Πετρώματα «σφουγγάρια» στράγγιξαν τον Άρη. Martian water stored underground

Το νερό που υπήρχε κάποτε στην επιφάνεια του Άρη ίσως να μεταφέρθηκε μέσα από πετρώματα στο εσωτερικό του πλανήτη. Why did Mars lose so much of its surface water, whereas Earth retained its? Models of the evolution of minerals on the two planets suggest one explanation: the Martian water was drawn into the planetary interior. Image credit: James Moore and Jon Wade

Έχει διαπιστωθεί ότι ο Άρης στην πρώτη φάση της ύπαρξης του διέθετε είτε ένα μεγάλο ωκεανό είτε κάποιες μεγάλες θάλασσες, λίμνες στην επιφάνεια του. Η κρατούσα θεωρία αναφέρει ότι κάποια στιγμή ο Άρης απώλεσε το μαγνητικό του πεδίο με μια από τις αρνητικές επιπτώσεις να είναι η εξαφάνιση του νερού. Θεωρείται δεδομένο ότι κάποιες ποσότητες του νερού με διαφόρους τρόπους… εγκατέλειψαν τον πλανήτη και έφυγαν στο Διάστημα. Όμως τα πλανητικά μοντέλα δείχνουν ότι δεν ήταν δυνατόν να «αποδράσει» όλο το νερό του Άρη και πολλοί επιστήμονες αναζητούν απαντήσεις για το τι συνέβη με το νερό που είχε παραμείνει στην επιφάνεια του πλανήτη.

Τα πετρώματα

The water content of basalt on Earth and Mars. Wade et al. report modelling of the surface evolution of Earth and Mars, which allowed them to estimate the amount of water that can be sequestered by basalt rock in the planets’ interiors. They find that the Martian basalts can store more water (shown as percentage by weight), and at greater depths, than their terrestrial counterparts. This suggests that much of the water thought to have existed on the surface of ancient Mars was sequestered underground. 

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης με δημοσίευση τους στην επιθεώρηση Nature υποστηρίζουν ότι ανακάλυψαν τι συνέβη. Όπως αναφέρουν πριν από περίπου 3.5 δισ. έτη υπήρξε έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα η οποία είχε ως αποτέλεσμα να υπάρξουν τεράστιες ποσότητες βασαλτικής λάβας.

Η ταχεία ψύξης αυτής της λάβας σχηματίζει βασαλτικά πετρώματα. Σύμφωνα με τους ερευνητές στον Άρη την επίμαχη περίοδο σχηματίστηκαν τεράστιες ποσότητες βασαλτικών πετρωμάτων σε συνθήκες υψηλής οξείδωσης. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα αυτά τα πετρώματα να έχουν διαφορετικές ιδιότητες από εκείνες της Γης. Μια από αυτές τις ιδιότητες ήταν σύμφωνα με την νέα θεωρία ότι τα πετρώματα αυτά λειτούργησαν ως… σφουγγάρια.

Έτσι όταν τα βασαλτικά πετρώματα ήρθαν σε επαφή με το νερό που είχε παραμείνει στην επιφάνεια του Άρη το ρούφηξαν και το μετέφεραν στο εσωτερικό του πλανήτη. Οι ερευνητές θεωρούν ότι η παρουσία του ωκεανού ή των θαλασσών είχε οδηγήσει στην εμφάνιση κάποιων μικροβιακών ή και λίγο πιο σύνθετων μορφών ζωής όμως η εξαφάνιση του νερού όπως είναι επόμενο δεν επέτρεψε στις μορφές αυτές να εξελιχθούν.

Βέβαια πολλοί επιστήμονες εικάζουν ή καλύτερα ευελπιστούν ότι στο υπέδαφος του Άρη βρίσκονται κάποιες μορφές ζωής οι οποίες εκεί ζουν προστατευμένες από το αφιλόξενο περιβάλλον στην επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη. Ίσως κάποιες από αυτές τις μορφές ζωής να είναι από αυτές που μετανάστευσαν μαζί με το νερό από την επιφάνεια στο εσωτερικό του πλανήτη και οι αποστολές εξερεύνησης του υπεδάφους του Άρη που θα γίνουν τα επόμενα χρόνια να τις εντοπίσουν.

Πηγές: https://www.nature.com/articles/d41586-017-08670-y - DOI: 10.1038/nature25031 - https://www.earth.ox.ac.uk/2017/12/divergent-fates-of-water-on-earth-and-mars/ - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=927139

Χειμερινό Ηλιοστάσιο: Η Μεγάλη Νύχτα του 2017. Winter Solstice: The Great Night of 2017

Προϊστορικά μνημεία, όπως το Στόουνχετζ στη Βρετανία, πιστεύεται ότι σχετίζονταν με την καταγραφή των κινήσεων του Ήλιου στον ουρανό. Winter solstice is on December 21 each year. IMAGE: ALAMY

Η νύχτα της Πέμπτης, 21 Δεκεμβρίου, ήταν η μεγαλύτερη του έτους, με διάρκεια 14 ωρών και 29 λεπτών. Ο Ήλιος έφτασε στο σημείο της ετήσιας τροχιάς του, που ονομάζεται «Χειμερινό Ηλιοστάσιο», οπότε αρχίζει και επίσημα η εποχή του Χειμώνα.

Day and night sides of Earth at the instant of the December 2017 solstice (2017 December 21 at 16:28 UTC). Note that the north polar region of Earth has 24 hours of night, while the south polar region basks in 24 hours of daylight. Image via US Naval Observatory.

Ημερολογιακά το Χειμερινό Ηλιοστάσιο κυμαίνεται σήμερα μεταξύ της 20ής και 23ης Δεκεμβρίου, αν και η τελευταία φορά που είχαμε το Χειμερινό Ηλιοστάσιο στις 23 Δεκεμβρίου ήταν το 1903 και η επόμενη θα είναι το 2303. Ακόμη πιο σπάνια είναι η 20ή Δεκεμβρίου με την επόμενη να συμβαίνει το 2080. 

Οι διαφοροποιήσεις αυτές οφείλονται στο Γρηγοριανό Ημερολόγιο, του οποίου το κάθε έτος έχει 365 ημέρες, εκτός από τα δίσεκτα έτη με τις 366 ημέρες τους. Τα πράγματα, όμως, δεν ήσαν πάντα έτσι. Ας τα πάρουμε, λοιπόν, από την αρχή.

Earth has seasons because our world is tilted on its axis with respect to our orbit around the sun. Image via NASA

Από την αρχαιότητα ακόμη, ο υπολογισμός του έτους γινόταν με την παρατήρηση της επίδρασης που έχει πάνω στη Γη η περιφορά της γύρω από τον Ήλιο, η επίδραση δηλαδή του κύκλου των εποχών, της επαναλαμβανόμενης παρέλασης της Άνοιξης, του Καλοκαιριού, του Φθινοπώρου και του Χειμώνα! Οι εποχιακές αυτές αλλαγές είχαν για τους αρχαίους τεράστια σημασία, ιδιαίτερα μάλιστα μετά την εμφάνιση της γεωργίας, πριν από 10.000 περίπου χρόνια. Γι' αυτό, κι επειδή η σπορά, η συγκομιδή και οι άλλες γεωργικές ασχολίες εξαρτώνταν από τις αλλαγές των εποχών, η διάρκεια ενός ηλιακού έτους έπρεπε να μετρηθεί επακριβώς.

Sunlight on Earth, on the day of the winter solstice. The north polar region of Earth is in 24-hour darkness, while the south polar region is in 24-hour daylight. Gif via Wikimedia Commons

Η Γη συμπληρώνει μία πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο σε περίπου 365,25 ημέρες. Κάθε μέρα η Γη βρίσκεται σε διαφορετική θέση από αυτήν που βρισκόταν την προηγουμένη. Από κάθε νέα θέση αντικρίζουμε τον Ήλιο από διαφορετική γωνία κι έτσι μας φαίνεται ότι ο Ήλιος βρίσκεται μπροστά από διαφορετικά άστρα (καθώς κινείται από τη Δύση προς την Ανατολή), λόγω ακριβώς της κίνησης της Γης πάνω στην τροχιά της. Κάθε φορά που η Γη συμπληρώνει μία πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο, μας φαίνεται ότι ήταν ο Ήλιος αυτός που συμπλήρωσε έναν κύκλο γύρω από τη Γη, πάνω στην εκλειπτική. Η εκλειπτική, δηλαδή, δεν είναι τίποτε άλλο παρά η απεικόνιση, ή η προέκταση πάνω στην ουράνια σφαίρα, της γήινης τροχιάς γύρω από τον Ήλιο.

Αν παρατηρήσουμε την εκλειπτική και τη συγκρίνουμε με τον ουράνιο ισημερινό (την προέκταση του γήινου ισημερινού πάνω στην ουράνια σφαίρα), θα δούμε ότι οι δύο αυτοί κύκλοι δεν συμπίπτουν, αλλά αντίθετα τέμνονται, σχηματίζοντας γωνία ίση με 23,5 περίπου μοίρες, λόγω της κλίσης που έχει ο άξονας της Γης σε σχέση με το επίπεδο που σχηματίζει η εκλειπτική. Η γωνία αυτή ονομάζεται «λόξωση της εκλειπτικής», και τα δύο σημεία στα οποία τέμνονται οι δύο κύκλοι ονομάζονται «ισημερινά σημεία». Στο πρώτο σημείο ο ουράνιος ισημερινός τέμνει την εκλειπτική εκεί όπου ο Ήλιος βρίσκεται στις 20-21 Μαρτίου. Το σημείο αυτό ονομάζεται «εαρινό ισημερινό σημείο», κι από την ημέρα αυτή αρχίζει η Άνοιξη. Εκ διαμέτρου αντίθετα η τομή γίνεται όταν ο Ήλιος βρίσκεται στις 22-23 Σεπτεμβρίου. Το σημείο αυτό ονομάζεται «φθινοπωρινό ισημερινό σημείο», και από την ημέρα αυτή αρχίζει το Φθινόπωρο.

Ian Hennes in Medicine Hat, Alberta, Canada, created this solargraphy between a June solstice and a December solstice. It shows the path of the sun during that time period.

Από το εαρινό ισημερινό σημείο και μετά, ο Ήλιος φαίνεται να σκαρφαλώνει όλο και πιο πάνω στο βόρειο ημισφαίριο του ουρανού. Οι μέρες μεγαλώνουν, οι νύχτες μικραίνουν και ο καιρός γίνεται όλο και πιο θερμός. Περίπου τρεις μήνες αργότερα, στις 20-21 Ιουνίου, ο Ήλιος φτάνει στο βορειότερο σημείο της εκλειπτικής, από το οποίο θα αρχίσει πλέον να κατέρχεται, «τρεπόμενος» και πάλι προς τον ισημερινό. Το σημείο αυτό, στις 20-21 Ιουνίου, ονομάζεται θερινό τροπικό σημείο ή απλά θερινή τροπή, επειδή ο Ήλιος τρέπεται και πάλι προς τον ισημερινό, και από την ημέρα αυτή αρχίζει το καλοκαίρι. Επειδή μάλιστα για μερικές ημέρες πριν και μετά τη θερινή τροπή ο Ήλιος φαίνεται να αργοστέκεται πάνω στην εκλειπτική σαν να είναι έτοιμος να σταματήσει, το θερινό τροπικό σημείο ονομάζεται επίσης και θερινό ηλιοστάσιο.

Μετά τη θερινή τροπή, ο Ήλιος συνεχίζει να κατεβαίνει προς τον Νότο, και στις 22-23 Σεπτεμβρίου φτάνει στο φθινοπωρινό ισημερινό σημείο, οπότε, όπως και στο εαρινό ισημερινό σημείο, έχουμε ίση μέρα και νύχτα: ισημερία. Αλλά η κάθοδος του Ήλιου συνεχίζεται, μέχρις ότου, στις 21-22 Δεκεμβρίου, φτάνει στο νοτιότερο σημείο της τροχιάς του, που ονομάζεται χειμερινό τροπικό σημείο, ή απλά χειμερινή τροπή ή χειμερινό ηλιοστάσιο. Από την ημέρα αυτή αρχίζει ο Χειμώνας. Αλλά από κει κι έπειτα ο Ήλιος σταματάει να κατέρχεται και ξαναρχίζει και πάλι να σκαρφαλώνει, κάθε μέρα όλο και πιο ψηλά.

Στη διάρκεια του Χειμώνα, οι ακτίνες του Ήλιου πέφτουν πάνω στο βόρειο ημισφαίριο της Γης με πλάγιο τρόπο, ενώ συμβαίνει το αντίθετο στο νότιο ημισφαίριο οπότε εκεί έχουν Καλοκαίρι. Στη διάρκεια της Άνοιξης ο Ήλιος βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ισημερινό της Γης, οπότε και τα δύο ημισφαίρια παίρνουν με τον ίδιο τρόπο της ζωογόνες ακτίνες του. Στη διάρκεια του Καλοκαιριού, ο Ήλιος ευνοεί το βόρειο ημισφαίριο, οι ακτίνες του πέφτουν πάνω μας περισσότερο κάθετα, και ενώ εμείς έχουμε Καλοκαίρι, στο νότιο ημισφαίριο έχουν Χειμώνα. Τέλος, το Φθινόπωρο, ο Ήλιος βρίσκεται και πάλι πάνω από τον γήινο ισημερινό, με ισομερή κατανομή της θερμότητας και στα δύο ημισφαίρια.

Ο Ακενατόν και η οικογένειά του λατρεύουν τον ηλιακό δίσκο. Pharaoh Akhenaten and his family adoring the Aten. Second from the left is Meritaten, who was the daughter of Akhenaten.

Δεν είναι λοιπόν καθόλου παράξενο που ο Ήλιος λατρεύτηκε από τους αρχαίους σαν θεός, μια που γι' αυτούς ο Ήλιος ήταν ο δημιουργός των εποχών του έτους και του κύκλου των φαινομένων και των εναλλαγών που σχετίζονται με αυτές, από τη σπορά ως τη βλάστηση και από την ανθοφορία ως τη συγκομιδή. Οι Αιγύπτιοι τον ονόμασαν Ρα, Ατόν, ή και Όσιρη ακόμη. Οι Βαβυλώνιοι τον αποκαλούσαν Σαμάχ, Βαάλ, Μαρδούκ και Νεργκάλ. Οι Ινδοί Βράχμα και Βισνού. Και οι Πέρσες Μίθρα. Για τους αρχαίους Έλληνες, κατά περιστάσεις, ήταν ο Δίας ή ο Πλούτων, ο Βάκχος, ο Διόνυσος, ή και ο Φοίβος Απόλλων. Ανεξάρτητα όμως από την ονομασία που του δόθηκε, όλοι ανεξαιρέτως οι λαοί καθιέρωσαν προς τιμή του Ήλιου, περίφημες και πολλές γιορτές, ιδιαίτερα στις περιόδους των εναλλαγών από τη μια εποχή στην άλλη.

Οι μεγαλύτερες από τις γιορτές αυτές γίνονταν σε όλες τις χώρες και τις φυλές στην εποχή του χειμερινού ηλιοστασίου, στις 25 Δεκεμβρίου. Ήταν η γιορτή της γέννησης του Ήλιου, και όχι αδικαιολόγητα. Γιατί όσο ο χειμώνας πλησίαζε και ο Ήλιος του μεσημεριού φαινόταν όλο και πιο χαμηλά στον ορίζοντα, τόσο και οι μέρες μίκραιναν και το κρύο αυξανόταν. Ήταν η σκληρή εποχή για τον άνθρωπο με τις πολύ μικρές ημέρες και τις ατέλειωτες νύχτες. Οι φροντίδες πολλαπλασιάζονταν, οι ανησυχίες μεγάλωναν και ένα αόριστο συναίσθημα φόβου καταλάμβανε τον αρχαίο άνθρωπο με τα ανύπαρκτα σχεδόν αμυντικά του μέσα και τις περιορισμένες πηγές διατροφής.

Roman Imperial repoussé silver disc of Sol Invictus (3rd century), found at Pessinus (British Museum).

Γι' αυτό αναπέμπονταν προσευχές και ιερές παρακλήσεις, ανάβονταν φωτιές και προσφέρονταν θυσίες προς τον θεό Ήλιο, για να μη χαθεί οριστικά από τον ορίζοντα. Και πράγματι: μετά από μικρό δισταγμό, ο θεός ενέδιδε. Στο κατώτατο σημείο του, στον αστερισμό του Αιγόκερου, στις πύλες του Ήλιου όπως τον ονόμαζαν οι Χαλδαίοι, «άλλαζε» απόφαση, άρχιζε να σκαρφαλώνει και πάλι προς τα πάνω, και οι μέρες μεγάλωναν. Μια νέα τάξη πραγμάτων θα έμπαινε και πάλι, ωραία όπως και στα προηγούμενα χρόνια, οπότε η Γη θα ανθοφορούσε ξανά χάρη στις ζωογόνες ακτίνες του Ήλιου. Δεν είναι λοιπόν καθόλου παράξενο το γεγονός ότι οι αρχαίοι λαοί γιόρταζαν ιδιαίτερα τις μέρες αυτές του χειμερινού ηλιοστασίου. Και αυτή την παράδοση των αρχαίων λαών συνέχισαν οι Έλληνες με τα Κρόνια, και ιδιαίτερα οι Ρωμαίοι με τα Σατουρνάλια και τα Βρουμάλια και την κεντρική γιορτή της 25ης Δεκεμβρίου "Dies Natalis Invicti Solis", δηλαδή την «Ημέρα της Γέννησης του Αήττητου Ήλιου».

'Saturnalia' (1783) by Antoine Callet. Τα Σατουρνάλια ήταν γιορτή των Ρωμαίων αφιερωμένη στο θεό Σατούρνους, ο οποίος αντιστοιχεί στον ελληνικό θεό Κρόνο. Πραγματοποιούταν κατά τους χειμερινούς μήνες κατά την περίοδο του χειμερινού ηλιοστασίου, συνήθως στις 17 Δεκεμβρίου, αλλά αργότερα η γιορτή κρατούσε έως και μια βδομάδα, μέχρι τις 23 Δεκεμβρίου. Τα Σατουρνάλια ήταν μεγάλη και σημαντική γιορτή για τους Ρωμαίους, οι οποίοι τα ταύτιζαν με τα αρχαία Κρόνια. Εκτός από τις τυπικές θυσίες, η γιορτή περιλάμβανε δημόσια αργία, καθώς και διάφορα έθιμα, όπως την ανταλλαγή μικρών δώρων ή υπαίθριες αγορές. Επιτρέπονταν τα τυχερά παιχνίδια ακόμα και για τους δούλους. Επίσημα ενδύματα δε φοριούνταν, ενώ οι δούλοι δεν μπορούσαν να τιμωρηθούν κι αντιμετώπιζαν με χλευασμό τους κυρίους τους. Γενικότερα οι ρόλοι αντιστρέφονταν ανάμεσα σε δούλους κι ιδιοκτήτες, κάτι που οδηγούσε σε ξέφρενο γλέντι, άφθονη οινοποσία και ακολασίες: γι' αυτό το λόγο, με την έλευση του Χριστιανισμού, η λέξη "σατουρνάλια" ήταν ταυτόσημη με τα "όργια".

Τα Σατουρνάλια ήταν η αρχαιότερη γιορτή των Ρωμαίων και την απέδιδαν στον Ρωμύλο ή στους Πελασγούς. Ξεχώρισε όμως από τις άλλες αγροτικές γιορτές τους το 217 π.Χ. Οι γιορτές αυτές έπαιρναν πανηγυρικό χαρακτήρα και είχαν κατακτήσει ολόκληρο τον ελληνορωμαϊκό κόσμο. Άρχιζαν με τα Βρουμάλια από τις 24 Νοεμβρίου έως τις 17 Δεκεμβρίου και ακολουθούσαν τα Σατουρνάλια από τις 18 έως τις 24 Δεκεμβρίου. Κατά την κεντρική ημέρα της γιορτής του «αήττητου ηλίου» στις 25 Δεκεμβρίου, εορταζόταν το γεγονός της τροπής του Ηλίου, που άρχιζε και πάλι να ανεβαίνει στον ουρανό, να μεγαλώνουν οι ημέρες, και μαζί τους οι ζωογόνες ακτίνες του Ηλίου ξανάκαναν τη Γη να καρποφορήσει. Την 1η Ιανουαρίου γιορτάζονταν οι Καλένδες, στις 3 τα Βότα, στις 4 τα Λορεντάλια και στις 7 Ιανουαρίου τελείωνε η περίοδος αυτή των εορτών.

The halo of Jesus, seen in many paintings, has similarities to a parhelion. Basilica of Sant'Apollinare Nuovo in Ravenna, Italy: "Christ surrounded by angels and saints". Mosaic of a Ravennate italian-byzantine workshop, completed within 526 AD by the so-called "Master of Sant'Apollinare".

Επειδή λοιπόν οι πρώτοι χριστιανοί ήσαν εκτός νόμου στη Ρώμη, και δεν τους επιτρεπόταν να συναντιούνται ή να εκκλησιάζονται μαζί, οι συναντήσεις τους γίνονταν κρυφά και σε μικρές ομάδες στις κατακόμβες τους, όπου και τελούσαν τις θρησκευτικές τους εορτές. Για να αποφύγουν, λοιπόν, τους διωγμούς, αποφάσισαν να γιορτάζουν τα Χριστούγεννα στις 25 Δεκεμβρίου, όταν οι Ρωμαίοι ήσαν απασχολημένοι με τις δικές τους γιορτές των Σατουρναλίων. Μ’ αυτόν τον τρόπο ήλπιζαν να μην ανακαλυφθούν από τους εορτάζοντες Ρωμαίους.

Ο Γάιος Ιούλιος Καίσαρ. The Tusculum portrait, perhaps the only surviving sculpture of Caesar made during his lifetime. Archaeological Museum, Turin, Italy.

Θα αναρωτιέστε, όμως, γιατί το χειμερινό ηλιοστάσιο δεν συμβαίνει σήμερα στις 25 Δεκεμβρίου, όπως στην εποχή του Χριστού, αλλά στις 21 Δεκεμβρίου; Το πρόβλημα αρχίζει με το Ιουλιανό Ημερολόγιο που εισήγαγε ο Ιούλιος Καίσαρ το 44 π.Χ., το οποίο είχε όμως τις δικές του ατέλειες, γιατί έχανε μία ημέρα κάθε 128 χρόνια. Το Ιουλιανό, λοιπόν, ημερολόγιο είχε θεσπίσει το χειμερινό ηλιοστάσιο στις 25 Δεκεμβρίου, αλλά με την πάροδο των ετών το προστιθέμενο μικρό λάθος είχε μεταθέσει την πραγματική ημερομηνία της χειμερινής τροπής. Έτσι λοιπόν το 325 μ.Χ., το έτος που έγινε η Σύνοδος της Νίκαιας, το χειμερινό ηλιοστάσιο είχε μετατεθεί και συνέβαινε στις 22 Δεκεμβρίου. Η μετάθεση όμως του χειμερινού ηλιοστασίου συνεχίστηκε χωρίς να διορθωθεί μέχρι και το έτος 1582, οπότε η χειμερινή τροπή συνέβαινε στις 12 Δεκεμβρίου.

Ο Πάπας Γρηγόριος ΙΓ΄. Pope Gregory XIII, portrait by Lavinia Fontana.

Τότε, ο Πάπας Γρηγόριος 13ος εισήγαγε μία νέα μεταρρύθμιση, γι’ αυτό και το νέο ημερολόγιο, αυτό που χρησιμοποιούμε σήμερα, ονομάζεται Γρηγοριανό, και χάνει μία μόνον ημέρα στα 4.000 χρόνια. Για να γίνει μια καινούργια αρχή, η Γρηγοριανή μεταρρύθμιση έτρεψε τη θέση του ημερολογίου προς τα εμπρός με βάση το έτος της Συνόδου της Νικαίας κι όχι το έτος εισαγωγής του Ιουλιανού ημερολογίου, το 44 π.Χ.. Γι’ αυτό και το χειμερινό ηλιοστάσιο συμβαίνει σήμερα στις 21 Δεκεμβρίου, και ο πρωταρχικός λόγος για τον εορτασμό των Χριστουγέννων στις 25 Δεκεμβρίου έχει πια χαθεί.

Διονύσης Π. Σιμόπουλος, επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου.

Πηγές: http://www.tovima.gr/science/article/?aid=926996 - http://earthsky.org/astronomy-essentials/everything-you-need-to-know-december-solstice

Αποστολή της NASA με στόχο τον Άλφα του Κενταύρου. Nasa planning mission to Alpha Centauri – will it find aliens in the nearest star system to Planet Earth?

Αποστολές εξερεύνησης για το εγγύτερο αστρικό σύστημα στον Ήλιο, απέχοντας περίπου 4 έτη φωτός από εμάς. Nasa is preparing to launch a mission which could answer the question of whether humanity is alone in the universe. A planet orbiting Alpha Centauri would have two or even three suns, because the star system is made up of a trio of stars. Illustration by Michael S. Helfenbein

Ο Άλφα Κενταύρου είναι ο λαμπρότερος αστέρας στον αστερισμό του Κενταύρου, στο νότιο ημισφαίριο και είναι δυαδικό σύστημα, αποτελείται δηλαδή από δύο άστρα. Πρόκειται για το εγγύτερο αστρικό σύστημα στον Ήλιο, απέχοντας περίπου 4 έτη φωτός από εμάς.

Alpha Centauri AB and its distant and faint companion Proxima Centauri. The newly discovered planet for Proxima hasn’t been seen directly yet. A direct image is part of what ESO and Breakthrough Initiatives hope to accomplish via their new agreement. Image via ESO.

Οι δύο κύριοι αστέρες του αστρικού συστήματος εμφανίζονται ως ενιαίο άστρο με γυμνό μάτι, διακρίνονται όμως ως δύο ξεχωριστά αστρικά σώματα μόνο με παρατήρηση μέσω τηλεσκοπίου. Οι αστέρες αυτοί, με τις ονομασίες «Άλφα Κενταύρου Α» και «Άλφα Κενταύρου Β», βρίσκονται σε στενή τροχιά μεταξύ τους.

Εκτός από τους αστέρες αυτούς, εμφανίζεται σε σχετικά απομακρυσμένη απόσταση και ένας τρίτος, ο λεγόμενος «Eγγύτατος του Κενταύρου» ο όποιος λόγω του μικρού μεγέθους του δεν είναι εμφανής με γυμνό μάτι. Το άστρο ονομάστηκε έτσι επειδή, από τα τρία άστρα, αυτό βρίσκεται οριακά πιο κοντά στην Γη.

Οι συνολικά τρεις αστέρες αποτελούν το αστρικό σύστημα του Άλφα Κενταύρου, αν και δεν έχει αποδειχτεί με βεβαιότητα ότι υφίσταται κάποιο είδος ελλειπτικής τροχιάς μεταξύ του Εγγύτατου Κενταύρου με τους άλλους δύο κύριους αστέρες.

Το 2012 ανακοινώθηκε ο εντοπισμός ενός πλανήτη να κινείται γύρω από τον Εγγύτατο του Κενταύρου αλλά τελικά διαπιστώθηκε ότι είχε γίνει λάθος εκτίμηση κάποιων παρατηρήσεων και ο συγκεκριμένος πλανήτης κατά πάσα πιθανότητα δεν υπάρχει. Όμως, τελικά το 2016 εντοπίστηκε τελικά στον Εγγύτατο του Κενταύρου ένας πλανήτης ο οποίος, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ερευνητών, έχει μέγεθος συγκρίσιμο με της Γης. Ο πλανήτης αυτός είναι πιθανότατα βραχώδης, και επιπλέον βρίσκεται στη λεγόμενη κατοικήσιμη ζώνη, στην κατάλληλη απόσταση από το μητρικό του άστρο ώστε να διαθέτει στην επιφάνειά του υγρό νερό που είναι ο κρισιμότερος παράγοντας για την παρουσία της ζωής.

Οι προσομοιώσεις και διάφορες μελέτες που έχουν γίνει μέχρι στιγμής για το σύστημα τα δύο άστρα του δυαδικού συστήματος δείχνουν ότι είναι πολύ πιθανό να υπάρχουν εκεί μεγάλοι σαν τον Δία. Η παρουσία πολλών τέτοιων πλανητών, σύμφωνα με τα πλανητικά μοντέλα, δεν ευνοούν συνήθως την ύπαρξη πλανητών φιλικών στην ζωή. 

This artist's impression shows the planet orbiting the star Alpha Centauri B, a member of the triple star system that is the closest to Earth. (Image: Reuters)

Πριν από λίγα 24ωρα, ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου του Γέιλ παρουσίασαν μια μελέτη στην οποία αναφέρεται ότι στον Άλφα του Κενταύρου πιθανότατα δεν υπάρχουν μεγάλοι πλανήτες και, όπως αναφέρεται στην μελέτη, «είναι σχεδόν βέβαιο ότι στον Άλφα του Κενταύρου υπάρχουν βραχώδεις πλανήτες με μέγεθος παρόμοιο με αυτό της Γης».

Αν κάποιος από αυτούς τους πλανήτες βρίσκεται στην σωστή απόσταση από το μητρικό του άστρο, θα είναι και δυνητικά φιλόξενος στην ζωή. «Γνωρίζουμε ότι οι μικρού μεγέθους πλανήτες αποτελούν την πλειοψηφία των πλανητών στο Σύμπαν. Η μελέτη μας δείχνει ότι στα άστρα του δυαδικού συστήματος είναι πολύ πιθανό να υπάρχουν μικροί πλανήτες, οι οποίοι έχουν περάσει απαρατήρητοι από τις μέχρι τώρα παρατηρήσεις που γίνονται εκεί» αναφέρει η Ντέμπρα Φίσερ, ειδικός στην αναζήτηση εξωπλανητών και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Οι αποστολές

The launch is decades away, and the journey will take even longer. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

Έχει εκπονηθεί ένα ιδιαίτερα φιλόδοξο σχέδιο εξερεύνησης του Άλφα του Κενταύρου, το οποίο μάλιστα κέρδισε τη στήριξη του διάσημου θεωρητικού φυσικού και κοσμολόγου Στίβεν Χόκινγκ.

An artist’s illustration of a ‘light sail’ spaceship. (Picture: Breakthrough Initiatives)

Το σχέδιο που χρηματοδοτείται σε μεγάλο βαθμό από τον εκκεντρικό ρώσο μεγιστάνα Γιούρι Μέλνερ προβλέπει την εκτόξευση ενός σμήνους από μικρά σκάφη που θα χρησιμοποιούν τα λεγόμενα «ηλιακά ιστία». Αυτά τα σκάφη θα επιταχύνονται με δέσμες λέιζερ στο 20% της ταχύτητας του φωτός.

Αυτό θεωρητικώς τουλάχιστον θα επιτρέψει στα σκάφη να φτάσουν στον Άλφα του Κενταύρου σε λίγα χρόνια, αντί σε 30 χιλιετίες που θα απαιτούνταν με τις σημερινές τεχνολογίες. Αν λοιπόν φτάσουν αυτά τα σκάφη στον προορισμό τους, θα μάθουμε αν υπάρχει στην διαστημική μας γειτονιά κάποιος φιλόξενος για εμάς πλανήτης. 

Πριν από λίγα 24ωρα, έγινε γνωστό ότι η NASA αποφάσισε να οργανώσει μια αποστολή εξερεύνησης στον Άλφα του Κενταύρου, η οποία όμως, σύμφωνα με τις πρώτες πληροφορίες, προορίζεται να πραγματοποιηθεί μετά το 2050.

Πηγές: http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500184592 - https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/spanning-disciplines-in-the-search-for-life-beyond-earth - http://metro.co.uk/2017/12/20/nasa-planning-mission-alpha-centauri-will-find-aliens-nearest-star-system-planet-earth-7173102/ - http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/aa9bea - https://news.yale.edu/2017/12/18/new-approach-detecting-planets-alpha-centauri-system

Έπιασε κρύο; Κάποιο άστρο έχει εκραγεί! Exploding stars are influencing our weather, scientists find

Ίσως η πτώση της θερμοκρασίας που θα βιώσουμε στην Ελλάδα από εδώ και πέρα να οφείλεται σε κάποιο... σουπερνόβα. Cosmic rays produced in a giant supernova. CREDIT: NASA

Μια πολύ ενδιαφέρουσα μελέτη δημοσιεύουν στην επιθεώρηση Nature Communications επιστήμονες του Τεχνικού Πανεπιστημίου της Δανίας. Γνωρίζουμε ότι κοσμικά φαινόμενα κάνουν την εμφάνιση τους στον ουρανό της Γης. Οι εκρήξεις στον Ήλιο στέλνουν στην Γη φορτισμένα σωματίδια προκαλώντας το εντυπωσιακό σέλας. Όμως δεν θα μπορούσε κάποιος να φανταστεί ότι ένα φαινόμενο που συμβαίνει σε απόσταση χιλιάδων ετών φωτός από τον πλανήτη μας μπορεί να έχει κάποια επίδραση σε αυτόν. Αν πρόκειται όμως για το πιο ισχυρό, το πιο βίαιο κοσμικό φαινόμενο ίσως τα.. απόνερα του να φτάνουν και σε εμάς.

Σύμφωνα με τους ερευνητές τα ιόντα που απελευθερώνονται από τις εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων, τα γνωστά σουπερνόβα, φτάνουν σε κάποιες περιπτώσεις μέχρι την Γη, εισέρχονται στην ατμόσφαιρα τους. Η παρουσία των ιόντων προκαλεί μια αλυσιδωτή ατμοσφαιρική και χημική αντίδραση που έχει ως τελικό αποτέλεσμα τον σχηματισμό πολύ μεγαλύτερου αριθμού νεφών από ότι θα παράγονταν αν δεν υπήρχαν. Αυτό με την σειρά του έχει ως αποτέλεσμα να πέφτει η θερμοκρασία του πλανήτη.

Οι κοσμικές ακτίνες

Ανατρεπτική μελέτη για την συμβολή των κοσμικών φαινομένων στις καιρικές συνθήκες στην Γη. Cosmic rays interacting with the Earth's atmosphere producing ions that helps turn small aerosols into cloud condensation nuclei -- seeds on which liquid water droplets form to make clouds. A proton with energy of 100 GeV interact at the top of the atmosphere and produces a cascade of secondary particles who ionize molecules when traveling through the air. One 100 GeV proton hits every m2 at the top of the atmosphere every second. Credit: H. Svensmark/DTU

Οι ερευνητές υποστηρίζουν επίσης ότι η μαγνητική δραστηριότητα του Ήλιου επηρεάζει την άφιξη στην Γη των κοσμικών ακτινών. Όταν η δραστηριότητα του Ήλιου βρίσκεται σε έξαρση εμποδίζεται η έλευση των κοσμικών ακτινών στην Γη και επικρατούν υψηλότερες θερμοκρασίες. Όταν υπάρχει ύφεση στην ηλιακή δραστηριότητα και πυκνώνει η παρουσία κοσμικών ακτινών το αποτέλεσμα είναι να πέφτει ο πλανήτης να ψυχραίνει.

 

A frost fair held on the Thames in 1897. CREDIT: GETTY IMAGES

Μάλιστα οι ερευνητές εκτιμούν ότι η απότομη αύξηση της θερμοκρασίας στην Γη γύρω στο 1.000 μ.Χ που έχει ονομαστεί Μεσαιωνική Θερμή Περίοδος αλλά και η Μικρή Εποχή Παγετώνων που βίωσε η Γη ανάμεσα στον 13ο και τον 19ο αιώνα οφειλόταν στην μαγνητική δραστηριότητα στον Ήλιο. «Έχουμε επιτέλους το τελευταίο κομμάτι του παζλ που εξηγεί το πώς τα σωματίδια από το Διάστημα επηρεάζουν το κλίμα στην Γη. Μας επιτρέπει να κατανοήσουμε καλύτερα τις κλιματικές αλλαγές που προκαλούν η ηλιακή δραστηριότητα αλλά και τα σουπερνόβα» δηλώνει ο καθηγητής Χένρικ Σβένσμαρκ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Πηγές: H. Svensmark et al, Increased ionization supports growth of aerosols into cloud condensation nuclei, Nature Communications (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-02082-2 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=926753

Επιβεβαιώθηκε πως υπήρχε ζωή στη Γη πριν από 3,5 δισ. χρόνια. Oldest fossils ever found show life on Earth began before 3.5 billion years ago

This dark rock illuminates the past, with microfossils showing life existed on Earth 3.5 billion years ago. Credit: John Valley/University of Wisconsin

Το ανθρώπινο είδος είναι δύσκολο να δει τον κόσμο σε πραγματικό βάθος χρόνου, γιατί στην πραγματικότητα, μοιάζει με το παιδί που μετακόμισε πριν λίγες μέρες σε καινούργια γειτονιά, αφού έχει συμπληρώσει μόλις τρία εκατομμύρια χρόνια ύπαρξης.

Μπορεί να νιώθετε μεγάλοι κατά την ενηλικίωση, αλλά η αλήθεια είναι ότι οι άνθρωποι είναι μια καινούργια είδηση στα νέα του κόσμου. Οι πρώτες μορφές ζωής υπήρξαν πολλά χρόνια πριν την άφιξή μας, με τα χρονιά αυτά πλέον να μπορούν με βεβαιότητα να προσδιοριστούν στα 3,5 δισεκατομμύρια.

An epoxy mount containing a sliver of a nearly 3.5 billion-year-old rock from the Apex chert deposit in Western Australia is pictured at the Wisconsin Secondary Ion Mass Spectrometer Lab (WiscSIMS) in Weeks Hall. PHOTO: JEFF MILLER

Για πάνω από 20 χρόνια, υπήρχε μια αντιπαράθεση στην επιστημονική κοινότητα σχετικά με τα αρχαιότερα απολιθώματα που έχουν βρεθεί. Στις 18 Δεκεμβρίου, οι παλαιοβιολόγοι έκλεισαν οριστικά το θέμα, χάρις σε μια καινούργια μελέτη του επιστημονικού περιοδικού «Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών» (PNAS) που χρησιμοποιεί τις πιο εξελιγμένες τεχνικές για να χρονολογήσει τα πιο παλιά απομεινάρια που έχουν ανακαλυφθεί. Τα ευρήματα της έρευνας επιβεβαιώνουν την ύπαρξη βακτηρίων και μικροβίων 3,5 δισεκατομμυρίων χρόνων, τα οποία πιθανώς ζούσαν σε έναν πλανήτη χωρίς οξυγόνο.

“The Apex fossils are scrappy. Hard to find. Difficult to study. They are abundant but charred, shredded, overly cooked. Tiny bits and pieces are common but generally nondescript; short two-or-three-celled fragments are rare and easy to overlook; many-celled specimens are few and far between; and fossils that could be called ‘well-preserved’ — like those of the Gunflint and Bitter Springs deposit — are nonexistent. Were these remnants not so remarkably ancient they would not merit much attention.” —J. William Schopf, “Cradle of Life”

Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας ήταν ο παλαιοβιολόγος Γουίλιαμ Σοπφ, από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και ο γεωεπιστήμονας Τζον Βάλεϊ από το πανεπιστήμιο του Γουισκόνσιν. Στον περισσότερο κόσμο, θα φαινόταν πως η έρευνα κράτησε πάρα πολύ καιρό, αλλά οι συγκεκριμένοι επιστήμονες ξέρουν καλά ότι το χρονικό αυτό διάστημα δεν είναι παρά ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, μπροστά στην κλίμακα της ζωής στη Γη.

UW–Madison geoscience researchers on a 2010 field trip to the Apex Chert, a rock formation in western Australia that is among the oldest and best-preserved rock deposits in the world. Credit: COURTESY OF JOHN VALLEY

Τα εξεταζόμενα δείγματα, αποτελούμενα κυρίως από βακτήρια και μικρόβια που έχουν πλέον εξαφανιστεί, βρέθηκαν το 1982 σε ένα πέτρωμα στο Άπεξ Τσερτ, έναν σχηματισμό πετρωμάτων στη Δυτική Αυστραλία.

Το 1993, στηριζόμενοι στις ραδιομετρικές αναλύσεις του πετρώματος και στο σχήμα των απολιθωμάτων, ο Σοπφ χρονολόγησε τα δείγματα ως 3,5 δισεκατομμυρίων χρονών. Το πέτρωμα κατείχε την αρχαιότερη άμεση απόδειξη ζωής, σκέφτηκε ο Σοπφ, ο οποίος συμπέρανε από αυτή την ανακάλυψή του πως υπήρχαν πλάσματα ένα δισεκατομμύριο χρόνια πιο πριν από ό,τι πιστευόταν μέχρι τότε. Όμως, μερικοί επιστήμονες υποστήριξαν πως οι ισχυρισμοί ήταν αναπόδεικτοι και ότι τα μικροαπολιθώματα, αόρατα στο μάτι, ήταν απλά μικρά κομμάτια του πετρώματος με περίεργο σχήμα, παράξενα ορυκτά που απλώς φαίνεται να περιέχουν βιολογικά δείγματα, ενώ κάτι τέτοιο δεν ισχύει.

Geoscience Professor John Valley, left, and research scientist Kouki Kitajima collaborate in the Wisconsin Secondary Ion Mass Spectrometer Lab (WiscSIMS) in Weeks Hall. PHOTO: JEFF MILLER

Από τότε, πέρασαν χρόνια και η τεχνολογία βελτιώθηκε. Έτσι, ο Σοπφ ένωσε τις δυνάμεις του με τον Βάλεϊ, ώστε να βρουν έναν καινούργιο τρόπο για να αναλύσουν το πέτρωμα, το οποίο τώρα στεγάζεται στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου. Ο Βάλεϊ επένδυσε δέκα χρόνια από τη ζωή του για να αναπτύξει μια μέθοδο που θα του επιτρέψει να αναλύσει τα μεμονωμένα είδη, των οποίων τα σχήματα μοιάζουν με κύλινδρους και νήματα.

Όλες οι οργανικές ουσίες περιέχουν ένα χαρακτηριστικό μίγμα ισοτόπων άνθρακα. Χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μάζας δευτερογενών ιόντων (υπάρχουν ελάχιστα τέτοια εργαλεία στον κόσμο, ένα από αυτά είναι στο πανεπιστήμιο του Γουισκόνσιν), οι επιστήμονες κατάφεραν να διαχωρίσουν τον άνθρακα σε κάθε απολίθωμα σε ισότοπα. Με αυτό τον τρόπο, μπόρεσαν να μετρήσουν τη σύνθεση του κάθε απολιθώματος και να τη συγκρίνουν με τη σύνθεση των πετρωμάτων χωρίς απολιθώματα, από την ίδια περίοδο.

Οι διαφορές στην αναλογία ισοτόπων άνθρακα έδειξε πως ο Σοπφ είχε δίκιο για τα απολιθώματα που βρήκε χρόνια πριν. Το πέτρωμα, το οποίο χρονολογήθηκε ως 3,5 δισεκατομμυρίων ετών, αποδείχθηκε ότι περιέχει τα απομεινάρια απλής βιολογικής ζωής, ίδιας ηλικίας με το πέτρωμα.

An example of one of the microfossils discovered in a sample of rock recovered from the Apex Chert. A new study used sophisticated chemical analysis to confirm the microscopic structures found in the rock are biological. Credit: COURTESY OF J. WILLIAM SCHOPF

Επιπρόσθετα, ο Σοπφ και ο Βάλεϊ μπόρεσαν να συνδέσουν συγκεκριμένες αναλογίες ισοτόπων άνθρακα με συγκεκριμένα σχήματα απολιθωμάτων. Δηλαδή, πρακτικά ταυτοποίησαν αρκετά διαφορετικά αρχαία όντα. Μετά από την ανάλυση του κάθε μικροαπολιθώματος ξεχωριστά, ταυτοποίησαν πέντε είδη, συμπεραίνοντας ότι πρόκειται για δύο φωτοσυνθέτες, δύο καταναλωτές μεθανίου και έναν παραγωγό μεθανίου.

Πολλά χρόνια μελέτης, αντιπαράθεσης και εργασίας επιβεβαίωσαν αυτό που παλιότερα θεωρείτο πως είναι ένας απλός ισχυρισμός, δηλαδή πως η ζωή στη Γη είναι πολύ, πολύ παλιά. «Νομίζω ότι το θέμα είναι λήξαν», είπε ο Βάλεϊ, «Είναι μια πρωτόγονη αλλά ποικιλόμορφη ομάδα οργανισμών».      

Πηγές: https://news.wisc.edu/oldest-fossils-found-show-life-began-before-3-5-billion-years-ago/ - Quartz - http://www.kathimerini.gr/939863/article/epikairothta/episthmh/epivevaiw8hke-pws-yphrxe-zwh-sth-gh-prin-apo-35-dis-xronia

Το επικό ταξίδι μιας προϊστορικής χελώνας. The incredible journey of the first African tortoise that arrived in Europe

Καλλιτεχνική απεικόνιση της νεροχελώνας που υπό το βλέμμα των δεινοσαύρων αποφάσισε να εγκαταλείψει την ήπειρο που ζούσε και να ταξιδέψει σε μια άλλη για να ζήσει εκεί. About 95 million years ago, a river turtle adapted to marine environments and made an extraordinary migration from the ancient continent of Gondwana, which grouped what is now Africa and South America, to Laurasia, the Northern continental mass of which Europe, Asia and North America were part. Its remains, found in the town of Algora in Guadalajara (Spain) and in Portugal, are the evidence of the first known dispersal event of a turtle from Gondwana. Reconstruction of Algorachelus peregrinus in a coastal environment of Laurasia 95 million years ago. Credit: José Antonio Peñas

Ερευνητές του Τμήματος Εξελικτικής Βιολογίας στο Εθνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο της Ισπανίας πραγματοποίησαν μια πολύ ενδιαφέρουσα παλαιοντολογική ανακάλυψη. Διαπίστωσαν ότι ένα εξαφανισμένο σήμερα είδος νεροχελώνας πραγματοποίησε πριν από περίπου 95 εκ. έτη ένα πραγματικά επικό ταξίδι αλλάζοντας μάλιστα τρόπο ζωής για να καταφέρει να επιβιώσει. Την εποχή εκείνη στην Γη υπήρχαν δύο μεγάλες υπερήπειροι, η Γκοντβάνα η οποία αποτελούνταν από την σημερινή Αφρική, την Νότιο Αμερική, την Ανταρκτική, την Ινδία και την Αυστραλία και η Λαυρασία που αποτελούνταν από την Βόρειο Αμερική, την Ευρώπη και την Ασία.

Η αρχαία χελώνα πέρασε όπως δείχνει ο χάρτης από τις περιοχές της Αφρικής στην Λαυρασία και εγκαταστάθηκε σε κάποιες παραλιακές περιοχές της. At the time, Earth’s continents were much different than they are today; Africa and South America joined to make up part of the ancient continent Gondwana, while Europe, Asia, and North America formed Laurasia. The turtle adapted and thrived in the different environment.

Σύμφωνα με τους ερευνητές η Algorachelus peregrinus, μια χελώνα του γλυκού νερού που ζούσε στην Γκοντβάνα για κάποιο λόγο αποφάσισε να εγκαταλείψει την ήπειρο και κατάφερε να φτάσει στο βορειότερες περιοχές της και να περάσει την θάλασσα που την χώριζε από την Λαυρασία. Η χελώνα αποφάσισε να εγκατασταθεί στις παραλιακές περιοχές της Λαυρασίας και για αυτό προσαρμόστηκε στις τοπικές συνθήκες και από χελώνα του γλυκού νερού έγινε θαλάσσια χελώνα. Η ανακάλυψη βοηθά στην καλύτερη κατανόηση των μεταναστεύσεων που έκαναν οι χελώνες αλλά και της εξέλιξής τους.

Πηγές: Adán Pérez-García. A new turtle taxon (Podocnemidoidea, Bothremydidae) reveals the oldest known dispersal event of the crown Pleurodira from Gondwana to Laurasia, Journal of Systematic Palaeontology (2016). DOI: 10.1080/14772019.2016.1228549 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=926327