Στο «φως» ο συμπαντικός μηχανισμός πίσω από τις πρώτες ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων. Scientists make progress on unravelling the puzzle of merging black holes

Astrophysicists at the University of Birmingham have made progress in understanding a key mystery of gravitational-wave astrophysics: how two black holes can come together and merge. 3D visualization of gravitational waves produced by two orbiting black holes (Courtesy: Henze/NASA)

Τον Σεπτέμβριο του 2015, το πείραμα advanced LIGO έγραψε ιστορία στη φυσική, ανιχνεύοντας για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα.

Με αυτό τον τρόπο, επιβεβαίωσε έπειτα από 100 χρόνια την τελευταία πρόβλεψη της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας που δεν είχε επαληθευτεί, σύμφωνα με την οποία η κίνηση των σωμάτων δημιουργεί διαταραχές στο χωροχρονικό συνεχές, που διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.

Primordial black holes, if they exist, could be similar to the merging black holes detected by the LIGO team in 2015. This computer simulation shows in slow motion what this merger would have looked like up close. The ring around the black holes, called an Einstein ring, arises from all the stars in a small region directly behind the holes whose light is distorted by gravitational lensing. The gravitational waves detected by LIGO are not shown in this video, although their effects can be seen in the Einstein ring. Gravitational waves traveling out behind the black holes disturb stellar images comprising the Einstein ring, causing them to slosh around in the ring even long after the merger is complete. Gravitational waves traveling in other directions cause weaker, shorter-lived sloshing everywhere outside the Einstein ring. If played back in real time, the movie would last about a third of a second. Credits: SXS Lensing

Οι υπολογισμοί έδειχναν πως τα κύματα προέρχονταν από τη συγχώνευση δύο μελανών οπών, σε απόσταση περίπου 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Λίγους μήνες αργότερα, μία ακόμη συγχώνευση δύο μελανών οπών, αυτή τη φορά σε απόσταση περίπου 1 δισεκατομμυρίου ετών φωτός, έδωσε τη δυνατότητα στο advanced LIGO να ανιχνεύσει ξανά βαρυτικά κύματα.

Ωστόσο, η πηγή των κυμάτων συνέχισε να καλύπτεται με μυστήριο για τους επιστήμονες, καθώς δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ πριν κάποιο ανάλογο φαινόμενο. Μάλιστα, πριν από τις καταγραφές του advanced LIGO, υπήρχε η εκτίμηση πως είτε δεν υπάρχουν καθόλου τέτοια συστήματα από μαύρες τρύπες, είτε τα «μέλη» τους βρίσκονται σε τόσο μεγάλη απόσταση που είναι αδύνατον να συγχωνευθούν στον χρόνο ζωής του σύμπαντος.

Ο λόγος είναι πως, για να μπορέσει να συμβεί αυτό στα 13,8 δισ. έτη που είναι η «ηλικία» του σύμπαντος, θα έπρεπε οι μαύρες τρύπες να βρίσκονται εξ αρχής πολύ κοντά η μία στην άλλη – περίπου στο 1/5 της απόστασης της Γης από τον Ήλιο.

Ωστόσο, οι μαύρες τρύπες προέρχονται από τη βαρυτική κατάρρευση αστέρων μεγάλης μάζας, οι οποίοι κατά τη διάρκεια της εξέλιξής τους διαστέλλονται, με συνέπεια οι διαστάσεις τους να αυξάνονται πολύ περισσότερο από αυτή την απόσταση.

Τώρα, όμως, επιστήμονες από το πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ στη Βρετανία και του Άμστερνταμ στην Ολλανδία ανέπτυξαν ένα μοντέλο που μπορεί να εξηγήσει το φαινόμενο. Γι’ αυτό τον σκοπό, οι ερευνητές ανέπτυξαν μία υπολογιστική προσομοίωση την οποία ονόμασαν COMPAS (Compact Object Mergers: Population Astrophysics and Statistics).

«Πρόκειται για ένα εργαλείο που προβλέπει την εξέλιξη τέτοιων αστροφυσικών συστημάτων, ενώ στη συνέχεια συγκρίνει στατιστικά τις προβλέψεις με παρατηρησιακά δεδομένα», λέει στην ηλεκτρονική έκδοση του περιοδικού Physics World ο Ίλια Μάντελ, καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ και μέλος της ομάδας.

Με τη βοήθεια του COMPAS, οι ερευνητές βρήκαν ένα σενάριο που μπορεί να εξηγήσει τον μηχανισμό πίσω από τις ανιχνεύσεις του advanced LIGO. Σύμφωνα με αυτό το σενάριο, οι αποστάσεις των αστέρων ήταν αρχικά αρκετά μεγάλες.

In this channel, two massive progenitor stars start out at quite wide separations. The stars interact as they expand, engaging in several episodes of mass transfer. The latest of these is typically a common envelope - a very rapid, dynamically unstable mass transfer that envelops both stellar cores in a dense cloud of hydrogen gas. Ejecting this gas from the system takes energy away from the orbit. This brings the two stars sufficiently close together for gravitational-wave emission to be efficient, right at the time when they are small enough that such closeness will no longer put them into contact. The whole process takes a few million years to form two black holes, with a possible subsequent delay of billions of years before the black holes merge and form a single black hole.

Καθώς οι «ήλιοι» εξελίσσονταν, ανά περιόδους αντάλλασσαν μάζα, ενώ κατά το τελευταίο ανάλογο «επεισόδιο», η ασταθής και γρήγορη μεταφορά υλικού είχε ως συνέπεια να σχηματισθεί ένα πυκνό νέφος αερίου υδρογόνου που τα περιέβαλλε.

Ο σχηματισμός αυτού του νέφους είχε ως συνέπεια να χάσουν ενέργεια, με συνέπεια να μειωθεί η μεταξύ τους απόσταση σε τέτοιο βαθμό, ώστε να ξεκινήσει η διαδικασία συγχώνευσης.

Σε αυτό το στάδιο, οι διαστάσεις τους ήταν πλέον αρκετά μικρές ώστε να βρεθούν αρκετά κοντά το ένα στο άλλο, χωρίς να έρθουν ωστόσο σε επαφή. Έτσι, άρχισαν να στροβιλίζονται το ένα γύρω από το άλλο, σε ολοένα μικρότερη απόσταση. Το αποτέλεσμα ήταν, δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, να συγχωνευθούν, αφού πλέον είχαν εξελιχθεί σε μαύρες τρύπες.

Αν και το COMPAS έδωσε τη δυνατότητα στους επιστήμονες να αντιπαραβάλουν το παραπάνω σενάριο με παρατηρησιακά δεδομένα, το μοντέλο τους περιλαμβάνει αρκετές υποθέσεις.

Για παράδειγμα, οι αστροφυσικοί δεν γνωρίζουν το μέγιστο όριο διαστολής των πολύ μεγάλων άστρων, ούτε επίσης και πόση μάζα χάνουν κατά την εξέλιξή τους. Έτσι, η ομάδα ελπίζει στην πορεία να καταφέρει να επαληθεύσει αυτές τις υποθέσεις, με βάση δεδομένα και από άλλα αστρικά συστήματα, όπως ζεύγη αστέρων νετρονίων.

Πολύτιμη βοήθεια θα προέλθει και από το πείραμα advanced LIGO, με τις επόμενες ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων από τη συγχώνευση μελανών οπών.

Πηγές: naftemporiki.gr – physicsworld.com – www.nature.com

Το Cassini αποχαιρετά τον Τιτάνα με μια τελευταία κοντινή προσέγγιση. Cassini Heads Toward Final Close Encounter with Titan

Cassini will make its final close flyby of Saturn's moon Titan on April 21 (PDT), using its radar to reveal the moon's surface lakes and seas one last time. Credits: NASA/JPL-Caltech

Καθώς η πολύχρονη αποστολή του Cassini στον Κρόνο και στους δορυφόρους έχει εισέλθει πλέον στην τελική φάση της, το διαστημικό σκάφος θα αποχαιρετήσει το Σάββατο τον Τιτάνα, κάνοντας ένα τελευταίο κοντινό πέρασμα πάνω από το γεμάτο νέφη και υδρογονάνθρακες φεγγάρι. Η κοντινότερη προσέγγιση του Cassini θα γίνει το Σάββατο το πρωί, στις 9 περίπου ώρα Ελλάδος. Το σκάφος, κινούμενο με ταχύτητα 21.000 χιλιομέτρων την ώρα, θα περάσει σε απόσταση 979 χιλιομέτρων από την επιφάνεια του δορυφόρου.

                                           

Αυτή θα είναι μια τελευταία ευκαιρία για τους επιστήμονες να κάνουν νέες παρατηρήσεις για τις λίμνες και τις θάλασσες μεθανίου και άλλων υγρών υδρογονανθράκων, που είναι διάσπαρτες στο βόρειο ημισφαίριο του Τιτάνα. Είναι η 127η φορά που το σκάφος θα περάσει πάνω από τον δορυφόρο του Κρόνου. Τα όργανα του σκάφους θα επιχειρήσουν να καταγράψουν τυχόν αλλαγές στο μέγεθος και στη σύνθεση των λιμνών υδρογονανθράκων.

Το πέρασμα από τον Τιτάνα αποτελεί το προοίμιο για το μεγάλο «φινάλε» του Cassini, το οποίο στη συνέχεια προγραμματίζεται να κάνει 22 τολμηρές διαβάσεις ανάμεσα στον Κρόνο και στους εσωτερικούς δακτυλίους του, κάτι που δεν έχει επιχειρηθεί ποτέ ξανά στο παρελθόν. Η βαρύτητα του Τιτάνα θα αλλάξει την τροχιά του Cassini όσο χρειάζεται, ώστε να χαράξει την κατάλληλη πορεία ανάμεσα στον Κρόνο και στους δακτυλίους του. Όλα θα τελειώσουν για το σκάφος με μια αυτοκαταστροφική «βουτιά» στον ίδιο τον γιγάντιο πλανήτη στις 15 Σεπτεμβρίου.

Βίντεο: Το διαστημόπλοιο Cassini της NASA που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο για σχεδόν 13 χρόνια, ξεκινάει το Grand Finale του – και όλα αυτά χάρη σε κάποιους εμπνευσμένους επιστήμονες. NASA's Cassini spacecraft, in orbit around Saturn for nearly 13 years, is beginning its Grand Finale — and it's thanks to some Crazy Engineering! A team of engineers called astrodynamicists used math and physics to plot a course for the hardy spacecraft that would send it on a series of dives through the gap between Saturn and its famous rings. And as always, the efforts of these engineers are helping to enable some truly thrilling exploration and scientific discovery. Credits: NASA/JPL-Caltech

Η αποστολή Cassini-Huygens αποτελεί μια συνεργασία της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA), του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και της Ιταλικής Διαστημικής Υπηρεσίας. Εδώ και χρόνια, κεντρικό ρόλο στην μελέτη των στοιχείων για τον Τιτάνα έχει η ελληνίδα αστρονόμος και πλανητολόγος Αθηνά Κουστένη του Αστεροσκοπείου του Παρισιού.

Η Γη ανάμεσα στους δακτυλίους του Κρόνου

Cassini's Last View of Earth: This view from NASA's Cassini spacecraft shows planet Earth as a point of light between the icy rings of Saturn. The spacecraft captured the view on April 12, 2017 at 10:41 p.m. PDT (1:41 a.m. EDT). Cassini was 870 million miles (1.4 billion kilometers) away from Earth when the image was taken. Although far too small to be visible in the image, the part of Earth facing toward Cassini at the time was the southern Atlantic Ocean. Earth's moon is also visible to the left of our planet in a cropped, zoomed-in version of the image. The rings visible here are the A ring (at top) with the Keeler and Encke gaps visible, and the F ring (at bottom). During this observation Cassini was looking toward the backlit rings, making a mosaic of multiple images, with the sun blocked by the disk of Saturn. Seen from Saturn, Earth and the other inner solar system planets are all close to the sun, and are easily captured in such images, although these opportunities have been somewhat rare during the mission. The F ring appears especially bright in this viewing geometry. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα μια εντυπωσιακή φωτογραφία της Γης, που τράβηξε το Cassini στις 12 Απριλίου από απόσταση περίπου 1,4 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων και δείχνει τον μικροσκοπικό πλανήτη μας σαν μια κουκίδα φωτός ανάμεσα στους γιγάντιους δακτυλίους του Κρόνου.

Πηγές: www.amna.gr – www.nasa.gov – saturn.jpl.nasa.gov

Κομήτης χτύπησε τη Γη το 10950 π.Χ., βοηθώντας στην ανάδυση του πολιτισμού. Ancient stone carvings confirm how comet struck Earth in 10,950BC, sparking the rise of civilisations

The Vulture Stone from Gobekli Tepe (left) which recorded a devastating comet strike (right). CREDIT: ALISTAIR COOMBS

Ένας Έλληνας και ένας Βρετανός ερευνητής, οι οποίοι μελέτησαν τα μυστηριώδη σχέδια ζώων που είναι χαραγμένα στους πέτρινους στύλους που έχουν βρεθεί στην περιοχή Γκεμπεκλί Τεπέ της νότιας Τουρκίας, πιστεύουν ότι αυτά όχι μόνο αντιστοιχούν σε αστερισμούς, αλλά δείχνουν ότι πριν από περίπου 13.000 χρόνια -πιθανώς το 10950 π.Χ.- ένας κομήτης έπεσε στη Γη.

Ancient stone carvings confirm that a swarm of comets hit Earth 13,000 years ago sparking the rise of civilisations and wiping out the woolly mammoth. The comet's impact killed thousands of people and triggered a mini ice age that lasted more than 1,000 years. Pictured are the stone carvings used in the team's research, found on pillar 43 or 'the Vulture Stone' at Gobekli Tepe in Turkey.

Η πτώση είχε ως συνέπεια να σκεπαστεί ο πλανήτης μας από νέφη σωματιδίων και σκόνης που μπλόκαραν τον ήλιο, με αποτέλεσμα να πέσει η θερμοκρασία, να επεκταθούν οι πάγοι και να επικρατήσει η λεγόμενη περίοδος της Νεότερης Δρυάδας. Οι περιβαλλοντικές αυτές επιπτώσεις θεωρείται ότι οδήγησαν στην εξαφάνιση των μαμούθ και άλλων μεγάλων ζώων, αλλά και στη διευκόλυνση της ανάδυσης των κατοπινών πρώτων μεγάλων αγροτικών νεολιθικών πολιτισμών, που αντικατέστησαν τους νομάδες-τροφοσυλλέκτες.

Οι ερευνητές Δημήτρης Τσικριτσής και Μάρτιν Σουίτμαν της Σχολής Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Mediterranean Archaeology and Archaeometry» (Μεσογειακή Αρχαιολογία και Αρχαιομετρία), που εκδίδει το Πανεπιστήμιο του Αιγαίου.

Evidence from the carvings, made on a pillar known as the Vulture Stone, suggests that a swarm of comet fragments hit the Earth in around 11000 BC. The different symbols, said to tell the story, are labeled in the graphic above.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ερευνητών, οι απεικονίσεις ζώων πάνω στους πέτρινους στύλους έχουν αστρονομική εξήγηση και αποκαλύπτουν ότι πολλαπλά κομμάτια ενός κομήτη -ο οποίος ίσως είχε διασπασθεί στον αέρα- έπεσαν στη Γη, συμβάλλοντας καθοριστικά στην απότομη πτώση της θερμοκρασίας. Οι παλαιοκλιματολόγοι έχουν επιβεβαιώσει ότι η Γη είχε σχετικά πρόσφατα βγει από την τελευταία εποχή των πάγων και η θερμοκρασία βρισκόταν πλέον σε ανοδική πορεία. Όμως, για κάποιο μυστηριώδη λόγο η τάση αυτή ανακόπηκε και ο πλανήτης βίωσε ξανά μια μίνι-εποχή πάγων, που ονομάσθηκε «Νεότερη Δρυάς» και η οποία διήρκεσε πάνω από 1.000 χρόνια.

The find supports a theory that Earth is likely to experience periods when comet strikes are more likely, owing to Earth's orbit intersecting orbiting rings of comet fragments in space.

Επειδή με βάση λήψεις πυρήνων αρχαίου πάγου από τη Γροιλανδία, ως πιθανότερη εποχή εκκίνησης αυτής της εποχής θεωρείται το 10890 π.χ., οι ερευνητές θεωρούν πιθανό ότι τότε περίπου έπεσε ο κομήτης.

By interpreting the animals as astronomical symbols, and using computer software to match their positions to patterns of stars, researchers dated the event to 10,950BC. This image shows the position of the sun and stars on the summer solstice of 10,950BC.

Οι δύο ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα πρόγραμμα αστρονομικού λογισμικού για να υπολογίσουν ποιες θα ήταν οι θέσεις των αστερισμών στον ουρανό της Τουρκίας εκείνη την εποχή. Πιστεύουν ότι έχουν πλέον σοβαρές ενδείξεις πως τα χαραγμένα σύμβολα του Γκεμπελί Τεπέ αντιστοιχούν στον ουρανό του 10950 π.χ. (συν/πλην 250 χρόνια) και «προδίδουν» έτσι το χτύπημα του κομήτη σε μια εποχή που σχεδόν συμπίπτει με τις εκτιμήσεις για το ξεκίνημα της Νεότερης Δρυάδας (10890 π.Χ.).

Σύμφωνα με τους ερευνητές, ιδίως μία λίθινη στήλη («των Ορνέων») φαίνεται να είναι αναμνηστική για το συγκεκριμένο καταστροφικό -ίσως και κατακλυσμικό- συμβάν. Πιθανώς, επρόκειτο για τη χειρότερη μέρα στην ιστορία της Γης μετά το τέλος της εποχής των πάγων, η οποία θα προκάλεσε το θάνατο χιλιάδων ανθρώπων και γι’ αυτό ίσως μια άλλη στήλη του Γκεμπεκλί Τεπέ απεικονίζει έναν ακέφαλο άνθρωπο.

Stone pillars at Gobleki Tepe, thought to be the world's oldest temple site. Scientists have speculated for decades that a comet could have caused the sharp drop in temperature during a period known as the Younger Dryas around 11,000BC.

Οι αντίξοες κλιματικές συνθήκες που ακολούθησαν, σύμφωνα με αυτό το σενάριο, ανάγκασαν τους ανθρώπους να συνεργασθούν για την καλλιέργεια της γης και για την εκτροφή ζώων, «πυροδοτώντας» πιο εξελιγμένες μορφές πολιτισμού. Το Γκεμπεκλί Τεπέ, κοντά στην πόλη Ούρφα, που χρονολογείται περίπου στο 9000 π.χ. (6.000 χρόνια πριν το Στόουνχετζ), θεωρείται ο αρχαιότερος γνωστός ναός. Πιθανώς, μεταξύ άλλων, εκτελούσε καθήκοντα παρατήρησης του νυχτερινού ουρανού και προφανώς των κομητών.

Οι ερευνητές επισήμαναν ότι «περισσότερες αρχαιολογικές έρευνες αναμένεται να πραγματοποιηθούν στο Γκεμπεκλί Τεπέ και στο γειτονικό Καραχάν Τεπέ. Θα είναι πολύ ενδιαφέρον να δούμε πού θα οδηγήσουν αυτά τα πρόσθετα στοιχεία. Στο μεταξύ, φαίνεται συνετό να πάρουμε στα σοβαρά την πιθανότητα καταστροφής λόγω κομήτη».

Τον πρώτο αναλογικό υπολογιστή στην ιστορία της ανθρωπότητας είχαν ανακαλύψει οι Μινωίτες, όπως υποστηρίζει ο… κρητικός ερευνητής αιγαιακών γραφών, Μηνάς Τσικριτσής. Σύμφωνα με τον ερευνητή, το μινωικό αντικείμενο, που είχε βρεθεί το 1898 στο Παλαίκαστρο Σητείας, προηγήθηκε του «Μηχανισμού των Αντικυθήρων» κατά 1.400 χρόνια και είναι ο πρώτος αναλογικός υπολογιστής στην Ιστορία και μάλιστα φορητός. «Αναζητώντας μινωικά ευρήματα με αστρονομικές απεικονίσεις στο Αρχαιολογικό Μουσείο Ηρακλείου, εντοπίσαμε μια λίθινη μήτρα από την περιοχή του Παλαίκαστρου Σητείας. Στην μήτρα αυτή είχαν αναφερθεί ο Στέφανος Ξανθουδίδης και ο Άρθουρ Έβανς, διατυπώνοντας ότι τα ανάγλυφα σύμβολα που εμφανίζονται στην επιφάνεια της μήτρας συσχετίζονται με τον Ήλιο και τη Σελήνη», τονίζει ο κ. Τσικριτσής. Όπως εξηγεί στο ΑΠΕ – ΜΠΕ ο κρητικός ερευνητής αφού πρώτα αναλύθηκε η ανάγλυφη απεικόνιση του ακτινωτού δίσκου στο δεξιό μέρος της μήτρας αυτής, στη συνέχεια τεκμηριώθηκε η χρήση αυτού, ως μήτρα για την κατασκευή ενός μηχανισμού, που χρησίμευε ως αναλογικός υπολογιστής προσδιορισμού εκλείψεων. Ταυτόχρονα εξετάσθηκαν οι χρήσεις του μηχανισμού ως ηλιακό ρολόι και ως όργανο υπολογισμού γεωγραφικού πλάτους.

Ο πατέρας του Δημήτρη Τσικριτσή, Μηνάς Τσικριτσής, ερευνητής των γραφών του Αιγαίου, είχε προκαλέσει αίσθηση πριν λίγα χρόνια με τη δημοσίευση του βιβλίου του «Αστρονομία Κρητομυκηναϊκού Πολιτισμού», όπου παρουσίαζε τις προχωρημένες επιστημονικές και τεχνολογικές γνώσεις των Μινωιτών.

Πηγές: «Mediterranean Archaeology and Archaeometry» - www.amna.gr

Ένας τυφλοπόντικας το παίζει «φυτό». Naked mole-rats turn into plants when oxygen is low

Μεταβολίζοντας φρουκτόζη, ο γυμνός τυφλοπόντικας μπορεί να επιβιώσει χωρίς οξυγόνο. Ignore the whiskers and teeth -- these are plants. Credit: Thomas Park/UIC

Ένα είδος άτριχου τρωκτικού, ο «γυμνός τυφλοπόντικας», μπορεί να επιβιώσει ακόμη και χωρίς το παραμικρό οξυγόνο, έχοντας βρει ένα μοναδικό για ζώο τρόπο: αλλάζει τον μεταβολισμό του, έτσι ώστε να κάνει ό,τι και τα φυτά, μεταβολίζοντας φρουκτόζη στο σώμα του.

Μπορεί έτσι να ζει επί 18 λεπτά χωρίς καθόλου οξυγόνο και για τουλάχιστον πέντε ώρες με τόσο λίγο οξυγόνο, που θα είχε σκοτώσει έναν άνθρωπο μέσα σε ελάχιστα λεπτά. Είναι η πρώτη φορά που διαπιστώνεται ότι ένα ζώο κάνει κάτι τέτοιο, χρησιμοποιώντας για ενεργειακό «καύσιμο» τη φρουκτόζη.

Οι επιστήμονες από τις ΗΠΑ, τη Γερμανία και τη Νότια Αφρική, με επικεφαλής τον καθηγητή βιολογίας Τόμας Παρκ του Πανεπιστημίου του Ιλινόις στο Σικάγο, που ανακάλυψαν το σχετικό βιολογικό μηχανισμό στον ασυνήθιστο τυφλοπόντικα, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science».

Οι ερευνητές εξέφρασαν την ελπίδα ότι η ανακάλυψη μπορεί να βοηθήσει μελλοντικά στην εύρεση νέων θεραπειών για τα εμφράγματα και τα εγκεφαλικά, που οφείλονται σε στέρηση οξυγόνου λόγω θρόμβωσης στην κυκλοφορία του αίματος.

Ο αφρικανικός γυμνός τυφλοπόντικας είναι ένα αξιοσημείωτο ψυχρόαιμο θηλαστικό ζώο, το οποίο δεν έχει ευαισθησία πόνου στο δέρμα του, ζει πολλά χρόνια (δεκαετίες περισσότερες από τα άλλα τρωκτικά) και εμφανίζει εντυπωσιακή αντίσταση στον καρκίνο.

Ενέργεια από... φρουκτόζη

The naked mole-rat -- a cold-blooded mammal that can live to 30, rarely gets cancer, and doesn't feel pain -- metabolizes like a plant when oxygen is low. Credit: University of Illinois at Chicago

Στους ανθρώπους και σε όλα τα γνωστά θηλαστικά, όταν τα εγκεφαλικά κύτταρα στερούνται το οξυγόνο, ξεμένουν από ενέργεια και γρήγορα αρχίζουν να πεθαίνουν. Όμως οι συγκεκριμένοι τυφλοπόντικες αρχίζουν, αντί για γλυκόζη, να «καίνε» (μεταβολίζουν) φρουκτόζη όπως τα φυτά. Αυτό τους επιτρέπει να παράγουν μέσα στο σώμα τους ενέργεια με αναερόβιο τρόπο, χωρίς τη βοήθεια του εισπνεόμενου οξυγόνου.

Τα εργαστηριακά πειράματα έδειξαν ότι, μόλις το οξυγόνο πέφτει, ο γυμνός τυφλοπόντικας εκκρίνει στο αίμα του μεγάλες ποσότητες φρουκτόζης, η οποία μεταφέρεται αμέσως στα κύτταρα του εγκεφάλου του. Έτσι, με επίπεδα οξυγόνου που θα σκότωναν έναν άνθρωπο μέσα σε λίγα λεπτά, ο γυμνός τυλφοπόντικας μπορεί να ζήσει τουλάχιστον επί πέντε ώρες.

Ένας άνθρωπος χρειάζεται μια ατμόσφαιρα με τουλάχιστον 10% οξυγόνο για να επιβιώσει (κανονικά τα επίπεδα οξυγόνου είναι 21%), αλλά ο γυμνός τυφλοπόντικας μπορεί να ζήσει επί 18 λεπτά χωρίς καθόλου οξυγόνο, μειώνοντας τους παλμούς της καρδιάς του από 200 σε 50 ανά λεπτό και «καίγοντας» φρουκτόζη. Μόλις το οξυγόνο αρχίζει να επανέρχεται, το ζώο ζωντανεύει ξανά σαν να μη συνέβη τίποτε και χωρίς να έχει πάθει καμία βλάβη. Γι' αυτό, άλλωστε, το παράξενο τρωκτικό δεν παθαίνει πνευμονικό οίδημα, τη συγκέντρωση υγρών στους πνεύμονες, κάτι που παθαίνουν οι ορειβάτες σε μεγάλα υψόμετρα με πολύ αραιό οξυγόνο.

Οι βιολόγοι πιστεύουν ότι η ικανότητα του τυφλοπόντικα να μετατρέπεται σε φυτό, είναι μια εξελικτική προσαρμογή του μεταβολισμού του για να επιβιώσει στα πολύ χαμηλά επίπεδα οξυγόνου που συχνά υπάρχουν στα βαθιά λαγούμια του. Αντίθετα με άλλα θηλαστικά που διάγουν επίσης υπόγειο βίο, οι συγκεκριμένοι τυφλοπόντικες ζουν μέσα σε ασφυκτικές συνθήκες, με εκατοντάδες ζώα του είδους τους να συνωστίζονται. Υπό αυτές τις συνθήκες, το ούτως ή άλλως λιγοστό οξυγόνο γρήγορα τελειώνει και ο οργανισμός τους έπρεπε να βρει μια «απάντηση». Και τη βρήκε στα φυτά!

Πηγές: "Fructose-driven glycolysis supports anoxia resistance in the naked mole-rat," Science (2017). science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aab3896 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=875018

Οι εξωγήινοι σιωπούν. The aliens are silent

Προς το παρόν, οι εξωγήινοι παραμένουν στο πεδίο της επιστημονικής φαντασίας. The Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) has been going for nearly 60 years now, and there have been plenty of false alarms in that time and nothing substantial. Now, a giant SETI initiative is looking into its initial round of data to follow up on 11 signals that they think could be aliens … but admit probably aren’t. Good to check, though, just in case.

Μετά τις δεκαετίες αποτυχημένων προσπαθειών από το πρόγραμμα αναζήτησης εξωγήινων μηνυμάτων από τα ραδιοτηλεσκόπια του προγράμματος SETI, τώρα και το νεότερο και ακόμη πιο φιλόδοξο πρόγραμμα Breakthrough Listen ανακοίνωσε ότι η έως τώρα έρευνά του υπήρξε άκαρπη.

Κατά τον πρώτο χρόνο λειτουργίας του, τα μόνα νοήμονα σήματα που έπιασε το Breakthrough, ήταν από τα κινητά τηλέφωνα, τους δορυφόρους και τις άλλες ηλεκτρονικές συσκευές των... Γήινων.

Η αναζήτηση εξωγήινων πολιτισμών πάντως θα συνεχιστεί, σε πείσμα όσων (π.χ. ο Στέφεν Χόκινγκ) προειδοποιούν ότι μάλλον θα ήταν καλύτερη ιδέα οι άνθρωποι να κρατήσουν χαμηλό «προφίλ» και να περάσουν απαρατήρητοι, επειδή κανείς δεν μπορεί να είναι σίγουρος για τις προθέσεις των εξωγήινων -αν αυτοί υπάρχουν.

Το Breakthrough ανακοίνωσε ότι ξεχώρισε 11 σήματα, αλλά μετά από μια πιο ενδελεχή μελέτη κανένα από αυτά τα ραδιοκύματα δεν αποδείχθηκε ότι είχε εξωγήινη προέλευση.

The Robert C. Byrd Radio Telescope at the Green Bank Observatory in West Virginia is one of the primary receivers looking for promising SETI signals. Credit: Jiuguang Wang

Το πρόγραμμα Breakthrough, προϋπολογισμού 100 εκατομμυρίων δολαρίων, ξεκίνησε το 2015 μετά από πρωτοβουλία και χρηματοδότηση του ρώσου δισεκατομμυριούχου Γιούρι Μίλνερ. Περιλαμβάνει μεγάλα ραδιοτηλεσκόπια όπως το Γκριν Μπανκ στη Δυτική Βιρτζίνια των ΗΠΑ και το Παρκς στη Νέα Νότια Ουαλία της Αυστραλίας.

Έως τώρα, το πρόγραμμα έχει αναζητήσει σήματα από 692 κοντινά στη Γη άστρα, μεταξύ των οποίων τον Άλφα και τον Εγγύτατο του Κενταύρου, «ακούγοντας» στις συχνότητες του ενός έως δύο GHz. Οι μελέτες από τις δεκαετίες του 1960 και 1960 έχουν συμπεράνει ότι αυτές οι συχνότητες είναι οι πιο υποσχόμενες για τυχόν νοήμονα εξωγήινα σήματα.

Εκτός από τα ραδιοσήματα, το Breakthrough, αντίθετα με το SETI, θα αναζητήσει και οπτικά σήματα.

«Μολονότι η αναζήτηση δεν έχει ανιχνεύσει κάποιο πειστικό σήμα από εξωγήινη νοημοσύνη, βρισκόμαστε ακόμη στις πρώτες μέρες», δήλωσε ο επικεφαλής του προγράμματος Δρ Άντριου Σίμιον του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Μπέρκλεϊ, ο οποίος δήλωσε ότι εφεξής το Breakthrough θα δημοσιοποιεί τα αποτελέσματα των ερευνών του περίπου ανά εξάμηνο.

Οι ερευνητές συνεχίζουν να αναπτύσσουν ολοένα πιο εξελιγμένους αλγόριθμους, ώστε να μπορέσουν να ξεχωρίσουν τη βελόνα μέσα στα άχυρα, δηλαδή εκείνο το σήμα, ανάμεσα στα πολλά, που μπορεί να προδίδει κάποια νοημοσύνη. Γι' αυτό το σκοπό, θα ενταθεί η συνεργασία με ειδικούς στην ανάλυση σημάτων και στη μηχανική μάθηση των υπολογιστών.

Η ηγετική ομάδα του Breakthrough περιλαμβάνει μερικά γνωστά ονόματα, όπως τον Βασιλικό Αστρονόμο της Βρετανίας λόρδο Μάρτιν Ρις, τον ομότιμο καθηγητή αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια και επίτιμο πρόεδρο του Ινστιτούτου SETI Φρανκ Ντρέικ (δημιουργό της διάσημης «εξίσωσης Ντρέικ» για την εκτίμηση ύπαρξης εξωγήινων πολιτισμών), τη συγγραφέα και παραγωγό Αν Ντράγιαν (σύζυγο του αστρονόμου Καρλ Σαγκάν) κ.ά.

Πηγές: Newsroom ΔΟΛ ΑΠΕ-ΜΠΕ – www.astronomy.com

Ανακαλύφθηκε κι άλλος εξωπλανήτης που θα μπορούσε να φιλοξενεί ζωή. Potentially Habitable Super-Earth Found Orbiting Nearby Red Dwarf

Μια καλλιτεχνική απεικόνιση του εξωπλανήτη LHS 1140b. Astronomers have discovered a ‘super-Earth’ exoplanet in the habitable zone of LHS 1140, a small, cool star in the constellation of Cetus, approximately 39 light-years away from Earth. The super-Earth exoplanet LHS 1140b is located in the liquid water habitable zone surrounding its parent star, LHS 1140. Image credit: M. Weiss, CfA

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν ακόμη εξωπλανήτη που έχει ομοιότητες με το δικό μας πλανήτη και ο οποίος θα μπορούσε να φιλοξενεί ζωή. Μάλιστα, ορισμένοι επιστήμονες εκτιμούν ότι είναι μέχρι σήμερα ίσως ο καλύτερος υποψήφιος πλανήτης για την ανίχνευση έμβιων όντων.

Ανακοίνωση του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) αναφέρει ότι ο νέος εξωπλανήτης είναι πιθανώς ο νέος κάτοχος του τίτλου «το καλύτερο μέρος να ψάξει κανείς για ίχνη ζωής πέρα από το ηλιακό μας σύστημα».

Πρόκειται για μια βραχώδη Υπερ-Γη (40% μεγαλύτερη από τη Γη) με όχι ακραίες θερμοκρασίες, που κινείται γύρω από ένα μικρό και αχνό ερυθρό άστρο, με μέγεθος το ένα πέμπτο του Ήλιου μας, σε απόσταση περίπου 40 ετών φωτός, στην κατεύθυνση του αστερισμού του Κήτους.

Οι ερευνητές από τις ΗΠΑ, την Ευρώπη και την Αυστραλία, με επικεφαλής τον Τζέισον Ντίτμαν του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», πραγματοποίησαν την ανακάλυψη με τη βοήθεια των τηλεσκοπίων MEarth-South στην Αριζόνα και του ESO στη Χιλή.

«Είναι ο πιο συναρπαστικός εξωπλανήτης που έχω δει κατά την τελευταία δεκαετία. Δεν μπορούσαμε να ελπίζουμε σε καλύτερο στόχο για να αναζητήσουμε ζωή πέρα από τη Γη» δήλωσε ο Ντίτμαν.

Exoplanet LHS 1140b is believed to be about 40% larger than Earth and lies 39 light years away in the constellation of Cetus, orbiting a red dwarf star. An artist’s impression of exoplanet LHS 1140b, described by Jason Dittmann at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics as the most exciting he had seen in 10 years. Photograph: ESO/spaceengine.org

Πρόκειται για πολύ μικρότερα και πιο κρύα άστρα από τον Ήλιο μας και γι’ αυτό, μολονότι ο εξωπλανήτης είναι δέκα φορές πιο κοντά στο μητρικό άστρο του από ό,τι η Γη στον Ήλιο, δέχεται μόνο τη μισή αστρική ακτινοβολία, σε σχέση με την ηλιακή ακτινοβολία που φθάνει στο δικό μας πλανήτη.

Ο εξωπλανήτης LHS 1140b εκτιμάται ότι είναι τουλάχιστον πέντε δισεκατομμυρίων ετών, δηλαδή η ηλικία του είναι ανάλογη της Γης. Το έτος του, δηλαδή η διάρκεια μιας πλήρους περιφοράς γύρω από το άστρο του, διαρκεί σχεδόν 25 γήινες μέρες.

Έχει ακτίνα 1,4 φορές μεγαλύτερη της Γης (περίπου 18.000 χιλιόμετρα) και μάζα 6,6 φορές μεγαλύτερη. Λόγω της μεγάλης μάζας του, πιστεύεται ότι έχει βραχώδη σύνθεση και θεωρείται μια Υπερ-Γη (Super-Earth) που διαθέτει πιθανώς πυρήνα από σίδηρο.

Επίσης, η χαμηλή έκθεσή του σε ακτινοβολία από το μικρό και αχνό άστρο του σημαίνει ότι ο εξωπλανήτης δεν έχει ακραίες θερμοκρασίες. Οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι ο LHS 1140b πιθανώς βρίσκεται στην «κατοικήσιμη» ζώνη του μητρικού άστρου του και θα μπορούσε να διαθέτει νερό σε υγρή μορφή. Αν αυτό όντως συμβαίνει, τότε δεν μπορεί να αποκλεισθεί η πιθανότητα ανάπτυξης κάποιας μορφής ζωής στο συγκεκριμένο πλανήτη.

Για να υπάρχει ζωή σε ένα πλανήτη, όπως την ξέρουμε τουλάχιστον, αυτός πρέπει να διαθέτει νερό σε υγρή μορφή και ατμόσφαιρα. Οι επιστήμονες δήλωσαν ότι αν ο πλανήτης LHS 1140b διαθέτει ατμόσφαιρα, κάτι που θεωρείται πιθανό αλλά όχι βέβαιο, το υπάρχον διαστημικό τηλεσκόπιο «Χαμπλ» και τα άλλα υπό κατασκευή μεγάλα τηλεσκόπια, όπως το επίγειο Γιγάντιο Μαγγελανικό Τηλεσκόπιο, το Υπερβολικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο του ESO και το αμερικανικό διαστημικό «Τζέημς Γουέμπ» που θα εκτοξευθεί το 2018, θα μπορούσαν μελλοντικά να αναζητήσουν συγκεκριμένα ατμοσφαιρικά αέρια που αποτελούν τη χημική «υπογραφή» της ζωής, όπως το μοριακό οξυγόνο.

Ένας «γήινος» εξωπλανήτης είχε ανακαλυφθεί πέρυσι γύρω από το κοντινότερο άστρο στον Ήλιο, τον Εγγύτατο του Κενταύρου, ενώ πιο πρόσφατα είχαν ανακαλυφθεί επτά «γήινοι» εξωπλανήτες γύρω από το σχετικά κοντινό άστρο Trappist-1, σε απόσταση 39 ετών φωτός, αλλά υπάρχει αμφιβολία κατά πόσο όλοι είναι βραχώδεις.

Ένα βίντεο με ένα φανταστικό ταξίδι στον εξωπλανήτη. This artist’s impression video shows an imaginary trip to the exoplanet LHS 1140b, which orbits a red dwarf star 40 light-years from Earth and may be the new holder of the title “best place to look for signs of life beyond the Solar System”. Using ESO’s HARPS instrument at La Silla, and other telescopes around the world, an international team of astronomers discovered this super-Earth orbiting in the habitable zone around the faint star LHS 1140. This world is a little larger and much more massive than the Earth and has likely retained most of its atmosphere. Credit: ESO/spaceengine.org

Αντίθετα με το Trappist-1, το άστρο LHS 1140 περιστρέφεται αργά και δεν εκπέμπει πολλή ακτινοβολία υψηλής ενέργειας, πράγμα που διευκολύνει την ανάπτυξη συνθηκών κατάλληλων για ζωή στον εξωπλανήτη του. Οι αστρονόμοι μάλιστα δεν αποκλείουν ότι -όπως στην περίπτωση του Trappist-1- μελλοντικά θα ανακαλύψουν και άλλους «αδελφούς» εξωπλανήτες γύρω από το άστρο LHS 1140.

Πηγές: ΑΠΕ  ΜΠΕ – Nature

Κατολισθήσεις βράχων και πάγου ταράζουν την Δήμητρα. Landslides on Ceres reflect hidden ice

Το διαστημικό σκάφος Dawn της NASA συνέλεξε στοιχεία δείχνουν ότι ο πλανήτης νάνος είναι πλούσιος σε πάγο νερού κάτω από την επιφάνειά του. Τα ίχνη κατολισθήσεων στους κρατήρες της Δήμητρας θυμίζουν αντίστοιχα γεωλογικά φαινόμενα στη Γη. Massive landslides, similar to those found on Earth, are occurring on the asteroid Ceres. That's according to a new study adding to the growing evidence that Ceres retains a significant amount of water ice. Type I landslides on Ceres are relatively round, large and have thick "toes" at their ends. They look similar to rock glaciers and icy landslides in Earth's arctic. Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA, taken by Dawn Framing Camera

Μεγάλες κατολισθήσεις, παρόμοιες με αυτές στη Γη, συμβαίνουν στο νάνο πλανήτη Δήμητρα, ενισχύοντας τις ενδείξεις ότι αυτό το σώμα στη Ζώνη των Αστεροειδών, ανάμεσα στις τροχιές του Άρη και Δία, διαθέτει μεγάλες ποσότητες πάγου νερού λίγο κάτω από την επιφάνεια.

Ερευνητική ομάδα με επικεφαλής την Μπρίτνεϊ Σμιντ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια (Georgia Tech) στην Ατλάντα δημοσιεύουν στο Nature Geoscience την ανάλυση δεδομένων από το σκάφος Dawn της NASA.

Type II features are the most common of Ceres’ landslides and look similar to deposits left by avalanches on Earth. This one also looks similar to TV's Bart Simpson. Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA, taken by Dawn Framing Camera

Στην επιφάνεια της Δήμητρας, που έχει μέγεθος περίπου όσο η πολιτεία του Τέξας, φαίνεται ότι συμβαίνουν τρία είδη κατολισθήσεων, ανάλογα με την κίνησης των παγετώνων και των χιονοστιβάδων στη Γη. Ίχνη κατολισθήσεων εντοπίστηκαν στο 20% με 30% των κρατήρων διαμέτρου άνω των δέκα χιλιομέτρων.

Τα γεωλογικά φαινόμενα δείχνουν πως η Δήμητρα καλύπτεται από ένα μείγμα βράχων και πάγων, κάτι που έχει παρατηρηθεί μόνο στη Γη και στον Άρη.

Οι εκτιμήσεις για τις ποσότητες πάγου στη Δήμητρα κυμαίνονται μεταξύ 10% και 50% του συνολικού όγκου του ανώτερου γεωλογικού στρώματος.

Πηγές: Geomorphological Evidence for Ground Ice on Dwarf Planet Ceres, Nature Geoscience (2017). nature.com/articles/doi:10.1038/ngeo2936 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=874666