Πυρηνικές βόμβες φωτίζουν τα μυστήρια του εγκεφάλου. Atomic Bombs Help Solve Brain Mystery

Οι πυρηνικές βόμβες λύνουν το μυστήριο της γέννησης νέων νευρώνων. Nuclear fallout. Radioactive carbon-14 atoms released by atomic bombs are helping scientists determine the birthdays of new neurons in the hippocampus (inset). Credit: Spalding et al., Cell (2013);(inset) Weissman, Livet, Sanes, and Lichtman/Harvard University

Μπορεί μια ατομική βόμβα να έχει σχέση με τον εγκέφαλο και μάλιστα ενός ανθρώπου που γεννήθηκε δεκαετίες μετά την έκρηξή της; Όσο κι αν φαίνεται παράξενο, μια διεθνής επιστημονική ομάδα χρησιμοποίησε στοιχεία από τις πυρηνικές δοκιμές του Ψυχρού Πολέμου στις δεκαετίες του ΄50 και του ΄60 για να αποδείξει ότι οι εγκέφαλοι των ενήλικων ανθρώπων συνεχίζουν να γεννούν νέα κύτταρα (νευρώνες).

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Γιόνας Φρίζεν και την Κίρστι Σπάλντινγκ του σουηδικού πανεπιστημιακού Ινστιτούτου Καρολίνσκα της Στοκχόλμης, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό βιολογίας «Cell» (Κύτταρο), σύμφωνα με το «Science», θέλησαν να δώσουν μια οριστική απάντηση στο επίμαχο έως τώρα ερώτημα αν ο ενήλικος εγκέφαλος γεννά νέα κύτταρα, κάτι που έχει αποδειχτεί σε πειραματόζωα, αλλά όχι στους ανθρώπους με βεβαιότητα.

Εδώ και χρόνια είναι γνωστό ότι οι νευρώνες, υπό την επίδραση των νέων εμπειριών και του ερεθισμάτων του περιβάλλοντος, δημιουργούν συνεχώς νέες διασυνδέσεις (συνάψεις) μεταξύ τους καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής (η λεγόμενη «πλαστικότητα» του εγκεφάλου). Όμως δεν ήταν εξίσου σίγουρο ότι νέα νευρικά κύτταρα δημιουργούνται εκ του μηδενός από τη γέννηση έως τον θάνατο του ανθρώπου.

A medium spiny neuron with extensive dendrites, or projections that enable it to communicate with other brain cells.

Οι επιστήμονες έδειξαν πλέον ότι όντως ένας σημαντικός αριθμός νέων νευρώνων δημιουργείται καθημερινά στον ιππόκαμπο, τη ζωτική για τη συνειδητή μνήμη και τη μάθηση, περιοχή του εγκεφάλου. Η τεχνική τους ήταν πολύ πρωτότυπη, επειδή βασίστηκε στη μέτρηση της ποσότητας του άνθρακα-14 που έχει εισέλθει στον οργανισμό των ανθρώπων, εξαιτίας των αλλεπάλληλων επιφανειακών πυρηνικών δοκιμών που έγιναν πριν από περίπου μισό αιώνα.

«Εθεωρείτο για πολύ καιρό ότι γεννιόμαστε με έναν ορισμένο αριθμό νευρώνων και ότι δεν είναι δυνατό να αποκτήσουμε νέους νευρώνες μετά τη γέννησή μας. Δείχνουμε τώρα για πρώτη φορά ότι υπάρχει σημαντική νευρογένεση στον ανθρώπινο ιππόκαμπο σε όλη τη διάρκεια της ζωής», δήλωσε ο Φρίζεν.

Image: Spalding et al./Cell

Οι ερευνητές αξιοποίησαν το γεγονός ότι οι πάνω από 500 πυρηνικές δοκιμές, ιδίως των ΗΠΑ, κατά την περίοδο 1945-1962, απελευθέρωσαν στην ατμόσφαιρα διπλάσιες ποσότητες του ραδιενεργού ισοτόπου άνθρακα-14. Όμως μετά το 1963, όταν απαγορεύτηκαν διεθνώς οι δοκιμές, ο άνθρακας-14 στον αέρα μειώνεται σταδιακά με ένα συγκεκριμένο ρυθμό.

Όταν οι άνθρωποι τρώνε ζώα και φυτά, απορροφούν αυτόν τον άνθρακα στο σώμα τους και στον εγκέφαλό τους. Κάθε φορά που ένα κύτταρο διαιρείται, χρησιμοποιεί αυτό τον άνθρακα και τον ενσωματώνει στο DNA των νέων κυττάρων που προκύπτουν. Η αναλογία ανάμεσα στο ασταθές ισότοπο του άνθρακα-14 και στο πιο σταθερό ισότοπο του άνθρακα-12 δείχνει πότε ένα κύτταρο έχει γεννηθεί. Έτσι, η ύπαρξη του ραδιενεργού άνθρακα επιτρέπει να γίνει υπολογισμός της χρονολογίας γέννησης νέων νευρώνων με μια τεχνική ανάλογη με αυτή που χρησιμοποιούν οι αρχαιολόγοι για να χρονολογήσουν ένα εύρημα με τη βοήθεια του άνθρακα-14.

Κάνοντας νεκροψίες σε 55 πεθαμένους ανθρώπους (που είχαν δώσει εκ των προτέρων τη συγκατάθεσή τους) και μετρώντας τη συγκέντρωση άνθρακα-14 στο DNA των εγκεφαλικών νευρώνων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όλα τα εγκεφαλικά κύτταρα δεν έχουν την ίδια ηλικία, αλλά πάνω από το ένα τρίτο ανανεώνονται τακτικά στη διάρκεια της ζωής. Εκτιμάται ότι περίπου 1.400 νέοι νευρώνες προστίθενται κάθε μέρα στους ενήλικους και αυτός ο ρυθμός μειώνεται ελαφρά με το πέρασμα του χρόνου. Επειδή, παράλληλα, μερικοί νευρώνες του ιππόκαμπου πεθαίνουν κάθε μέρα, τελικά ο συνολικός αριθμός τους διατηρείται λίγο-πολύ σε ισορροπία.

Η επιβεβαίωση της αέναης δημιουργίας εγκεφαλικών κυττάρων μπορεί να έχει και ιατρικές προεκτάσεις. Οι ψυχίατροι υποπτεύονται ότι ορισμένες παθήσεις, όπως η κατάθλιψη, οφείλονται σε μειωμένη νευρογένεση στην περιοχή του ιππόκαμπου. Η νέα έρευνα θα μπορούσε, μεταξύ άλλων, να οδηγήσει στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών αντικαταθλιπτικών φαρμάκων.

«Τρύπες» στον χρόνο. Scientists create device that tears a hole in time, enabling undetectable secret messages to be sent (so long as you do it in 0.00012 of a second)

A 'time cloak' which bends light to tear holes in time itself has been created by scientists. The device can hide a continuous stream of events at telecommunications data rates.

Όλοι, λίγο - πολύ, έχουμε στο παρελθόν μας στιγμές για τις οποίες δεν είμαστε και τόσο υπερήφανοι. Το όνειρο του να μπορούσαμε να τις διαγράψουμε μια για πάντα φαίνεται ότι δεν ανήκει πλέον απόλυτα στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας. Ερευνητές κατόρθωσαν να δημιουργήσουν έναν μανδύα χρονικής αορατότητας - μπόρεσαν δηλαδή να «κρύψουν» ένα γεγονός κάνοντας αόρατη την εμφάνισή του στον χρόνο. Η ανάπτυξη ενός πρακτικά λειτουργικού τέτοιου μανδύα βρίσκεται βεβαίως ακόμη κυριολεκτικά στα σπάργανα - αυτό σημαίνει ότι η δυνατότητα διαγραφής του «βρώμικου» παρελθόντος ή και παρόντος σας, αν υπάρχει, μετατίθεται για το πολύ μακρινό μέλλον. Πολύ πιο σύντομα όμως η τεχνική μάλλον θα μας προσφέρει απόλυτη ασφάλεια στη μεταφορά πληροφοριών και καλύτερης ποιότητας δεδομένα.

Η ιδέα της χρονικής αορατότητας είναι πολύ καινούργια - μόλις μερικών ετών. Προτάθηκε το 2010 από τον φυσικό του Imperial College του Λονδίνου Μάρτιν Μακ Κολ και τους συνεργάτες του. «Πατώντας» επάνω στις αρχές για τους οπτικούς μανδύες αορατότητας οι οποίοι κάνουν αόρατα τα αντικείμενα στον χώρο κατευθύνοντας τις ακτίνες του φωτός γύρω από αυτά, οι επιστήμονες του Imperial είχαν υποστηρίξει ότι θα μπορούσε κάποιος να κάνει αόρατα τα γεγονότα «χωρίζοντας» και ξαναενώνοντας τα κύματα του φωτός έτσι ώστε να δημιουργήσει μικρούς «θυλάκους» (κατ' άλλους «παράθυρα» ή «τρύπες») στον χρόνο.

Η πρόταση αυτή εκινείτο ωστόσο στο καθαρά θεωρητικό επίπεδο. Η πρώτη επιτυχημένη απόπειρα υλοποίησής της σημειώθηκε μόλις πέρυσι, από ερευνητές του Πανεπιστημίου Κορνέλ στις Ηνωμένες Πολιτείες. Τα χρονικά παράθυρα που δημιουργήθηκαν είχαν όμως υπερβολικά μικρή διάρκεια. Τώρα, όπως αναφέρουν με δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature», μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο Περντιού, επίσης στις ΗΠΑ, προχώρησαν ένα βήμα πιο πέρα επιτυγχάνοντας «τρύπες» με ικανοποιητική χρονική διάρκεια.

Οι επιστήμονες κατάφεραν να κρύψουν δεδομένα που αποστέλλονται μέσω οπτικών ινών.

Οι επιστήμονες του Κορνέλ, με επικεφαλής τον Αλεξάντερ Γκαέτα, είχαν δημιουργήσει τον πρώτο λειτουργικό μανδύα χρονικής αορατότητας χρησιμοποιώντας παλμούς λέιζερ. Ο δρ Λούκενς και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν την ίδια βασική τεχνική, αλλά επιτάχυναν τον ρυθμό της διαδικασίας της. Για να το επιτύχουν εκμεταλλεύθηκαν το οπτικό φαινόμενο των πλεγμάτων περίθλασης που είναι γνωστό ως «χαλί του Τάλμποτ». Μεταφέροντάς το στη χρονική εκδοχή του «κατηύθυναν» το φως στον χρόνο έτσι ώστε να δημιουργήσουν τακτές περιόδους με μηδενική ένταση φωτός - δηλαδή «χρονικές τρύπες» στις οποίες μπορεί κάποιος να κρύψει δεδομένα. Η διάρκεια των «τρυπών» αυτών ήταν 36 πικοδευτερόλεπτα (36 τρισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου), ενώ ο μανδύας χρονικής αορατότητας που επετεύχθη έκρυψε επιτυχώς δεδομένα τα οποία προσετίθεντο με ρυθμό 12,7 gigabits ανά δευτερόλεπτο.

Ολική διαγραφή

Time cloaking is a way of manipulating electromagnetic radiation in time and space so a collection of events or happenings are concealed from people who are observing from a distance.

Η αξιοσημείωτη επιτυχία έχει ωστόσο και την αρνητική πλευρά της - όπως το θέτει το «Nature» στο ειδησεογραφικό τμήμα του, στην παρούσα μορφή του ο μανδύας είναι υπερβολικά καλός στο… κρύψιμο, αφού «εξαφάνισε» το συμβάν μια για πάντα. «Σβήσαμε το γεγονός της πρόσθεσης δεδομένων τελείως από την Ιστορία, επομένως δεν υπάρχει τρόπος αποστολής των δεδομένων ως μηνύματος σε κάποιον παραλήπτη» εξήγησε ο δρ Λούκενς. Παρ' όλα αυτά ο δρ Μακ Κολ είναι εντυπωσιασμένος από το επίτευγμα και θεωρεί ότι με λίγες τροποποιήσεις η τεχνική μπορεί να επιτρέψει σύντομα την αποστολή απολύτως μυστικών μηνυμάτων. «Φέρνει τους μανδύες χρονικής αορατότητας κοντά στην πρακτική εφαρμογή» δήλωσε, επίσης στο «Nature».

The device could have important implications for sending secret messages via fibre optic cables.

Κάτι τέτοιο, όπως τόνισε ο δρ Λούκενς, θα δημιουργήσει ένα εντελώς νέο επίπεδο στην ασφάλεια της μεταφοράς δεδομένων μέσω των οπτικών ινών. «Δεν εμποδίζει απλώς τους ωτακουστές να διαβάσουν τα δεδομένα σας - δεν μπορούν καν να ξέρουν ότι υπάρχουν δεδομένα για να τα υποκλέψουν» εξήγησε. Η πρώτη πρακτική εφαρμογή των μανδυών του είδους ωστόσο, όπως επισημαίνουν οι επιστήμονες, ίσως δεν θα είναι η απόκρυψη των δεδομένων αλλά η βελτίωση της ποιότητάς τους. Στα πειράματά τους ο δρ Λούκενς και οι συνεργάτες του έδειξαν ότι ο διαχωρισμός και η επανασύνδεση των κυμάτων του φωτός «προστατεύουν» την κύρια ροή των δεδομένων από αλλοιώσεις. «Αυτό ίσως είναι χρήσιμο για να μειωθούν οι αλλοιώσεις όταν πολλές ροές δεδομένων μοιράζονται την ίδια ίνα» υπογράμμισε ο ειδικός.

Ο δρ Γκαέτα από την πλευρά του συμπλήρωσε: «Ο κόσμος πάντα φαντάζεται κάτι παράνομο όταν ακούει τη λέξη "μανδύας", όμως αυτοί οι τρόποι χειρισμού του φωτός μάλλον θα χρησιμοποιηθούν για να κάνουν τις παρούσες, όχι μυστικές, επικοινωνίες περισσότερο εξελιγμένες».   

Οι «αμμοστρόβιλοι» που φτιάχνουν πλανήτες. 'Dust trap' around young star could be comet factory

Artist’s impression shows the dust trap in the system Oph-IRS 48. The dust trap provides a safe haven for the tiny rocks in the disc, allowing them to clump together and grow to sizes that allow them to survive on their own. (Credit: ESO/L. Calçada)

Διεθνής ομάδα επιστημόνων έχει στρέψει τη συστοιχία τηλεσκοπίων ALMA σε ένα νεαρό άστρο γύρω από το οποίο έχει σχηματιστεί ένας δίσκος κοσμικής ύλης. Οι επιστήμονες παρατηρούν τον δίσκο με την ελπίδα ότι θα γίνουν μάρτυρες των πολύπλοκων κοσμικών διεργασιών που συντελούνται εκεί και οδηγούν στη δημιουργία πλανητών. Ήδη έχουν κάνει ορισμένες ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις.

Η κρατούσα θεωρία

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το εσωτερικό των δίσκων ύλης που σχηματίζονται γύρω από άστρα αποτελείται από αέρια και μικροσκοπικούς κόκκους σκόνης. Οι κόκκοι σκόνης ενώνονται συνεχώς μεταξύ τους σχηματίζοντας βραχώδη σώματα με μάζα μέχρι και δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης. Κάποια από αυτά τα σώματα ξεκινούν να συλλέγουν αέρια από τον δίσκο και τελικά μετατρέπονται σε πυρήνες γιγάντων αερίου όπως ο Δίας.

Οι κοσμικές «αντιφάσεις»

Όμως οι προσομοιώσεις δημιουργίας πλανητών από τους δίσκους ύλης έχουν δημιουργήσει πονοκεφάλους στους επιστήμονες. Τα μοντέλα δείχνουν ότι οι μάζες που αρχίζουν να σχηματίζονται μέσα στον δίσκο όσο περισσότερο διογκώνονται τόσο περισσότερο επιβραδύνεται η ταχύτητα τους καθώς κινούνται μέσα στα αέρια και τη σκόνη. Οι μάζες αυτές σταματούν κάποια στιγμή να περιδιαβαίνουν τον δίσκο και αρχίζουν να κινούνται προς το άστρο. Σύμφωνα με τα μοντέλα η πορεία αυτή έχει δύο πιθανές καταλήξεις. Οι μάζες είτε συγκρούονται μεταξύ τους και διαλύονται είτε μπαίνουν σε μια διαδικασία αυτοκαταστροφικής περιδίνησης.

Τα μοντέλα δείχνουν επίσης ότι όσο πιο μακριά από το άστρο σχηματίζεται μια μάζα τόσο πιο μικρό είναι το μέγεθος της πριν ξεκινήσει να κινείται προς αυτό. Σε άστρα όπως ο Ήλιος, οι μάζες που σχηματίζονται σε αποστάσεις παρόμοιες με αυτή της Γης από το άστρο μας δεν μπορούν να μεγαλώσουν περισσότερο από ένα μέτρο σε διάμετρο. Αυτό σημαίνει ότι σε αποστάσεις όπως αυτές που βρίσκεται ο Ποσειδώνας οι μάζες που θα μπορούσαν να αποτελέσουν πυρήνες ενός πλανήτη δεν μπορούν να αναπτυχθούν περισσότερο από μόλις ένα χιλιοστό.

Η παγίδα της σκόνης

This image from the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) shows the dust trap in the disc that surrounds the system Oph-IRS 48. The high asymmetry of the dust emission between the southern and northern part of the disc (at least a factor of 130) is indicative of the presence of such a dust trap. The dust trap provides a safe haven for tiny particles in the disc, allowing them to clump together and grow to sizes that allow them to survive on their own. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Nienke van der Marel

Κάποιοι επιστήμονες είναι θιασώτες μια θεωρίας που δίνει λύση σε αυτό το κοσμικό αδιέξοδο. Σύμφωνα με αυτήν, στο εσωτερικό του δίσκου υπάρχουν διαφορές πίεσης οι οποίες δημιουργούν στροβίλους. Οι στρόβιλοι αυτοί παγιδεύουν τη σκόνη και της επιτρέπουν να σχηματίζει μάζες μεγέθους τέτοιου ώστε να μην μπουν σε οποιαδήποτε διαδικασία αυτοκαταστροφής.

Η γιγάντια μάζα

This image from the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) shows the dust trap in the disc that surrounds the system Oph-IRS 48. The dust trap provides a safe haven for tiny particles in the disc, allowing them to clump together and grow to sizes that allow them to survive on their own. The green region shows where the larger particles are located (millimetre-sized) and is the dust trap seen discovered by ALMA. The orange ring shows observations of much finer dust particles (micron-sized) using the VISIR instrument on ESO's Very Large Telescope. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Nienke van der Marel

Οι ερευνητές έστρεψαν το ALMA στο άστρο Oph IRS 48 και εντόπισαν έναν τέτοιο στρόβιλο στις εξωτερικές περιοχές του δίσκου της ύλης. Παλαιότερες παρατηρήσεις στο συγκεκριμένο άστρο και τον δίσκο του έχουν υποδείξει την παρουσία ενός γιγάντιου σώματος με μάζα δέκα φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Δία. Η μάζα αυτή βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το άστρο και σύμφωνα με τους ειδικούς «καθαρίζει» οτιδήποτε υπάρχει στην περιοχή που κινείται.

Οι ερευνητές παρατηρούν τον δίσκο σε τρία μήκη κύματος, ένα στο οποίο εντοπίζονται μόνο τα αέρια του δίσκου, ένα όπου εντοπίζονται οι κόκκοι σκόνης άνω του ενός χιλιοστού και ένα όπου εντοπίζονται οι μικρότεροι κόκκοι σκόνης. Όπως διαπιστώθηκε οι μεγαλύτερου μεγέθους κόκκοι σκόνης είναι συγκεντρωμένοι σε μια πλευρά του άστρου σε  διάταξη ημισελήνου, γεγονός που πιθανώς οφείλεται στην παρουσία ενός στροβίλου. «Το ενδιαφέρον σε αυτή την έρευνα είναι ότι βρήκαμε έναν δίσκο όπου οι μεγαλύτεροι σε μέγεθος κόκκοι σκόνης είναι συγκεντρωμένοι σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει κάποιος μηχανισμός που τους κρατά εκεί» αναφέρει η Νίνκε βαν ντερ Μάρελ του Αστεροσκοπείου Leiden στην Ολλανδία, μέλος της ερευνητικής ομάδας. H μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».

Όταν ο Ήλιος έπαιρνε ακόμα… μπόι, Young Star Suggests our Sun Was a Feisty Toddler

Καλλιτεχνική άποψη του συστήμτος TW Ύδρας μας δείχνει τι θα βλέπαμε αν μπορούσαμε πλησιάσουμε περισσότερο απ’ ότι μπορούν τα τηλεσκόπια. This artist's conception illustrates what we would see if we could zoom in on the TW Hydrae system. We are viewing the star nearly pole-on, where streamers of gas from the surrounding protoplanetary disk funnel onto the star. Research shows that this growth process, also known as accretion, is clumpy and episodic. By studying TW Hydrae we can learn what our Sun was like when it was only 10 million years old. Credit: David A. Aguilar (CfA)

Η μελέτη ενός άστρου που μοιάζει με τον Ήλιο, είναι όμως πολύ μικρότερο σε ηλικία, δείχνει πώς μπορεί να συμπεριφερόταν το μητρικό μας άστρο όταν ήταν ακόμα νεαρό και ιδιαίτερα βουλιμικό.

To άστρο βρέφος

Artist’s impression of the gas and dust disk around the young star TW Hydrae. New measurements using the Herschel space telescope have shown that the mass of the disk is greater than previously thought. Credit: Axel M. Quetz (MPIA)

Το νεαρό άστρο, με την ονομασία TW της Ύδρας, βρίσκεται στο αστρικό σμήνος της Ύδρας, σε απόσταση 190 ετών φωτός, και έχει ηλικία μόλις δέκα εκατομμυρίων ετών. Ανήκει στην ίδια κατηγορία με τον Ήλιο, αν και η μάζα του είναι 20% μικρότερη.

«Μελετώντας το TW της Ύδρας μπορούμε να παρακολουθήσουμε τι συνέβαινε στον δικό μας Ήλιο όταν ήταν ακόμα πιτσιρίκι» σχολιάζει η Νάνσι Μπρίκχαους του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard Smithsonian, στο Κέμπριτζ της Μασαχουσέτης.

Το νεαρό άστρο είναι πιθανό να διανύει μια φάση την οποία πέρασε κάποτε και ο Ήλιος: συνεχίζει να μεγαλώνει απορροφώντας αέριο υδρογόνο από τον γιγάντιο δίσκο αερίων και σκόνης που το περιβάλλει.

Οι παρατηρήσεις

This artist's concept illustrates an icy planet-forming disk around a young star called TW Hydrae, located about 175 light-years away in the Hydra, or Sea Serpent, constellation. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Η Μπρίκχαους και οι συνεργάτες της χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra, καθώς και επίγεια όργανα, για να παρακολουθήσουν το άστρο καθώς γευμάτιζε.

Οι παρατηρήσεις στο φάσμα των ακτίνων Χ αποκάλυψαν ότι το αέριο που πέφτει μέσα στο νεαρό άστρο κινείται κατά μήκος των γραμμών του αστρικού μαγνητικού πεδίου. Οι ερευνητές κατάφεραν μάλιστα να δουν σύννεφα αερίου που συντρίβονται στην επιφάνεια του άστρου και δημιουργούν ωστικά κύματα που θερμαίνουν το αέριο στους 2,8 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.

«Συλλέγοντας δεδομένα σε πολλαπλά μήκη κύματος μπορέσαμε να ακολουθήσουμε το αέριο σε όλη τη διαδρομή του. Είναι η πρώτη φορά που παρακολουθήσαμε ολόκληρη τη διαδικασία συσσώρευσης» νέας μάζας στο αστέρι, αναφέρει η ερευνήτρια.

Το ενδιαφέρον μάλιστα είναι ότι TW της Ύδρας δεν καταπίνει αέριο με σταθερό ρυθμό: το γεύμα μπορεί να σταματάει απότομα για να συνεχιστεί την επόμενη μέρα σε μια νέα φάση βουλιμίας. Σήμερα, ο Ήλιος έχει ηλικία 4,6 δισεκατομμυρίων ετών και η μαγνητική του δραστηριότητα πιστεύεται ότι έχει πια εξασθενίσει.

Οι ερευνητές πιστεύουν πάντως ότι οι τελευταίες παρατηρήσεις βελτιώνουν τις γνώσεις μας για την αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου ενός νεαρού άστρου με το δίσκο σκόνης από τον οποίο γεννιούνται τελικά οι πλανήτες. Ποιος ξέρει; Ίσως σε 4,6 δισ. χρόνια από σήμερα το TW της Ύδρας να μοιάζει με τον χαμένο δίδυμο αδελφό του σημερινού Ήλιου. Η μελέτη παρουσιάστηκε την Τετάρτη σε συνέδριο της Αμερικανικής Ένωσης Αστρονομίας.

Τα μωρά «τιτιβίζουν» όπως τα πουλιά. Of birdsong and baby babble

Mary Cassatt, Mother and Child, Mère et Enfant, 1889.

Τα μωρά μαθαίνουν να μιλούν σαν... μωρά προτού κατακτήσουν τη γλώσσα των μεγάλων - ξεκινούν αρχικά επαναλαμβάνοντας μεμονωμένες συλλαβές (όπως μπα-μπα-μπα) και στη συνέχεια ενώνοντας διαφορετικές συλλαβές μεταξύ τους (όπως μπα-ντα-γκου).

Τόσο τα μωρά όσο και τα πτηνά πασχίζουν για να μάθουν συλλαβές στην αρχή της ζωής τους, σύμφωνα με νέα μελέτη. Human infants and young birds ‘learn’ syllables in pairs.

Τα ωδικά πτηνά παρουσιάζουν παρόμοια μοτίβα καθώς μαθαίνουν να κελαηδούν. Πιστεύεται μάλιστα ότι η ικανότητα για αυτού του είδους την παράθεση συλλαβών είναι έμφυτη. Ωστόσο μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται online στην επιθεώρηση «Nature» δείχνει ότι τα πράγματα δεν είναι ακριβώς έτσι ούτε τόσο απλά.

Μελέτη σε τρία είδη

The test: In the study, young zebra finches and Bengalese finches were trained to imitate a certain song. photo: reuters

Αμερικανοί ερευνητές μελέτησαν τρία διαφορετικά είδη - δύο είδη πτηνών και συγκεκριμένα πιτσιλωτούς σπίνους (zebra finch, επιστημονική ονομασία Τaeniopygia guttata, ταινιοπυγή η στικτή) και κοινωνικούς σπίνους (bengalese finch, επιστημονική ονομασία Lonchura striata domestica), καθώς και ανθρώπους. Είδαν ότι σε κανένα από τα τρία είδη η μετάβαση από τις μεμονωμένες συλλαβές στα ζευγάρια συλλαβών δεν είναι εύκολη. Τα μικρά και των τριών ειδών χρειάζεται να μάθουν αργά πώς να συνταιριάζουν μεταξύ τους τις συλλαβές.

«Ανακαλύψαμε ένα αναπάντεχο στάδιο στην εκφορά του λόγου των ανθρώπων» ανέφερε η πρώτη συγγραφέας της νέας μελέτης Ντίνα Λιπκάιντ, ψυχολόγος που εργάζεται στο Κολέγιο Χάντερ στη Νέα Υόρκη.

Προκειμένου να καταλήξουν στα συμπεράσματά τους οι ερευνητές εκπαίδευσαν αρχικώς πιτσιλωτούς σπίνους ώστε να τραγουδούν ένα τραγούδι στο οποίο τρεις συλλαβές που αποτελούνταν από τα γράμματα Α, B, C εμφανίζονταν με την εξής σειρά: ΑΒC - ΑΒC. Στη συνέχεια εκπαίδευσαν τα πτηνά ώστε να τραγουδούν ένα άλλο τραγούδι στο οποίο τα ίδια γράμματα εμφανίζονταν με διαφορετική σειρά: ACB - ACB.

Σταδιακή διαδικασία

Researchers have found similar patterns in the ways human babies and songbirds learn their vocalizations. ROGER WRIGHT/STONE/GETTY IMAGES

Τα οκτώ από τα 17 πτηνά κατάφεραν να μάθουν το τραγούδι, όχι όμως κατευθείαν. Το έμαθαν σαν μια σειρά ζευγών συλλαβών - μάθαιναν π.χ. να περνούν από το Α στο C, στη συνέχεια από το C στο Β και τέλος από το Β στο Α. Και αυτό δεν συνέβη μέσα σε ελάχιστο χρονικό διάστημα, όπως υποστηρίζει η θεωρία της έμφυτης εκμάθησης των συλλαβών. Αντιθέτως, χρειάστηκαν δέκα ημέρες κατά μέσον όρο προκειμένου να μάθουν το πρώτο ζεύγος συλλαβών, τέσσερις ώστε να μάθουν το δεύτερο και δύο ημέρες ώστε να μάθουν το τρίτο ζεύγος.

Τα ίδια μοτίβα εκμάθησης παρατηρήθηκαν και στους κοινωνικούς σπίνους. Για παράδειγμα, στο τραγούδι του συγκεκριμένου είδους ορισμένα ζεύγη συλλαβών είναι αντιστρέψιμα - ορισμένες φορές η συλλαβή Α εμφανίζεται πριν από τη συλλαβή Β και αντιστρόφως. Και πάλι, σε αυτή την περίπτωση, σύμφωνα με την «έμφυτη» θεωρία, τα νεαρά πτηνά θα έπρεπε να μαθαίνουν τις εντολές ταυτοχρόνως, κάτι που όμως δεν συνέβη. Όταν οι επιστήμονες παρακολούθησαν την εκμάθηση επτά τέτοιων ζευγών συλλαβών είδαν ότι τα πτηνά ήταν σε θέση να κατανοήσουν και να ακολουθήσουν τις δύο διαφορετικές εντολές με χρονική απόσταση περίπου 18 ημερών μεταξύ τους.

Το αναπάντεχο… ανθρώπινο εύρημα

Το πιο αναπάντεχο όμως εύρημα της μελέτης ήταν ότι και τα βρέφη των ανθρώπων ακολουθούν τα μοτίβα εκμάθησης των πουλιών. Όταν οι ερευνητές ανέλυσαν βάσεις δεδομένων που περιείχαν φωνητικές καταγραφές εννέα βρεφών, ανακάλυψαν ότι η εξέλιξη της μωρουδίστικης γλώσσας τους - το να περνούν, δηλαδή, από την επανάληψη της ίδιας συλλαβής στη συνένωση διαφορετικών συλλαβών - δεν ήταν μια ταχεία διαδικασία αλλά ελάμβανε χώρα σταδιακά, σε διάστημα 20-30 εβδομάδων.

«Η μελέτη αυτή προσφέρει ενδείξεις σχετικά με το ότι η μετάβαση στην κατάκτηση του ζευγαρώματος συλλαβών στα πτηνά γίνεται βήμα-βήμα. Οι αναλύσεις δείχνουν ότι το ίδιο φαινόμενο καταγράφεται και στα βρέφη των ανθρώπων» σχολιάζει ο Μάικλ Φρανκ, ερευνητής στο πεδίο κατάκτησης της γλώσσας στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ της Καλιφόρνιας. Προειδοποιεί ωστόσο ότι η υπόθεση σχετικά με τα βρέφη πρέπει να μελετηθεί περαιτέρω πειραματικά.

Η «γάτα» που γεννοβολά… άστρα. 'Cat's Paw Nebula' Bursting with New Star Growth

Μια από τις νέες εικόνες του νεφελώματος Cat's Paw που μελετούν οι επιστήμονες. Η συγκεκριμένη εικόνα δείχνει μια περιοχή του νεφελώματος που έχει διάμετρο 70 έτη φωτός. In this false-color image of NGC 6334, red represents the Herschel 70 micron IR image, green represents the IRAC 8 micron image and blue represents the NEWFIRM 1 micron J band. The region is about 70 light years wide. CREDIT: S. Willis (CfA+ISU); ESA/Herschel; NASA/JPL-Caltech/ Spitzer; CTIO/NOAO/AURA/NSF.

Βρίσκεται σε απόσταση 5,500 ετών φωτός από τη Γη στον αστερισμό του Σκορπιού. Οι επιστήμονες το έχουν ονομάσει Νεφέλωμα «Η πατούσα της γάτας» και νέες παρατηρήσεις δείχνουν ότι δεν είναι απλά ένα ιδιαίτερα ενεργό νεφέλωμα αλλά ίσως το μεγαλύτερο μαιευτήριο άστρων στον γαλαξία μας.

Αστρογεννητούρια

Nebulae are perhaps as famous for being identified with familiar shapes as perhaps cats are for getting into trouble. Still, no known cat could have created the vast Cat's Paw Nebula visible in Scorpius. At 5,500 light years distant, Cat's Paw is an emission nebula with a red color that originates from an abundance of ionized hydrogen atoms. Alternatively known as the Bear Claw Nebula or NGC 6334, stars nearly ten times the mass of our Sun have been born there in only the past few million years. Pictured above, the end of the Cat's Paw nebula was imaged from the Blanco 4-meter Telescope in Chile. Credit & Copyright: T. A. Rector (U. Alaska), T. Abbott, NOAO, AURA, NSF

Τις νέες παρατηρήσεις έκανε ομάδα επιστημόνων του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian και του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Αϊόβα. Όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές το νεφέλωμα βρίσκεται σε μια περίοδο όπου υπάρχει κυριολεκτικά μια «έκρηξη» γεννήσεων νέων άστρων. Στο νεφέλωμα υπάρχουν δεκάδες χιλιάδες νεαρά άστρα και σύμφωνα με τους ειδικούς οι ποσότητες των δομικών υλικών δημιουργίας άστρων (κυρίως η μάζα υδρογόνου) είναι τόσες ώστε μπορούν να δημιουργηθούν εκεί περί τα 200 χιλιάδες άστρα παρόμοια με τον Ήλιο.

Το νεφέλωμα παράγει με τρομερή ταχύτητα νέα άστρα και είναι χαρακτηριστικό ότι οι ερευνητές εντόπισαν δύο χιλιάδες άστρα τα οποία βρίσκονται ακόμη μέσα στον κοσμικό «πλακούντα» στον οποίο δημιουργήθηκαν. Βρίσκονται δηλαδή ακόμη μέσα στο «κουκούλι» κοσμικής σκόνης από την οποία δημιουργούνται. Τα ευρήματα των παρατηρήσεων ανακοινώθηκαν από τους ερευνητές στο συνέδριο της Αμερικανικής Ένωσης Αστρονομίας που γίνεται αυτές τις μέρες στην Ινδιανάπολη.

Τι άναψε το φιτίλι;

Οι επιστήμονες προσπαθούν να ανακαλύψουν τι άναψε το… φιτίλι αυτής της έκρηξης γεννήσεων άστρων στο νεφέλωμα. Το φιτίλι μπορεί να έχει ανάψει το ωστικό κύμα μιας έκρηξης υπερκαινοφανούς αστέρα ή εκείνο μιας σύγκρουσης γαλαξιών. Όμως μέχρι στιγμής δεν υπάρχει καμία ένδειξη για το τι προκάλεσε το φαινόμενο. Οι ειδικοί εκτιμούν ότι αυτή η περίοδος έντονης δραστηριότητας θα έχει διάρκεια μερικά εκατομμύρια έτη.

Τα σαγόνια… σοκ και δέος, Dino Jaws! Meet the terrifying 150m-year-old ocean monster that weighed 12 tons (and his name's Kevan)

Ο Pliosaurus kevani μπορούσε να εξολοθρεύσει με μία μόλις κίνηση οτιδήποτε κυκλοφορούσε στα νερά πριν από 150 εκατομμύρια έτη. British scientists have identified a new species of a huge pre-historic sea monster. It is believed to have been the most powerful creature on earth.

Τον χαρακτηρίζουν «θαλάσσιο ρεξ» αφού προκαλούσε στις θάλασσες παρόμοιο τρόμο με εκείνο που προκαλούσε στη στεριά ο Τυραννόσαυρος Ρεξ. O Pliosaurus kevani, όπως ονομάστηκε το θαλάσσιο τέρας, είχε σύμφωνα με τους ειδικούς τα μεγαλύτερα και πιο ισχυρά σαγόνια έχουν εμφανιστεί ποτέ στη Γη.

Ο επίμονος…καφετζής

The sea monster has been named Pliosaurus kevani after Kevan Sheehan, the retired café owner who spent five years painstakingly unearthing it.

Ονομάζεται Κέβαν Σίχαν, είναι ιδιοκτήτης καφετέριας στην Αγγλία και έχει χόμπι την αναζήτηση απολιθωμάτων. Πριν από πέντε χρόνια ο Σίχαν εντόπισε τμήματα του κρανίου ενός δεινόσαυρου στην περιοχή Ντόρσετ στην οποία έχουν εντοπιστεί πολλά απολιθώματα δεινοσαύρων. Η μελέτη αυτών τμημάτων είχε υποδείξει την ύπαρξη ενός θαλάσσιου τέρατος το κεφάλι του οποίου είχε μήκος περίπου τρία μέτρα!

Dr Richard Forrest assembling the giant skull. Experts have hailed the fossil find as one of the most significant in the world and one of the most complete and best preserved skulls ever uncovered.

Για τα επόμενα πέντε έτη ο Σίχαν πήγαινε καθημερινά στην ίδια περιοχή και αναζητούσε και άλλα απολιθώματα του θαλάσσιου τέρατος. Ανακάλυψε τελικά τόσα ώστε οι ειδικοί να καταφέρουν να ανασυνθέσουν τα σαγόνια του τέρατος το οποίο ήταν κάποιο είδος πλειοσαύρου. Προς τιμήν του 68χρονου σήμερα εξερευνητή το τέρας ονομάστηκε… Pliosaurus kevani.

Τρομερές δαγκωνιές

The four-flippered pliosaurus would have weighed 12 tonnes, could have swallowed a great white shark whole and had a bite powerful enough to rip a car in half. Mr Shhehan said: 'I stumbled across the remains thinking they were fossilised wood and only picked them up because I thought they had a nice grain'.

Τα σαγόνια του τέρατος βρίσκονται στο Dorset County Museum και όπως φαίνεται σε αυτά υπήρχαν δόντια 30 εκατοστών! Σύμφωνα με τους ειδικούς που μελετούν τα σαγόνια ο κάτοχός τους ζούσε πριν από 150 εκατομμύρια έτη και ήταν ένα πλάσμα βάρους δώδεκα τόνων που μπορούσε να κάνει κυριολεκτικά μια χαψιά έναν μεγάλο λευκό καρχαρία ενώ μια δαγκωνιά του ήταν ικανή να διαλύσει ένα αυτοκίνητο.