεκροί»- ίσως έχοντας αυτοκαταστραφεί, σύμφωνα με νέα έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο arXiv. A small team of researchers from California Institute of Technology, NASA's Jet Propulsion Laboratory and Santiago High School has developed an updated version of an old equation to calculate the likely existence of extraterrestrial civilizations.  Image: Unsplash

Όπως αναφέρει το Live Science, η έρευνα αυτή χρησιμοποίησε σύγχρονα αστρονομικά και στατιστικά μοντέλα για να απεικονίσει την εμφάνιση και τον θάνατο της νοήμονος ζωής στον χώρο και στον χρόνο ανά τον γαλαξία μας.

A long-exposure photograph of the Milky Way overlaid by the Drake equation: an equation developed by Frank Drake in 1961 for estimating the number of extraterrestrial civilizations in the galaxy. Image via Medium.com.

Τα αποτελέσματά της αντιστοιχούν σε ένα ακριβέστερο update της διάσημης Εξίσωσης του Ντρέικ, δημιούργημα του Φρανκ Ντρέικ- ενός εκ των ιδρυτών του SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence)- το 1961. Η εξίσωση αυτή, που έγινε ιδιαίτερα γνωστή, χάρη στη μίνι σειρά «Cosmos» του Καρλ Σέιγκαν, βασίζεται σε μια σειρά μεταβλητών για να υπολογίσει τον αριθμό των πιθανών εξωγήινων πολιτισμών στον γαλαξία μας.

Το νέο αυτό επιστημονικό άρθρο, που συντάχθηκε από τρεις φυσικούς του Caltech και ένα παιδί λυκείου, από το Santiago High School, έχει πιο πρακτικό χαρακτήρα, καθώς λέει πού και πού είναι πιθανότερο να εμφανιστεί ζωή στον γαλαξία και υποδεικνύει τον παράγοντα που θεωρείται σημαντικότερος: Την τάση των νοήμονων όντων προς την αυτοκαταστροφή.

«Από την εποχή του Σέιγκαν, έχουν γίνει πολλές έρευνες» είπε ο Τζόναθαν Τζιάνγκ, ένας εκ των ερευνητών, αστροφυσικός στο JPL της NASA στο Caltech. «Ειδικά από τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Kepler έχουμε πολλές γνώσεις για τις πυκνότητες (αερίων και άστρων) στον γαλαξία, τους ρυθμούς σχηματισμού άστρων και τον σχηματισμό εξωπλανητών…και τη συχνότητα εκρήξεων σουπερνόβα. Ξέρουμε τώρα κάποιους από τους αριθμούς (που ήταν μυστήρια κατά το διάσημο επεισόδιο του “Cosmos”)».

Οι ερευνητές εξέτασαν μια σειρά από παράγοντες που θεωρείται ότι επηρεάζουν την ανάπτυξη νοήμονος ζωής, όπως τη συχνότητα της εμφάνισης άστρων σαν τον ήλιο με πλανήτες σαν τη Γη, τη συχνότητα θανατηφόρων σουπερνόβα, την πιθανότητα και τον απαιτούμενο χρόνο που απαιτούνται για την εξέλιξη νοήμονος ζωής υπό σωστές συνθήκες και την πιθανή τάση των προηγμένων πολιτισμών να αυτοκαταστρέφονται. Προσομοιώνοντας την εξέλιξη του γαλαξία στο πέρασμα του χρόνου έχοντας κατά νου αυτούς τους παράγοντες, διαπίστωσαν ότι η πιθανότητα της εμφάνισης ζωής με βάση παράγοντες που είναι γνωστοί κορυφώθηκε σε απόσταση περίπου 13.000 ετών φωτός από το κέντρο του γαλαξία, και ο ανθρώπινος πολιτισμός εμφανίστηκε στην επιφάνεια του πλανήτη μας περίπου 13,5 δισ. χρόνια μετά τον σχηματισμό του γαλαξία (αν και απλές μορφές ζωής εμφανίστηκα σχετικά σύντομα). Όπως γράφει το Live Science, με άλλα λόγια είμαστε ένας πολιτισμός των «συνόρων» από άποψης γαλαξιακής γεωγραφίας και θα ήμασταν σχετικά καθυστερημένοι στη «σκηνή» των πολιτισμών του γαλαξία. Ωστόσο, θεωρώντας πως η ζωή εμφανίζεται σχετικά συχνά και κάποιες φορές οδηγεί σε νοήμονες μορφές, υπάρχουν πιθανώς άλλοι πολιτισμοί εκεί έξω, κυρίως γύρω από την εν λόγω «μπάντα» των 13.000 ετών φωτών, λόγω της συχνότητας των άστρων σαν τον ήλιο εκεί.

In this new study, scientists considered the new factors and added something else not considered in 1961—other extraterrestrial civilizations’ likelihood arising and then unintentionally killing themselves off. Credit: Pixabay/CC0 Public Domain

Οι περισσότεροι από τους πολιτισμούς που ενδεχομένως να υπάρχουν στον γαλαξία σήμερα είναι πιθανότατα νέοι, λόγω της πιθανότητας πως η νοήμων ζωή είναι πολύ πιθανό να αυτοκαταστρέφεται μέσα σε μεγάλα χρονικά διαστήματα. Ακόμα και αν ο γαλαξίας έφτασε στο «ζενίθ» του όσον αφορά στους πολιτισμούς πάνω από 5 δισ. χρόνια πριν, οι περισσότεροι που υπήρχαν τότε έχουν μάλλον αυτοκαταστραφεί, εκτιμούν οι ερευνητές.

Η πιο «αβέβαιη» μεταβλητή στην εν λόγω έρευνα είναι η συχνότητα με την οποία αυτοκαταστρέφονται οι πολιτισμοί- ωστόσο θεωρείται επίσης η σημαντικότερη ως προς το πόσο εξαπλωμένος είναι ο πολιτισμός γενικότερα, εκτιμούν οι ερευνητές. Ακόμα και μια χαμηλή πιθανότητα αυτοκαταστροφής ενός πολιτισμού, ανά οποιαδήποτε χρονική περίοδο, θα σήμαινε πως η συντριπτική πλειονότητα των πολιτισμών του γαλαξία μας έχουν ήδη «πεθάνει», σύμφωνα με την έρευνα- η οποία έχει υποβληθεί σε επιστημονικό περιοδικό για δημοσίευση και αναμένεται να εξεταστεί και από άλλους επιστήμονες.

Όπως σημειώνεται σε σχετικό δημοσίευμα του Phys.org, τόσο οι άνθρωποι όσο και άλλα πλάσματα έχουν την τάση καταστροφής του περιβάλλοντός τους: Εάν σε ένα νησί καταφθάσουν αρουραίοι, θα καταναλώσουν οτιδήποτε μπορεί να φαγωθεί και μετά θα λιμοκτονήσουν- ενώ οι άνθρωποι επιβαρύνουν σημαντικά τον πλανήτη τους, με κίνδυνο να φτάσει σε σημείο να μη μπορεί να υποστηρίξει ζωή. Με βάση αυτά τα δεδομένα, συν όσα έχουμε μάθει από την εποχή του Ντρέικ – πχ νέα στοιχεία για την ηλικία του σύμπαντος, τις συνθήκες μετά το Big Bang, τους εξωπλανήτες κ.α.- οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα πως, αν έχουν εμφανιστεί εξωγήινοι πολιτισμοί, οι περισσότεροι πλέον έχουν εκλείψει, λόγω της αδυναμίας τους να αποτρέψουν την ίδια τους την εξαφάνιση. Ωστόσο, όπως γράφει το Phys.org, τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας δεν αποσκοπούν στην πιθανότητα της ύπαρξης εξωγήινων πολιτισμών, μα σε μια νέα «φόρμουλα» που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να γίνουν υπολογισμοί από άλλους με βάση δεδομένα τα οποία θεωρούν αληθή.

Πηγές: A Statistical Estimation of the Occurrence of Extraterrestrial Intelligence in the Milky Way Galaxy, arXiv:2012.07902 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2012.07902 - https://phys.org/news/2020-12-likelihood-extraterrestrial-civilizations.html - https://www.naftemporiki.gr/story/1673453/o-galaksias-mas-pithanos-einai-gematos-me-nekrous-eksogiinous-politismous-sumfona-me-nea-ereuna

 

 

 

Πως φαίνεται ο κορωνοϊός από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. A Close-up of COVID-19 in Lung Cells

This colorized scanning electron microscope (SEM) image shows SARS-CoV-2-infected human lung cells (purple) covered in hair-like cilia (blue). Those cilia line the inner surface of the airways and help to clear mucus (yellow-green) containing dust and other debris from the lungs. Emerging from the surface of those infected airway cells are many thousands of coronavirus particles (red). Credit: Ehre Lab, UNC School of Medicine

Η εικόνα είναι από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) και χρωματίστηκε εκ των υστέρων. Δείχνει κύτταρα των πνευμόνων (μωβ) καλυμμένα από βλεφαρίδες (μπλε). Οι βλεφαρίδες που μοιάζουν με τριχίδια βοηθούν στον καθαρισμό της βλέννας (κιτρινοπράσινο) που περιέχει σκόνη και άλλα σωματίδια από τους πνεύμονες. Χιλιάδες ιοί SARS-CoV-2 (κόκκινο) αναδύονται από την επιφάνεια αυτών των μολυσμένων πνευμονικών κυττάρων-αεραγωγών.

In a laboratory setting, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) was inoculated into human bronchial epithelial cells. This inoculation, which was performed in a biosafety level 3 facility, had a multiplicity of infection (indicating the ratio of virus particles to targeted airway cells) of 3:1. These cells were then examined 96 hours after infection with the use of scanning electron microscopy. An en face image (Panel A) shows an infected ciliated cell with strands of mucus attached to the cilia tips. At higher magnification, an image (Panel B) shows the structure and density of SARS-CoV-2 virions produced by human airway epithelial cells. Virus production was approximately 3×106 plaque-forming units per culture, a finding that is consistent with a high number of virions produced and released per cell. Credit: Ehre Lab, UNC School of Medicine

Αυτή η εικόνα, δημοσιεύθηκε ασπρόμαυρη πρόσφατα από την Camille Ehre, στο περιοδικό New England Journal of Medicine.

Πηγές: SARS-CoV-2 infection of airway cells - https://directorsblog.nih.gov/2020/12/17/a-close-up-of-covid-19-in-lung-cells/ - https://physicsgg.me/2020/12/21

 

 

 

 

Στο μικροσκόπιο εξωγήινο ραδιοσήμα που εντόπισε το τηλεσκόπιο Parkes. Alien hunters detect mysterious radio signal from nearby star

Παράξενο ραδιοκύμα που μοιάζει να προήλθε από τον αστερισμό του Κενταύρου και συγκεκριμένα από το άστρο Εγγύτατος Κενταύρου, το κοντινότερο στο ηλιακό μας σύστημα, εξετάζουν επιστήμονες. It's almost certainly not an extraterrestrial telegram. But waves that seemed to come from the vicinity of Proxima Centauri will help astronomers refine their search techniques. The Parkes radio telescope in New South Wales, Australia, run by the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), recently detected an unexplained radio signal coming from the direction of Proxima Centauri, the closest star to the sun. PHOTOGRAPH BY A. CHERNEY, CSIRO

Το ραδιοκύμα παρατηρήθηκε ύστερα από ανάλυση δεδομένων 30 ωρών του ραδιοτηλεσκοπίου Παρκς στην Αυστραλία, σύμφωνα με την εφημερίδα The Guardian, η οποία αποκαλύπτει ότι το σήμα ελήφθη τον Απρίλιο. Η ανάλυση του σήματος έδειξε ότι αυτό είχε αρκετά μεγάλη διάρκεια, ενώ η επιστημονική ομάδα δεν κατάφερε να εντοπίσει άλλη πιθανή γήινη πηγή του, όπως διερχόμενο δορυφόρο ή βιομηχανική δραστηριότητα. Μέχρι στιγμής μεγάλα ραδιοτηλεσκόπια, όπως αυτά στη Δυτική Βιρτζίνια των ΗΠΑ ή το τηλεσκόπιο Παρκς στην Αυστραλία, έχουν αναγνωρίσει την πηγή κάθε απροσδόκητης εκπομπής ραδιοκυμάτων, αποδίδοντάς την σε ανθρώπινη δραστηριότητα ή φυσικό φαινόμενο. Το πρόσφατο ραδιοκύμα έχει κατά πάσα πιθανότητα μια τέτοια λογική εξήγηση. Η κατεύθυνσή του, όμως, η συχνότητά του στα 980MHz και η περιοδική μεταβολή της συχνότητας αυτής ενδέχεται να οφείλονται στη διέλευση πλανήτη μπροστά από την πηγή εκπομπής. Η επιστημονική ομάδα του τηλεσκοπίου Κλαρκ ετοιμάζεται τώρα να δημοσιεύσει την παρατήρησή της, έχοντας ονομάσει το κύμα BLC1.

An artist’s impression of the planet Proxima b orbiting the red dwarf star Proxima Centauri, the closest star to the solar system. Photograph: ESO/M. Kornmesser/Reuters

Το άστρο Proxima Centauri (Εγγύτατος Κενταύρου) είναι κόκκινος νάνος σε απόσταση 4,2 ετών φωτός από τη Γη. Το άστρο παρατήρησαν επιστήμονες, οι οποίοι θεωρούν ότι η μορφολογία του θα μπορούσε να το καταστήσει ικανό να ευνοήσει την εμφάνιση ζωής στο πλανητικό του σύστημα. «Πρόκειται για τον πρώτο σοβαρό υποψήφιο για εξωγήινη ζωή, μετά το “σήμα Ουάου!” του 1977», λέει μέλος της επιστημονικής ομάδας. Το «σήμα Ουάου!» ήταν ραδιοσήμα πολύ μικρής διάρκειας, το οποίο κατέγραψε ραδιοτηλεσκόπιο του Οχάιο των ΗΠΑ το 1977, στο πλαίσιο του προγράμματος SETI για την αναζήτηση εξωγήινης ζωής. Το παράξενο σήμα, που πήρε το όνομά του από σημείωση έκπληξης του αστρονόμου Τζέρι Ιμαν δίπλα στην έκθεση παρατήρησης, είχε προκαλέσει κύμα ενθουσιασμού, παρά τις προειδοποιήσεις του Ιμαν για τον κίνδυνο εξαγωγής τέτοιων βιαστικών συμπερασμάτων.

Το πρόγραμμα Breakthrough Listen, στο οποίο συμμετέχει το ραδιοτηλεσκόπιο Κλαρκ, δημιουργήθηκε το 2015 από τον επενδυτή Γιούρι Μίλνερ, με στόχο την καταγραφή ραδιοκυμάτων από τα εκατομμύρια κοντινότερα στη Γη άστρα. Το δεκαετές πρόγραμμα είχε παρουσιάσει στο Λονδίνο ο Στίβεν Χόκινγκ, χαρακτηρίζοντάς το «κρίσιμης σημασίας».

Η πρόκληση για τους επιστήμονες, μέλη του προγράμματος Breakthrough Listen και άλλων που αναζητούν νοήμονα ζωή στα ουράνια, αφορά τον εντοπισμό «τεχνολογικών υπογραφών» μεταξύ του κοπετού γήινων ραδιοφωνικών κυμάτων, φυσικών φαινομένων στη Γη ή στο Διάστημα και των μηχανημάτων που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη. Το έργο τους δεν είναι εύκολο. Το 1997, η «κυνηγός εξωγήινων» Τζιλ Τάρτερ εντόπισε πιθανό σήμα από μακρινό γαλαξία, το οποίο αποδείχθηκε εντέλει ότι προερχόταν από την κεραία διαστημοπλοίου της NASA σε τροχιά γύρω από τη Γη.

Παρότι το άστρο Εγγύτατος Κενταύρου είναι πολύ αχνό για να φανεί με γυμνό μάτι, προκαλεί το έντονο ενδιαφέρον των επιστημόνων.

Πηγές: https://www.nationalgeographic.com/science/2020/12/alien-hunters-detect-mysterious-radio-signal-from-nearby-star/ - https://www.theguardian.com/science/2020/dec/18/scientists-looking-for-aliens-investigate-radio-beam-from-nearby-star - https://www.kathimerini.gr/life/science/561200839/ston-asterismo-toy-kentayroy/

 

 

 

Αστρονόμοι ανίχνευσαν ραδιοσήματα από έναν εξωπλανήτη. Cornell postdoc detects possible exoplanet radio emission

Μια ομάδα αστρονόμων παρακολουθώντας το σύμπαν με συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων, εντόπισε ραδιοφωνικές εκρήξεις προερχόμενες από τον αστερισμό Βοώτη – οι οποίες θα μπορούσαν να είναι οι πρώτες ραδιοφωνικές εκπομπές από έναν πλανήτη πέραν του ηλιακού μας συστήματος. By monitoring the cosmos with a radio telescope array, an international team of scientists has detected radio bursts emanating from the constellation Boötes –  that could be the first radio emission collected from a planet beyond our solar system. In this artistic rendering of the Tau Boötes b system, the lines representing the invisible magnetic field are shown protecting the hot Jupiter planet from solar wind. Credit: Jack Madden/Cornell University

Η ομάδα, με επικεφαλής τον μεταδιδακτορικό ερευνητή του Cornell Jake D. Turner, τον Philippe Zarka του Observatoire de Paris και τον Jean-Mathias Griessmeier του Université d’Orléans δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics [“The search for radio emission from the exoplanetary systems 55 Cancri, upsilon Andromedae, and tau Boötis using LOFAR beam-formed observations”].

«Παρουσιάζουμε μια από τις πρώτες ενδείξεις για την ανίχνευση ενός εξωπλανήτη διαμέσου της ραδιοαστρονομίας», δήλωσε ο Turner. «Το σήμα προέρχεται από το σύστημα τ του Βοώτη, το οποίο περιέχει ένα δυαδικό σύστημα άστρων και έναν εξωπλανήτη. Κάνουμε την υπόθεση ότι η προέρχεται από τον εξωπλανήτη. Η ένταση και η πόλωση του ραδιοσήματος και το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη, είναι συμβατά με θεωρητικές προβλέψεις.»

«Aν η ανακάλυψη επιβεβαιωθεί και από άλλες παρατηρήσεις», είπε ο Jayawardhana συν- συγγραφέας της δημοσίευσης, «τότε η ανίχνευση αυτού του ραδιοσήματος ανοίγει ένα νέο παράθυρο στην αναζήτηση εξωπλανητών – ένα νέο τρόπο έρευνας εξωγήινων κόσμων που βρίσκονται σε απόσταση δεκάδων ετών φωτός από τη Γη».

Χρησιμοποιώντας το δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων Low Frequency Array (LOFAR), που βρίσκεται στην Ολλανδία, ο Turner και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν εκρήξεις ραδιοεκπομπών από ένα σύστημα άστρων που φιλοξενεί έναν αέριο γιγαντιαίο πλανήτη σε πολύ κοντινή τροχιά γύρω από τον «ήλιο» του. Παρατήρησαν επίσης κι άλλους πιθανούς εξωπλανητικούς υποψήφιους για εκπομπές ραδιοεκπομπών στα συστήματα 55 Καρκίνου και Ύψιλον Ανδρομέδας. Μόνο στον εξωπλανήτη του συστήματος τ του Βοώτη, – σε απόσταση από τη Γη περίπου 51 έτη φωτός – βρέθηκε μια σημαντική ραδιοφωνική υπογραφή, πιθανόν, το πρώτο στην ιστορία της ραδιοαστρονομίας καταγραφέν σήμα από μαγνητικό πεδίο εξωπλανήτη.

Η παρατήρηση του μαγνητικού πεδίου ενός εξωπλανήτη βοηθά τους αστρονόμους να αποκρυπτογραφήσουν τις εσωτερικές και ατμοσφαιρικές ιδιότητες ενός πλανήτη, καθώς και την φυσική των αλληλεπιδράσεων μεταξύ άστρων και πλανητών, δήλωσε ο Turner, μέλος του Carl Sagan Institute του Cornell.

Το μαγνητικό πεδίο της Γης την προστατεύει από τους κινδύνους του ηλιακού ανέμου, διατηρώντας τον πλανήτη κατοικήσιμο. Το μαγνητικό πεδίο των εξωπλανητών που μοιάζουν με τη Γη μπορεί να συμβάλει στην πιθανή φιλικότητά τους στην φιλοξενία ζωής.

Πριν από δύο χρόνια, ο Τέρνερ και οι συνεργάτες του βασιζόμενοι στην έρευνά τους σχετικά με τις ραδιοεκπομπές από τον πλανήτη Δία, προσομοίωσαν τις πιθανές υπογραφές από έναν μακρινό εξωπλανήτη που θα έμοιαζε με τον Δία. Αυτά τα αποτελέσματα έγιναν το πρότυπο για την αναζήτηση ραδιοεκπομπών από εξωπλανήτες που απέχουν 40 έως 100 έτη φωτός από τη Γη.

By monitoring the cosmos with a radio telescope array, an international team of scientists has detected radio bursts emanating from the constellation Boötes –  that could be the first radio emission collected from a planet beyond our solar system. Cornell postdoctoral researcher Jake D. Turner explains the research. Credit: Ryan MacDonald/Carl Sagan Institute

Μετά από 100 ώρες και πλέον ραδιοφωνικών παρατηρήσεων, οι ερευνητές κατάφεραν να ανιχνεύσουν το αναμενόμενο ραδιοσήμα από τον εξωπλανήτη του συστήματος τ του Βοώτη. «Μάθαμε από τον δικό μας Δία πως μοιάζει και πως ανιχνεύεται ένα τέτοιο είδος σήματος.  Το αναζητήσαμε και το βρήκαμε», είπε ο Τέρνερ.

Ωστόσο, το σήμα είναι αδύναμο. «Παραμένει κάποια αβεβαιότητα για το αν το ανιχνευμένο ραδιοφωνικό σήμα προέρχεται από τον εξωπλανήτη. Η ανάγκη για περαιτέρω παρατηρήσεις είναι κρίσιμη», είπε.

Ο Τέρνερ και η ομάδα του έχουν ήδη ξεκινήσει μια εκστρατεία για την χρησιμοποίηση πολλών ραδιοτηλεσκοπίων με σκοπό την μελέτη του σήματος από το σύστημα τ του Βοώτη.

Πηγές: https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/forth/aa37201-19.pdf - https://news.cornell.edu/stories/2020/12/cornell-postdoc-detects-possible-exoplanet-radio-emission - https://physicsgg.me/2020/12/17/

 

 

Μελετώντας τον πιο απομακρυσμένο γαλαξία του σύμπαντος. The farthest galaxy in the universe

GN-z11: ένας γαλαξίας πολύ πολύ μακριά. Λόγω της διαστολής του σύμπαντος, παρότι ο γαλαξίας αυτός απέχει από τη Γη απόσταση 13,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός, το φως από αυτόν έχει διανύσει 32 δισεκατομμύρια έτη φωτός μέχρι να φτάσει σε μας. A team of astronomers used the Keck I telescope to measure the distance to an ancient galaxy. They deduced the target galaxy GN-z11 is not only the oldest galaxy but also the most distant. It's so distant it defines the very boundary of the observable universe itself. The team hopes this study can shed light on a period of cosmological history when the universe was only a few hundred million years old. Far far away. Due to the expansion of the universe, even though the galaxy GN-z11 is 13.4 billion years old, the light from it has travelled 32 billion light years to reach us. Image: Pixabay CC-0

Μια ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Keck I μελέτησε τον γαλαξία GN-z11, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι όντως είναι ο αρχαιότερος γαλαξίας στο σύμπαν και ο πιο απομακρυσμένος από τη Γη. Βρίσκεται τόσο μακριά που σχεδόν καθορίζει τα όρια του παρατηρήσιμου σύμπαντος. Αυτή η μελέτη μπορεί να ρίξει φως στην χρονική περίοδο που το σύμπαν είχε ηλικία μόνο μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.

Μερικοί άνθρωποι όταν την νύχτα στρέφουν το βλέμμα τους στον έναστρο ουρανό, καθώς θαυμάζουν το πλήθος των άστρων στην απεραντοσύνη του σύμπαντος, καταλαμβάνονται είτε από ποιητικό είτε από υπαρξιακό οίστρο, ανακαλώντας θεμελιώδεις ερωτήσεις όπως: «πόσο μεγάλο είναι το σύμπαν;» ή «πώς και πότε άρχισαν να σχηματίζονται οι γαλαξίες;» κ.ο.κ.

Οι αστρονόμοι παίρνουν αυτές τις ερωτήσεις πολύ σοβαρά και χρησιμοποιούν όλα τα επιστημονικά εργαλεία που διαθέτουν για να τις απαντήσουν. Ο καθηγητής Nobunari Kashikawa από το Τμήμα Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο καθοδηγείται από την περιέργειά του για τους γαλαξίες. Συγκεκριμένα, αναζήτησε τον πιο μακρινό που μπορούμε να παρατηρήσουμε σκοπεύοντας να κατανοήσει πώς και πότε σχηματίστηκε.

«Από προηγούμενες μελέτες, ο γαλαξίας GN-z11 φαίνεται να είναι ο πιο απομακρυσμένος γαλαξίας από τη Γη που έχουμε ανιχνεύσει μέχρι σήμερα, σε απόσταση 13,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός από την Γη», δήλωσε ο Kashikawa. «Αλλά η μέτρηση και η επαλήθευση μιας τέτοιας απόστασης δεν είναι εύκολη υπόθεση».

Ο Kashikawa και η ομάδα του μέτρησαν αυτό που είναι γνωστό ως «μετατόπιση στο ερυθρό» του γαλαξία GN-z11. Αυτό αναφέρεται στο γεγονός ότι στο φως των πιο απομακρυσμένων άστρων και γαλαξιών, οι γραμμές εκπομπής και απορρόφησης που οφείλονται σε συγκεκριμένα στοιχεία, είναι όλο και περισσότερο μετατοπισμένες προς το ερυθρό – προς τις χαμηλότερες συχνότητες, εξαιτίας του φαινομένου Ντόπλερ. Σύμφωνα με το φαινόμενο αυτό το μήκος κύματος (και η συχνότητα) ενός κύματος μεταβάλλεται ανάλογα με τη σχετική ταχύτητα μεταξύ πηγής και παρατηρητή. (Ο ήχος της σειρήνας ενός περιπολικού που ακούμε όταν αυτό μας πλησιάζει, είναι διαφορετικός από τον ήχο που ακούμε όταν αυτό μας προσπεράσει.) Οι μετατοπισμένες γραμμές απορρόφησης που παρατηρούνται στο φως απομακρυσμένων γαλαξιών, οφείλονται στο γεγονός ότι οι πηγές αυτού του φωτός – οι γαλαξίες – απομακρύνονται από μας. Μετρώντας πόσο μετατοπισμένες είναι αυτές οι γραμμές, οι αστρονόμοι μπορούν να υπολογίσουν την απόσταση των γαλαξιών από τη Γη.

(Πάνω) Το βέλος δείχνει τον γαλαξία GN-z11. (Κάτω) Φασματικές γραμμές από τον γαλαξία. Galaxy GN-z11. (Upper) The arrow points to the most distant galaxy in the universe. (Lower) Carbon emission lines observed in infrared. When it left the galaxy, the signal was ultraviolet light in the region of 0.2 micrometer, but it was redshifted and stretched to over 10 times that to about 2.28 micrometers. © Kashikawa et al.

«Εξετάσαμε ειδικά το υπεριώδες φως, καθώς αυτή είναι η περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που περιμέναμε να βρούμε τις μετατοπισμένες γραμμές απορρόφησης», δήλωσε ο Kashikawa. «Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble εντόπισε την υπογραφή πολλές φορές στο φάσμα του GN-z11. Ωστόσο, ακόμη και το Hubble δεν μπορεί να διαχωρίσει τις γραμμές του υπεριώδους στον βαθμό που χρειαζόμασταν. Καταφύγαμε λοιπόν σε έναν πιο κατάλληλο επίγειο φασματογράφο, ένα όργανο ανάλυσης φωτός, τον επονομαζόμενο MOSFIRE, που είναι τοποθετημένος στο τηλεσκόπιο Keck I στη Χαβάη.»

Ο φασματογράφος MOSFIRE κατέγραψε λεπτομερώς το φάσμα του γαλαξία GN-z11, κάτι που επέτρεψε στην ομάδα να κάνει πολύ καλύτερη εκτίμηση της απόστασης από ό,τι ήταν δυνατό με τα παλαιότερα δεδομένα. Όταν οι αστρονόμοι εργάζονται σε αυτές τις κλίμακες, δεν είναι πρακτικό να χρησιμοποιούν τις γνωστές μας μονάδες μήκους. Χρησιμοποιούν μια τιμή που είναι γνωστή ως αριθμός της ερυθράς μετατόπισης και συμβολίζεται με το z. Ο Kashikawa και η ομάδα του βελτίωσαν την ακρίβεια της τιμής z του γαλαξία κατά έναν παράγοντα 100. Εάν οι επόμενες παρατηρήσεις επιβεβαιώσουν αυτό το αποτέλεσμα, τότε οι αστρονόμοι μπορούν με βεβαιότητα να πουν ότι ο GN-z11 είναι ο πιο μακρινός γαλαξίας που έχει εντοπιστεί ποτέ στο σύμπαν.

Πηγές: Linhua Jiang, Nobunari Kashikawa, Shu Wang, Gregory Walth, Luis C. Ho, Zheng Cai, Eiichi Egami, Xiaohui Fan, Kei Ito, Yongming Liang, Daniel Schaerer, Daniel P. Stark. Evidence for GN-z11 as a luminous galaxy at redshift 10.957. Nature Astronomy, 2020; DOI: 10.1038/s41550-020-01275-y - https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00153.html - https://physicsgg.me/2020/12/16/