Νέμεσις: ο δίδυμος αδελφός του Ήλιου. Our sun might have been born with an evil twin called 'Nemesis'

Αμερικανοί αστρονόμοι ενισχύουν τη θεωρία του χαμένου άστρου της «Νεμέσεως» στο Ηλιακό Σύστημα. Our sun might have been born with a non-identical twin. Dubbed Nemesis, it would have orbited the same point as our own star before wandering off into the galaxy. Nemesis has never been found, but a new analysis suggests that all stars—including our own—are born in pairs. Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA

Όλα τα άστρα σαν τον Ήλιο γεννιούνται ανά ζευγάρια, υπολογίζουν αμερικανοί αστρονόμοι, ενισχύοντας έτσι τη θεωρία του χαμένου άστρου της «Νεμέσεως» στο Ηλιακό Σύστημα.

«Λέμε ότι ναι, πιθανότατα κάποτε, πριν από πολύ καιρό, υπήρξε μια Νέμεσις» δήλωσε ο αστρονόμος και φυσικός Στίβεν Στάλερ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, ο οποίος δημοσιεύει τους υπολογισμούς του στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society μαζί με τη ραδιοαστρονόμο Σάρα Σανταβόι του Αστροφυσικού Παρατηρητηρίου Smithsonian του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ.

Άστρα με δυο και τρεις συντρόφους

Radio image of a very young binary star system, less than about 1 million years old, that formed within a dense core (oval outline) in the Perseus molecular cloud. All stars likely form as binaries within dense cores. (SCUBA-2 survey image by Sarah Sadavoy, CfA)

Πολλά άστρα έχουν δύο ή και τρεις συντρόφους, όπως ο κοντινότερος αστρικός μας γείτονας, το σύστημα Άλφα του Κενταύρου, που αποτελείται από τρία άστρα, με πιο κοντινό στη Γη τον Εγγύτατο του Κενταύρου.

A radio image of a triple star system forming within a dusty disk in the Perseus molecular cloud obtained by the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile. (Image: Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF)

Οι ερευνητές μελέτησαν με την αμερικανική συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων Very Large Array στο Νέο Μεξικό ένα γιγάντιο μοριακό νέφος γεμάτο με νεογέννητα άστρα στον αστερισμό του Περσέα, το οποίο έχει μήκος 50 ετών φωτός και βρίσκεται σε απόσταση 600 ετών φωτός από τη Γη.

This infrared image from the Hubble Space Telescope contains a bright, fan-shaped object (lower right quadrant) thought to be a binary star that emits light pulses as the two stars interact. The primitive binary system is located in the IC 348 region of the Perseus molecular cloud and was included in the study by the Berkeley/Harvard team. (Image: NASA, ESA and J. Muzerolle, STScI)

Το συμπέρασμα είναι όλα τα άστρα σαν τον Ήλιο μας γεννιούνται με παρέα.  Σύμφωνα με τους υπολογισμούς, η απόσταση ανάμεσα στα δίδυμα άστρα μπορεί να ξεπερνά και τις 500 αστρονομικές μονάδες (η μονάδα αυτή είναι η μέση απόσταση Γης-Ήλιου). Ένας τέτοιος δίδυμος εκτιμάται ότι θα βρισκόταν σε απόσταση 17 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο από ό,τι ο πιο μακρινός πλανήτης του Ηλιακού Συστήματος, ο Ποσειδώνας.

Η Νέμεσις... δραπέτευσε κάποτε

A dark molecular cloud, Barnard 68, is filled with gas and dust that block the light from stars forming inside as well as stars and galaxies located behind it. These and other stellar nurseries, like the Perseus molecular cloud, can only be probed by radio waves. Credit: FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO

Οι επιστήμονες θεωρούν ως πιο πιθανό σενάριο ότι η Νέμεσις κάποια στιγμή «δραπέτευσε» και ανακατεύτηκε με τα άλλα άστρα του γαλαξία μας, συνεπώς δεν θα τη δούμε στο μέλλον.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, όλα τα άστρα γεννιούνται μέσα σε ωοειδή «κουκούλια», που λέγονται «πυκνοί πυρήνες» και υπάρχουν παντού μέσα στα τεράστια ψυχρά νέφη μοριακού υδρογόνου, τα οποία αποτελούν τα «μαιευτήρια» των νέων άστρων. Μέσα από τα οπτικά τηλεσκόπια, αυτά τα νέφη-μαιευτήρια φαίνονται σαν μαύρες τρύπες στον έναστρο ουρανό, επειδή η σκόνη που συνοδεύει τα αέριά τους, μπλοκάρει το φως των άστρων να φθάσει στη Γη. Γι' αυτό η μελέτη των μοριακών νεφών γίνεται με ραδιοτηλεσκόπια, καθώς τα ραδιοκύματα δεν εμποδίζονται από τη σκόνη.

Πηγές: ΑΠΕ-ΜΠΕ – www.popsci.com

Φυτά αναπτύσσονται στους 72 βαθμούς Κελσίου. Extreme plants thrive at 72°C in New Zealand’s hot volcanic soil

Επιβιώνουν σε υψηλές θερμοκρασίες στα τοξικά χώματα της Ηφαιστειακής Ζώνης του Τούπο στη Νέα Ζηλανδία. Some like it hot. A survey of plants growing in a highly-active volcanic area in New Zealand, where soil temperatures can reach 98.5°C, has revealed several species of vegetation that can survive the extreme conditions. LOOK Die Bildagentur der Fotografen GmbH/Alamy Stock Photo

Στην Ηφαιστειακή Ζώνη του Τούπο στη Νέα Ζηλανδία, κάποια φυτά το προτιμούν καυτό: βρύα και άλλα «πρωτόγονα» είδη ριζώνουν σε τοξικά χώματα που βράζουν στους 72 βαθμούς Κελσίου.

Geothermal fields reach unbearably high temperatures. Image via Pixabay

Νεοζηλανδοί ερευνητές εξέτασαν 15 από τα γεωθερμικά πεδία του Τούπο, στο Νορθ Άιλαντ της Νέας Ζηλανδίας, διάσημα για τις θερμοπηγές και τα  γκέιζερ. Στα πεδία αυτά, το πυκνό δάσος της περιοχής δίνει τη θέση του σε χαρακτηριστική χαμηλή βλάστηση.

Οι ερευνητές συνέλεξαν δείγματα φυτών και χώματος για χημικές αναλύσεις και μέτρησαν τη θερμοκρασία του εδάφους 10 εκατοστά κάτω από την επιφάνεια, αναφέρει το περιοδικό New Scientist. Σε γενικές γραμμές, το έδαφος κοντά σε υδροθερμικά πεδία είναι ακραία αλκαλική ή όξινο και συχνά περιέχει μέταλλα σε τοξικά επίπεδα.

Παρόλα αυτά, η χημεία του εδάφους στα σημεία που εξετάστηκαν ήταν λιγότερο σημαντικός περιοριστικός παράγοντας για την ανάπτυξη των φυτών σε σχέση με τη ζέστη.

Ελάχιστα ήταν τα αγγειόσπερμα φυτά που ανθίζουν. Στο ακραίο οικοσύστημα κυριαρχούσαν τα βρύα και τα ηπατόφυτα, δύο ομάδες που εμφανίστηκαν νωρίς στην εξέλιξη. Ακόμα κι αυτά τα είδη, πάντως, δεν βυθίζουν τις ρίζες τους περισσότερο από μερικά εκατοστά στο καυτό έδαφος, αφού η θερμοκρασία ανεβαίνει με το βάθος.

Ρεκόρ αντοχής

To ρεκόρ αντοχής στη ζέστη απονέμεται στο βρύο Campylopus pyriformis. Image credits: HermannSchachner

Το ρεκόρ αντοχής στη ζέστη αποδόθηκε σε ένα βρύο με την ονομασία Campylopus pyriformis, το οποίο ήταν γνωστό ότι αναπτύσσεται σε μεγάλο εύρος κλιματικών συνθηκών, και βρέθηκε να αναπτύσσεται στους 72 βαθμούς Κελσίου.

Δύο άλλα είδη, ένας ενδημικός θάμνος της Νέας Ζηλανδίας και ένα βρύο με μεγάλη εξάπλωση στους τροπικούς, βρέθηκαν σε θερμοκρασία μέχρι 68 βαθμών Κελσίου.

These highly adapted plants are one of the few species worldwide which are not vulnerable to climate change. Image via Pixabay

Δεδομένου ότι αυτά τα φυτά ακμάζουν σε αυτές τις ακραίες θερμοκρασίες, ίσως πρόκειται για ένα από τα ελάχιστα οικοσυστήματα που δεν απειλούνται από την κλιματική αλλαγή. Η μελέτη δημοσιεύεται στο Journal of the Royal Society of New Zealand.

Πηγές: Journal of the Royal Society of New Zealand, http://dx.doi.org/10.1080/03036758.2017.1322619, http://www.tovima.gr/science/article/?aid=885167

Το πολυδιάστατο σύμπαν που κρύβεται στον ανθρώπινο εγκέφαλο. The multi-dimensional universe hiding inside your head

The image attempts to illustrate something that cannot be imaged — a universe of multi-dimensional structures and spaces. On the left is a digital copy of a part of the neocortex, the most evolved part of the brain. On the right are shapes of different sizes and geometries in an attempt to represent structures ranging from 1 dimension to 7 dimensions and beyond. The “black-hole” in the middle is used to symbolize a complex of multi-dimensional spaces, or cavities. Researchers at Blue Brain Project report groups of neurons bound into such cavities provide the missing link between neural structure and function, in their new study published in Frontiers in Computational Neuroscience. Credit: Blue Brain Project

Ο άνθρωπος, σύμφωνα με τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, έχει την ικανότητα να κατανοεί τον κόσμο σε τέσσερις διαστάσεις, τρεις του χώρου, δηλαδή μήκος, πλάτος, ύψος, και μία του χρόνου. Τουλάχιστον έτσι πιστεύαμε μέχρι σήμερα. Ωστόσο, σύμφωνα με νέα επιστημονική έρευνα, οι δομές του εγκεφάλου μας είναι πολύ περισσότερο πολύπλοκες και αντιλαμβάνονται το περιβάλλον και τον κόσμο με έως και 11 διαστάσεις.

Ο ισχυρισμός των επιστημόνων του ελβετικού προγράμματος Blue Brain Project, με επικεφαλής τον κορυφαίου νευροεπιστήμονα καθηγητή Χένρι Μάρκραμ της Ελβετικής Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λωζάννης (EPFL), χρησιμοποίησαν πρωτότυπα μαθηματικά, δηλαδή μια αλγεβρική τοπολογία με τρόπο που δεν είχε ποτέ έως τώρα χρησιμοποιηθεί στη νευροεπιστήμη και στόχο έχει να φωτίσει τα πιο βαθιά αρχιτεκτονικά μυστικά του εγκεφάλου.

Στη σχετική ανακοίνωση στο περιοδικό υπολογιστικής νευροεπιστήμης «Frontiers in Computational Neuroscience» οι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι αποκάλυψαν ένα σύμπαν πολυδιάστατων γεωμετρικών δομών μέσα στα δίκτυα του εγκεφάλου.

Αυτές οι δομές πολλών διαστάσεων εμφανίζονται όταν κάθε νευρώνας συνδέεται με άλλους με τέτοιο τρόπο που δημιουργείται ένα ιδιόμορφο γεωμετρικό αντικείμενο. Όσο περισσότεροι νευρώνες εμπλέκονται μαζί στην ίδια «κλίκα» τόσο αυξάνονται οι διαστάσεις αυτού του γεωμετρικού αντικειμένου.

A model from the Blue Brain Project describes the brain as being made up of ‘multi-dimensional’ geometrical structures and spaces. Credit: stockdevil / iStock

«Βρήκαμε έναν κόσμο που ποτέ δεν είχαμε φανταστεί. Υπάρχουν δεκάδες εκατομμύρια τέτοια αντικείμενα ακόμη και σε μια μικρή κουκκίδα του εγκεφάλου, έχοντας έως επτά διαστάσεις. Σε μερικά εγκεφαλικά δίκτυα, βρήκαμε δομές ακόμη και με 11 διαστάσεις», δήλωσε ο καθηγητής Μάρκραμ.

Όπως είπε, αυτό πιθανώς εξηγεί γιατί είναι τόσο δύσκολο να καταλάβει κανείς τον εγκέφαλο.

Η νέα αποκάλυψη κατέστη εφικτή χάρη στη συνεργασία των νευροεπιστημόνων με μαθηματικούς οι οποίοι ειδικεύονται στην αλγεβρική τοπολογία, ένα κλάδο των μαθηματικών που περιγράφει συστήματα με οποιονδήποτε αριθμό διαστάσεων.

Είναι προφανές ότι, αν ο άνθρωπος δυσκολεύεται αφάνταστα να «πιάσει» τον κόσμο των τεσσάρων διαστάσεων του Αϊνστάιν (το συνεχές του χωροχρόνου), κόσμοι με περισσότερες διαστάσεις γίνονται υπερβολικά πολύπλοκοι ακόμη και για την πιο δυνατή φαντασία.

Στο πλαίσιο της νέας μελέτης, έγιναν με τη βοήθεια της αλγεβρικής τοπολογίας πολλαπλά τεστ στον ψηφιακό εγκεφαλικό ιστό, τα οποία έδειξαν ότι οι πολυδιάστατες δομές του εγκεφάλου που ανακαλύφθηκαν, αποκλείεται να δημιουργήθηκαν κατά τύχη.

Μετά τα σχετικά πειράματα σε πραγματικό εγκεφαλικό ιστό στο EPFL, επιβεβαιώθηκε ότι ο εγκέφαλος συνεχώς «ανακαλωδιώνεται» στη διάρκεια της ανάπτυξής του για να δημιουργήσει ένα δίκτυο με όσο γίνεται περισσότερες δομές που έχουν πολλές διαστάσεις.

Καθώς επί χρόνια οι νευροεπιστήμονες πασχίζουν να βρουν πού ο εγκέφαλος αποθηκεύει τις αναμνήσεις του, σύμφωνα με τον καθηγητή Μάρκραμ, «αυτές μπορεί τελικά να κρύβονται σε κοιλότητες ανάμεσα στις ανώτερες διαστάσεις».

Πηγές: www.efsyn.gr  – www.wired.co.uk

Η Τέχνη της Αστροφυσικής. Art of Astrophysics

This artist's concept by Robert Hurt and Tim Pyle shows what the TRAPPIST-1 planetary system may look like, based on available data about the planets' diameters, masses and distances from the host star. Credit: NASA/JPL-Caltech

Πρόσφατα το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA, Spitzer αποκάλυψε το σύστημα επτά πλανητών στο μέγεθος της Γης, που περιφέρονται γύρω από το άστρο TRAPPIST-1. Τα στοιχεία που συνέλλεξαν το  Spitzer και άλλα τηλεσκόπια, αποκαλύπτουν τα μεγέθη και τις αποστάσεις των εξωπλανητών από τα άστρα τους, ενώ θεωρητικά μοντέλα προβλέπουν επιπλέον χαρακτηριστικά σχετικά με τις ατμόσφαιρες και τις επιφάνειες των πλανητών.

This artist's concept by Tim Pyle shows what the weather might look like on cool star-like bodies known as brown dwarfs. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Western Ontario/Stony Brook University

Όμως με τι ακριβώς μοιάζουν οι εξωπλανήτες; Έχουν ηπείρους, ωκεανούς ή ηφαίστεια; Επειδή οι αστρονόμοι δεν γνωρίζουν τέτοιες λεπτομέρειες σχετικά με τους εξωπλανήτες, «επιστράτευσαν» τους καλλιτέχνες Robert Hurt και Tim Pyle από το IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) του Caltech, για να τους βοηθήσουν στην αναπαράσταση των εξωπλανητών.

Καλλιτεχνική απεικόνιση της επιφάνειας του εξωπλανήτη TRAPPIST-1f, με συνέπεια ως προς τα επιστημονικά δεδομένα. This artist's concept by Tim Pyle allows us to imagine what it would be like to stand on the surface of the exoplanet TRAPPIST-1f, located in the TRAPPIST-1 system in the constellation Aquarius. Credit: NASA/JPL-Caltech

Ένα από αυτά τα γραφικά κοσμούσε την πρώτη σελίδα της εφημερίδας «The New York Times» στις 23 Φεβρουαρίου 2017, την ημέρα που ανακοινώθηκε η ανακάλυψη.

How do you visualize distant worlds that you can't see? A team of artists uses scientific data to imagine exoplanets and other astrophysical phenomena.

Εκτός από τους εξωπλανήτες, οι Hurt και Pyle έχουν δημιουργήσει έργα τέχνης σχετικά με άλλα αστρονομικά αντικείμενα όπως αστεροειδείς, καφέ νάνους, πάλσαρ κ.λπ.

Πηγές: http://www.caltech.edu/news/art-exoplanets-78577 - physicsgg

Βρέθηκε μανιτάρι από την εποχή των... δεινοσαύρων. Fossil mushroom discovered from the era of the dinosaurs

Το απολίθωμα ηλικίας 115 εκ. ετών είναι το αρχαιότερο που έχει βρεθεί ως τώρα και εντοπίστηκε στη Βραζιλία. Scientists say the unique find, believed to be 115m years old, is similar to today’s fungi. The gilled mushroom Gondwanagaricites magnificus lived during the Early Cretaceous, a time of dinosaurs when Gondwana was breaking apart. Image credit: Heads et al, doi: 10.1371/journal.pone.0178327

Πριν από περίπου 115 εκατομμύρια χρόνια, σε μια εποχή που στον ουρανό πετούσαν πτερόσαυροι με μέγεθος αυτοκινήτου, στη Γη κυριαρχούσαν οι τεράστιοι δεινόσαυροι και η χαμένη πια υπερήπειρος Γκοντβάνα στο νότιο ημισφαίριο άρχιζε να διασπάται στις σημερινές ηπείρους, ένα μανιτάρι έπεσε μέσα σε ένα ποτάμι, παρασύρθηκε μέχρι μια πολύ αλμυρή λιμνοθάλασσα, όπου παγιδεύθηκε στο βυθό της, σκεπάσθηκε από διαδοχικά στρώματα ιζημάτων και τελικά απολιθώθηκε.

Gondwanagaricites magnificus was uncovered in the Araripe Basin, in northeast Brazil. Image credit: Danielle Ruffatto

Τώρα, ήλθε πάλι στο φως στη βορειοανατολική Βραζιλία. Πρόκειται για το αρχαιότερο απολίθωμα μανιταριού που έχει ποτέ βρεθεί, «ένα επιστημονικό θαύμα», σύμφωνα με τους επιστήμονες. Μέχρι σήμερα είχαν βρεθεί μόνο δέκα απολιθωμένα μανιτάρια, ενώ το παλαιότερο ήταν 99 εκατ. ετών και είχε βρεθεί στη νοτιοανατολική Ασία.

Μανιτάρι ιστορικό!

The world’s oldest fossil mushroom dates from before modern continents had formed. Photograph: Jared Thomas/Drawing by Danielle Ruffatto

Οι ερευνητές που το ανακάλυψαν, με επικεφαλής τον παλαιοντολόγο Σαμ Χεντς του Πανεπιστημίου του Ιλινόις, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό PLoS One.

«Τα περισσότερα μανιτάρια είναι εφήμερα, καθώς μεγαλώνουν και εξαφανίζονται μέσα σε λίγες μέρες. Το γεγονός ότι αυτό το μανιτάρι διατηρήθηκε, είναι απλώς εκπληκτικό» δήλωσε ο Χεντς. «Αν το σκεφτείς, είναι μηδαμινές οι πιθανότητες να βρεθεί κάτι τέτοιο, με όλα αυτά τα εμπόδια που έπρεπε να ξεπεράσει για να απολιθωθεί και να διατηρηθεί επί 115 εκατ. χρόνια», πρόσθεσε.

The newly-discovered mushroom fossil is the oldest ever discovered; all others have been found in amber. Image credit: Danielle Ruffatto

Το καλοδιατηρημένο μανιτάρι βρέθηκε μέσα σε ασβεστολιθικό πέτρωμα, ενώ έως τώρα όλα τα απολιθωμένα μανιτάρια είχαν ανακαλυφθεί μέσα σε ήλεκτρο (κεχριμπάρι). Το πανάρχαιο βραζιλιάνικο μανιτάρι, που είχε ύψος περίπου πέντε εκατοστών και μοιάζει πολύ με τα σημερινά, πήρε το επιστημονικό όνομα Gondwanagaricites magnificus από το συνδυασμό των λέξεων ‘Γκοντβάνα' και ‘αγαρικό' (ελληνική λέξη για τα μανιτάρια).

Τα μανιτάρια είναι μύκητες, οι οποίοι εξελίχθηκαν πριν τα φυτά της ξηράς και βοήθησαν στη μετάβαση των φυτών από τη θάλασσα στη στεριά. Οι μύκητες παρείχαν νερό και θρεπτικά συστατικά στα πρώτα φυτά της ξηράς, πράγμα που τα βοήθησε να προσαρμοσθούν στο νέο ξηρό περιβάλλον τους. Με τη σειρά τους, τα φυτά παρείχαν σάκχαρα στους μύκητες μέσω της φωτοσύνθεσης - μία «συνεργασία» που συνεχίζεται έως σήμερα.

Πηγές: Plos One, http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=884505

Παρατηρώντας αυτό που ο Αϊνστάιν θεωρούσε αδύνατον να παρατηρηθεί. New confirmation of Einstein's General Theory of Relativity

Το επίτευγμα επιβεβαιώνει για μια ακόμη φορά την ισχύ της Γενικής Θεωρίας Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, λίγο πάνω από έναν αιώνα μετά τη δημοσίευσή της. Αυτή η εικόνα μας δείχνει πως η βαρύτητα ενός λευκού νάνου παραμορφώνει τον χώρο και εκτρέπει το φως ενός απομακρυσμένου άστρου που βρίσκεται πίσω από αυτό. This illustration reveals how the gravity of a white dwarf star warps space and bends the light of a distant star behind it. Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Μία διεθνής ομάδα αστρονόμων επιβεβαίωσε με παρατηρησιακά δεδομένα πως ένα μακρινό άστρο φαίνεται να βρίσκεται σε διαφορετική θέση στον ουρανό, αν και ανάμεσα σε αυτό και τη Γη παρεμβάλλεται ένα άλλο άστρο το οποίο εκτρέπει το φως του, χωρίς να χρειάζεται τα δύο σώματα να βρίσκονται ακριβώς στην ίδια ευθεία. Πρόκειται για ένα σημαντικό επίτευγμα, αφού, αν και το φαινόμενο αυτό προβλέπεται από τη Γενική Σχετικότητα, ο «πατέρας» αυτής της θεωρίας, δηλαδή ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, θεωρούσε ότι ήταν αδύνατον να παρατηρηθεί.

Έτσι, οι αστρονόμοι από τις ΗΠΑ, τη Βρετανία και τον Καναδά ουσιαστικά προσέφεραν μία ακόμη απόδειξη της Γενικής Σχετικότητας, δείχνοντας παράλληλα ότι ο Αϊνστάιν είχε... άδικο, όταν υποστήριζε πως το φαινόμενο αυτό δεν θα μπορούσε να αποδειχθεί. Μάλιστα, αξιοποιώντας το, κατάφεραν να μετρήσουν τη μάζα του άστρου που παρενεβλήθη, εγκαινιάζοντας επομένως μία νέα τεχνική για αστρικές μελέτες.

Το φαινόμενο αυτό αποτελεί μία παραλλαγή της βαρυτικής μικροεστίασης. Με βάση τη Γενική Σχετικότητα, η βαρυτική μικροεστίαση οφείλεται στο γεγονός ότι κάθε άστρο λόγω της βαρύτητάς του παραμορφώνει τον περιβάλλοντα χώρο με τέτοιο τρόπο ώστε να συμπεριφέρεται σαν «φακός». Έτσι, όταν αυτός ο «φακός» βρεθεί ανάμεσα στη Γη και ένα άλλο άστρο (την «πηγή») παραμορφώνει τη διεύθυνση διάδοσης του φωτός που εκπέμπει αυτή η «πηγή».

Η λειτουργία των άστρων ως βαρυτικών «φακών» αποτελεί μία πρόβλεψη που κάνει τη Γενική Σχετικότητα να διαφέρει ριζικά από τη Νευτώνεια φυσική και έχει επιβεβαιωθεί ήδη από το 1919 στην περίπτωση του Ήλιου, κάνοντας τότε τη Γενική Σχετικότητα και τον Αϊνστάιν πρωτοσέλιδο στις μεγαλύτερες εφημερίδες της εποχής. Επίσης, εδώ και μερικά χρόνια, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει πολλές περιπτώσεις βαρυτικής μικροεστίασης, δηλαδή περιπτώσεις όπου ο «φακός» και η «πηγή» βρίσκονται ακριβώς στην ίδια ευθεία, με συνέπεια το φως της «πηγής» να παραμορφώνεται και να σχηματίζει ένα κυκλικό φωτεινό δακτύλιο («δακτύλιο του Αϊνστάιν»).

Ωστόσο, ο ίδιος ο Αϊνστάιν είχε προβλέψει ότι υπάρχει επίσης μία παραλλαγή της  βαρυτικής μικροεστίασης, που συμβαίνει όταν τα δύο άστρα δεν βρίσκονται ακριβώς στην ίδια ευθεία. Τότε, η «πηγή» θα εμφανίζεται ελαφρώς μετατοπισμένη από τη θέση της, ενώ ο δακτύλιος που θα σχηματίζεται θα είναι ασύμμετρος. Ωστόσο, όπως πίστευε, η μετατόπιση της θέσης θα είναι τόσο μικρή, όπως και το μέγεθος του δακτυλίου, που θα ήταν αδύνατον να μετρηθεί.

Διαστημική ζυγαριά

Astronomers made the Hubble observations of the white dwarf, the burned-out core of a normal star, and the faint background star over a two-year period. Hubble observed the dead star passing in front of the background star, deflecting its light. During the close alignment, the distant starlight appeared offset by about 2 milliarcseconds from its actual position. This deviation is so small that it is equivalent to observing an ant crawl across the surface of a quarter from 1,500 miles away. From this measurement, astronomers calculated that the white dwarf’s mass is roughly 68 percent of the sun’s mass. Credit: NASA, ESA, and K. Sahu (STScI)

Τώρα, η διεθνής ομάδα των αστρονόμων κατέρριψε αυτή την πρόβλεψη του Αϊνστάιν, αξιοποιώντας γι’ αυτό τον σκοπό δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Τον ρόλο του «φακού» ανέλαβε ο Stein 2051 B, ένας λευκός νάνος σε απόσταση μόλις 18 ετών φωτός από τη Γη, ο οποίος από τη μετατόπιση της θέσης της «πηγής», υπολόγιζαν πως η μάζα του είναι 0,675 η ηλιακή.

Το βίντεο που ακολουθεί δημιουργήθηκε από οκτώ φωτογραφίες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και δείχνει την κίνηση του λευκού νάνου Stein 2051 B καθώς διέρχεται μπροστά από ένα μακρινό άστρο, εκτρέποντας το φως του. Η απόκλιση είναι τόσο μικρή που ισοδυναμεί με την παρατήρηση ενός μυρμηγκιού από απόσταση 1500 μιλίων. Από τις μετρήσεις αυτές υπολογίστηκε πως η μάζα του λευκού νάνου είναι το 68% της μάζας του Ήλιου:

This time-lapse movie, made from eight Hubble Space Telescope images, shows the apparent motion of the white dwarf star Stein 2051 B as it passes in front of a distant star. The observations were taken between Oct. 1, 2013, and Oct. 14, 2015. The path of Stein 2051 B, due to its proper motion combined with its parallax due to the motion the Earth around the Sun, is shown by the wavy cyan line. Its proper motion in one year is shown by an arrow. Its parallax, enlarged by a factor of 5, is shown by an ellipse. Credit: NASA, ESA, and K. Sahu (STScI)

Στο επόμενο βίντεο βλέπουμε τον λευκό νάνο να διέρχεται μπροστά από το απομακρυσμένο άστρο. Εξαιτίας της βαρύτητας του λευκού νάνου το άστρο φαίνεται να μετατοπίζεται από την θέση του:

Astronomers made the Hubble observations of the white dwarf, the burned-out core of a normal star, and the faint background star over a two-year period. Hubble observed the dead star passing in front of the background star, deflecting its light. During the close alignment, the distant starlight appeared offset by about 2 milliarcseconds from its actual position. This deviation is so small that it is equivalent to observing an ant crawl across the surface of a quarter from 1,500 miles away. From this measurement, astronomers calculated that the white dwarf’s mass is roughly 68 percent of the sun’s mass. Credit: NASA, ESA, and K. Sahu (STScI)

Επιπλέον, οι μετρήσεις των Sahu et al είναι πολύ σημαντικές διότι αποδεικνύουν ότι ο Stein 2051B δεν είναι ένας εξωτικός λευκός νάνος με πυρήνα σιδήρου, αλλά μάλλον ένας απλός λευκός νάνος με πυρήνα άνθρακα-οξυγόνου, με συνηθισμένη μάζα και ακτίνα, όπως είχε προβλέψει ο Chandrasekhar και βραβεύθηκε με Νόμπελ φυσικής το 1930.

Η ομάδα ελπίζει ότι στο μέλλον θα εντοπίσει και άλλες περιπτώσεις εκδήλωσης του ίδιου φαινομένου, αξιοποιώντας τα νέας «γενιάς» επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια που βρίσκονται στα σκαριά. Έτσι, θα αξιοποιήσει αυτή τη νέα τεχνική, για να υπολογίσει τις μάζες ακόμη περισσότερων άστρων.

Πηγές: T. D. Oswalt, «A centennial gift from Einstein» - http://www.naftemporiki.gr/story/1244349/ - K.C. Sahu el al., "Relativistic deflection of background starlight measures the mass of a nearby white dwarf star," Science (2017). science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aal2879

Ο T.rex μάλλον δεν ήταν καλυμμένος με φτερά. T. rex was not feathery, study says

Σε αυτό το σπάνιο αποτύπωμα δέρματος διακρίνονται μόνο φολίδες και καθόλου φτερά. In a surprise win for Jurassic World fans, fossil skin samples suggest that several tyrannosaurs were scaly rather than feathered. This fossilized skin comes from the neck of a Tyrannosaurus rex. PHOTOGRAPH COURTESY OF PETER LARSON

Εδώ και λίγα χρόνια οι παλαιοντολόγοι φλερτάρουν με την ιδέα ότι ο διαβόητος Tyrannosaurus rex, ίσως ο πιο τρομακτικός δεινόσαυρος, ήταν καλυμμένος με χρωματιστά φτερά και πούπουλα. Η κακή φήμη του τέρατος δείχνει τώρα να σώζεται από την εξέταση ενός μοναδικού απολιθώματος από δέρμα.

Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι οι πρόγονοι του T.rex ήταν καλυμμένοι με πτίλα (φτερά) σαν των πτηνών. Τα πουλιά, εξάλλου, είναι απόγονοι φτερωτών δεινοσαύρων που ζούσαν πριν από περίπου 150 εκατομμύρια χρόνια, πολύ πριν από την εποχή των τυραννόσαυρων.

Θα ήταν λοιπόν λογικό να υποθέσει κανείς ότι ο T.rex ήταν κι αυτός εξίσου πλουμιστός. Η ιδέα αυτή καταρρίπτεται τώρα από μελέτη στην επιθεώρηση Biology Letters, η οποία εξετάζει τα μόνα γνωστά απολιθώματα από το δέρμα του T.rex, τα οποία φυλάσσονται στο Μουσείο Φυσικών Επιστημών του Χιούστον. 

Φολίδες ναι, φτερά όχι

A tyrannosaur fossil shows a pattern of small scales reminiscent of alligator skin. PHOTOGRAPH BY AMANDA KELLEY

Η εξέτασή τους στο μικροσκόπιο δεν αποκάλυψε κανένα ίχνος φτερών. Αντίθετα, τα αποτυπώματα του δέρματος έφεραν ίχνη από τις χαρακτηριστικές φολίδες σαν λέπια που καλύπτουν και τα σημερινά ερπετά.

This fossil skin sample used in the study comes from a T. rex tail. PHOTOGRAPH COURTESY OF PETER LARSON

Ίχνη φτερών δεν βρέθηκαν ούτε σε απολιθώματα από τέσσερα άλλα μεγαλόσωμα είδη στην οικογένεια του τυραννόσαυρου.

An illustration of Albertosaurus, one of the large tyrannosaurs examined in the study. ILLUSTRATION BY JIM KUETHER

Το συμπέρασμα είναι ότι τα φτερά των αρχαιότερων, πιο μικρόσωμων ειδών δεν διατηρήθηκαν στους μεγαλόσωμους απογόνους τους -ίσως επειδή το ογκώδες σώμα τους έχανε πιο αργά θερμότητα και επομένως δεν χρειαζόταν τη μόνωση των πτίλων.

Υπάρχει πάντως ενδεχόμενο οι τυραννόσαυροι να έφεραν φτερά στη ράχη, τη μόνη περιοχή του σώματος από την οποία δεν έχουν βρεθεί απολιθώματα.

Πηγές: Tyrannosauroid integument reveals conflicting patterns of gigantism and feather evolution, Biology Letters, rsbl.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rsbl.2017.0092 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=884214