GW190814: Το μυστήριο ενός αστρονομικού αντικειμένου 2,6 ηλιακών μαζών. GW190814—The mystery of a 2.6 solar mass compact object

Ανακάλυψη αγνώστου ως τώρα κοσμικού αντικειμένου: Τι μπορεί να είναι και τι σημαίνει για την επιστήμη. The population of compact objects (black holes and neutron stars) observed with gravitational waves and with electromagnetic astronomy, including a few which are uncertain. GW170814 is highlighted. It is not clear if its lighter component is a black hole or neutron star.

Όταν ένα πραγματικά γιγαντιαίο άστρο «πεθαίνει», καταρρέει κάτω από την ίδια του τη βαρύτητα και αφήνει πίσω του μαύρη τρύπα. Όταν λιγότερο μεγάλα άστρα καταρρέουν, εκρήγνυνται σε σουπερνόβα και αφήνουν πίσω εξαιρετικά πυκνά, «νεκρά» απομεινάρια, τους αστέρες νετρονίων. Ωστόσο, επί δεκαετίες επιστήμονες αναρωτιούνταν τι συμβαίνει στο «κενό» ανάμεσα στα άστρα νετρονίων και τις μαύρες τρύπες: Ο βαρύτερος γνωστός αστέρας νετρονίων δεν έχει πάνω από 2,5 φορές τη μάζα του ήλιου μας, και η ελαφρύτερη γνωστή μαύρη τρύπα έχει περίπου 5 ηλιακές μάζες. Οπότε προκύπτει το ερώτημα: Υπάρχει κάτι ενδιάμεσα;

Time–frequency plots for GW190814 as measured by LIGO Hanford, LIGO Livingston and Virgo. The chirp of a binary coalescence is clearest in Livingston. For long signals, like GW190814, it is usually hard to pick out the chirp by eye. Figure 1 of the GW190814 Discovery Paper.

Στο πλαίσιο νέας μελέτης από το LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) του NSF (National Science Foundation) στις ΗΠΑ και το Virgo στην Ευρώπη, επιστήμονες ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός κοσμικού αντικειμένου 2,6 ηλιακών μαζών, που βρίσκεται απόλυτα στο αποκαλούμενο «mass gap» (κενό μάζας) που προαναφέρθηκε. Το αντικείμενο αυτό βρέθηκε στις 14 Αυγούστου 2019, καθώς συγχωνευόταν με μια μαύρη τρύπα 23 ηλιακών μαζών, παράγοντας μια έκλυση βαρυτικών κυμάτων που ανιχνεύθηκε στη Γη από τα LIGO και Virgo. Σχετικό επιστημονικό άρθρο δημοσιεύτηκε την Τρίτη στο The Astrophysican Journal Letters.

«Τέτοιες ανακαλύψεις είναι αινίγματα, και μας αναγκάζουν να ξύσουμε λίγο το κεφάλι μας» είπε ο Ντέιβιντ Ράιτζε, εκτελεστικός διευθυντής του LIGO Laboratory στο Caltech. «Έχουμε παρατηρήσει τον μεγαλύτερο αστέρα νετρονίων ή την ελαφρύτερη μαύρη τρύπα; Η διαπίστωση της πραγματικής φύσης αυτού του αντικειμένου θα απαιτεί περισσότερες παρατηρήσεις, μα αυτές οι παρατηρήσεις αδιαμφισβήτητα θα ρίξουν νέο φως σε ένα μέρος του σύμπαντος που ως τώρα δεν μας ήταν προσβάσιμο».

«Αυτό θα αλλάξει το πώς οι επιστήμονες μιλούν για αστέρες νετρονίων και μαύρες τρύπες» είπε ο Πάτρικ Μπρέιντι, καθηγητής στο University of Wisconsin, Milwaukee, και εκπρόσωπος του LIGO Scientific Collaboration. «Το mass gap μπορεί να μην υπάρχει καν, μα μπορεί και να οφειλόταν και σε περιορισμούς στις δυνατότητες παρατήρησης. Ο χρόνος και περισσότερες παρατηρήσεις θα δείξουν».

Sky localizations for GW190814’s source. The blue dashed contour shows the preliminary localization using only LIGO Livingston and Virgo data, and the solid orange shows the preliminary localization adding in Hanford data. The dashed green contour shows and updated localization used by many for their follow-up studies. The solid purple contour shows our final result, which has an area of just  . All contours are for 90% probabilities. Figure 2 of the GW190814 Discovery Paper.

Η κοσμική συγχώνευση που περιγράφεται στη μελέτη, ένα γεγονός ονόματι GW190814, κατέληξε σε μια τελική μαύρη τρύπα περίπου 25 φορές η μάζα του ήλιου (μέρος της μάζας μετετράπη σε μια έκλυση ενέργειας υπό τη μορφή βαρυτικών κυμάτων). Η νεοσχηματιθείσα μαύρη τρύπα βρίσκεται σε απόσταση περίπου 800 εκατ. ετών φωτός από τη Γη.

Estimated masses for the two components in the binary m_i \geq m_2. We show results several different waveform models (which include spin precession and higher order multiple moments). The two-dimensional shows the 90% probability contour. The one-dimensional plot shows individual masses; the dotted lines mark 90% bounds away from equal mass. Estimates for the maximum neutron star mass are shown for comparison with the mass of the lighter component m_2. Figure 3 of the GW190814 Discovery Paper.

Πριν τη συγχώνευση των δύο αντικειμένων, οι μάζες τους διέφεραν κατά πολύ- 9 φορές, τη μεγαλύτερη αναλογία που είναι γνωστή για γεγονός βαρυτικών κυμάτων. Ένα άλλο πρόσφατο γεγονός, το GW190412, έλαβε χώρα μεταξύ δύο μαύρων τρυπών με αναλογία μάζας 4:1.

Η εν λόγω έρευνα έχει και ελληνική συμμετοχή: Πρόκειται για την Ελληνίδα αστροφυσικό Βίκυ Καλογερά, καθηγήτρια στο Northwestern University. Όπως είπε η κα Καλογερά, «είναι πρόκληση για τα σημερινά θεωρητικά μοντέλα να σχηματίζουν συγχωνευόμενα ζεύγη συμπαγών αντικειμένων με τόσο μεγάλες αναλογίες μάζας, όπου το χαμηλής μάζας μέλος του ζευγαριού βρίσκεται στο “mass gap”. Αυτή η ανακάλυψη υποδεικνύει πως αυτά τα γεγονότα λαμβάνουν χώρα πολύ πιο συχνά από ό,τι προβλέπαμε, καθιστώντας το ένα πραγματικά ενδιαφέρον αντικείμενο χαμηλής μάζας».

Constraints on the neutron star equation of state, showing how density changes with pressure $p$. The blue curve just uses GW170817, implicitly assuming that GW190814 is from a binary black hole, while the orange shows what happens if we include GW190814, assuming it is from a neutron star–black hole binary. The 90% and 50% credible contours are shown as the dark and lighter bands, and the dashed lines indicate the 90% region of the prior. Figure 8 of the GW190814 Discovery Paper.

Όπως πρόσθεσε η κα Καλογερά, το μυστηριώδες αυτό αντικείμενο μπορεί να είναι αστέρας νετρονίων που συγχωνεύεται με μια μαύρη τρύπα- «ένα συναρπαστικό ενδεχόμενο που αναμένεται θεωρητικά, αλλά δεν έχει ακόμα επιβεβαιωθεί παρατηρησιακά. Ωστόσο, με μάζα 2,6 φορές αυτήν του ήλιου μας, υπερβαίνει τις σύγχρονες προβλέψεις για τη μέγιστη μάζα των αστέρων νετρονίων, και ίσως αντ’αυτού να είναι η ελαφρύτερη μαύρη τρύπα που έχει εντοπιστεί ποτέ».

Όταν οι επιστήμονες των LIGO και Virgo εντόπισαν τη συγχώνευση αυτή, ενημέρωσαν άμεσα την αστρονομική κοινότητα. Δεκάδες τηλεσκόπια άρχισαν έρευνες για κύματα φωτός από το γεγονός, ωστόσο μέχρι τώρα δεν έχουν εντοπιστεί σήματα. Μέχρι τώρα, τέτοια φωτεινά αντίστοιχα στα σήματα βαρυτικών κυμάτων έχουν θεαθεί μόνο μία φορά, στο γεγονός GW170817. Tο γεγονός εκείνο περιελάμβανε μια σύγκρουση μεταξύ δύο αστέρων νετρονίων η οποία εθεάθη από δεκάδες τηλεσκόπια στη Γη και στο διάστημα. Οι συγκρούσεις μεταξύ αστέρων νετρονίων έχουν αποτέλεσμα την εκτόξευση μάζας προς πάσα κατεύθυνση, και ως εκ τούτου εκπέμπουν φως. Αντίστοιχα, οι συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών, στις περισσότερες περιπτώσεις, θεωρείται πως δεν παράγουν φως.

Visualisation of the coalescence of two black holes that inspiral and merge, emitting gravitational waves. One black hole is 9.2 times more massive than the other and both objects are non-spinning. The high mass-ratio amplifies gravitational-wave overtones in the emitted signal. The gravitational-wave signal produced is consistent with the observation made by the LIGO and Virgo gravitational-wave detectors on August 14th, 2019 (GW190814). Credit: N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration

Σύμφωνα με τους επιστήμονες των LIGO και Virgo υπάρχουν μερικοί πιθανοί λόγοι που το συμβάν της 19ης Αυγούστου δεν εθεάθη από τηλεσκόπια που λειτουργούν με το φως. Πρώτον, το γεγονός αυτό ήταν έξι φορές πιο μακριά από αυτό που παρατηρήθηκε το 2017. Δεύτερον, εάν η σύγκρουση περιελάμβανε δύο μαύρες τρύπες, τότε δεν θα έβγαζε φως. Τρίτον, εάν το ένα αντικείμενο ήταν αστέρας νετρονίων, ο εννεαπλάσιας μάζας «σύντροφός» του μπορεί να το «κατάπιε» ολόκληρο: Ένας αστέρας νετρονίων που «καταβροχθίζεται» από μια μαύρη τρύπα δεν θα εξέπεμπε φως.

«Σκέφτομαι τον Pac-Man να τρώει μια μικρή κουκκίδα» είπε η κα. Καλογερά. «Όταν οι μάζες είναι πολύ ασύμμετρες, ο μικρότερος αστέρας νετρονίων μπορεί να “φαγωθεί” με μια δαγκωματιά».

Estimated orientation and magnitude of the two component spins. The distribution for the more massive component is on the left, and for the lighter component on the right. The probability is binned into areas which have uniform prior probabilities, so if we had learnt nothing, the plot would be uniform. The maximum spin magnitude of 1 is appropriate for black holes. On account of the mass ratio, we get a good measurement of the spin of the more massive component, but not the lighter one. Figure 6 of the GW190814 Discovery Paper.

Όσον αφορά στο πώς θα διαπιστωθεί εάν το μυστηριώδες αντικείμενο ήταν αστέρας νετρονίων ή μαύρη τρύπα, θα ακολουθήσουν περισσότερες παρατηρήσεις με τα LIGO και Virgo, καθώς και άλλα τηλεσκόπια, προκειμένου να βρεθεί εάν υπάρχουν επιπλέον αντικείμενα στο «κενό μάζας».

«Είναι η πρώτη ματιά σε αυτό που θα μπορούσε να είναι ένας ολόκληρος νέος πληθυσμός συμπαγών δυαδικών αντικειμένων» είπε ο Τσάρλι Χόι, του LIGO Scientific Collaboration και τελειόφοιρος του Cardiff University. «Αυτό που είναι συναρπαστικό είναι πως είναι μόνο η αρχή. Καθώς τα μέσα γίνονται όλο και πιο ευαίσθητα, θα παρατηρούμε όλο και περισσότερα τέτοια σήματα, και θα είμαστε σε θέση να εξακριβώνουμε τους πληθυσμούς αστέρων νετρονίων και μαύρων τρυπών στο σύμπαν».

Όπως είπε ο Πέδρο Μαρονέτι, του NSF, το κενό μάζας αποτελούσε ένα ενδιαφέρον αίνιγμα για δεκαετίες, και τώρα έχει βρεθεί ένα αντικείμενο που βρίσκεται ακριβώς εκεί. «Αυτό δεν μπορεί να εξηγηθεί χωρίς να αψηφήσουμε την κατανόησή μας ως προς την εξαιρετικά πυκνή ύλη ή αυτά που γνωρίζουμε για την εξέλιξη των άστρων. Αυτή η παρατήρηση είναι άλλο ένα παράδειγμα των δυνατοτήτων του πεδίου της αστρονομίας βαρυτικών κυμάτων» είπε χαρακτηριστικά.

Πηγές:  GW190814: Gravitational waves from the coalescence of a 23 solar mass black hole with a 2.6 solar mass compact object
Journal: Astrophysical Journal Letters; 896(2):L44(20); 2020 - The curious case of GW190814: The coalescence of a stellar-mass black hole and a mystery compact object - https://cplberry.com/2020/06/23/gw190814/ - https://www.naftemporiki.gr/story/1612465/anakalupsi-agnostou-os-tora-kosmikou-antikeimenou-ti-mporei-na-einai-kai-ti-simainei-gia-tin-epistimi

Ανακαλύφθηκε το κοντινότερο στη Γη ηλιακό σύστημα με εξωπλανήτες. Super-Earths discovered orbiting nearby red dwarf star

Ένα αρκετά κοντινό ηλιακό σύστημα, σε απόσταση περίπου 11 ετών φωτός από τη Γη, το οποίο διαθέτει τουλάχιστον δύο, ίσως και τρεις εξωπλανήτες, ανακάλυψε μια διεθνής ομάδα αστρονόμων. A team of astronomers from the RedDots project has discovered two super-Earths and a candidate planet orbiting the nearby 4.57-billion-year-old red dwarf star Lacaille 9352. An artist’s impression of the multiplanetary system of super-Earths orbiting the nearby red dwarf star Lacaille 9352. Image credit: Mark Garlick.

Οι εξωπλανήτες του συστήματος, οι οποίοι κινούνται γύρω από ένα ήσυχο και πολύ πιο αχνό από τον Ήλιο άστρο, τον ερυθρό νάνο GJ 887, ανήκουν στην κατηγορία της υπερ-Γαίας, καθώς έχουν κάποιες ομοιότητες με τη Γη, αλλά μεγαλύτερο μέγεθος.

Illustration of the ‘Goldilocks Zone’ relative to the type of star (y-axis) vs. the amount of starlight the planet will receive (analogous to its distance). Red dwarf stars are at the bottom. Credit: C. Harman.

Οι εξωπλανήτες βρίσκονται στην φιλόξενη για ζωή ζώνη του εν λόγω άστρου, ενός από τα κοντινότερα στον Ήλιο και είναι πολύ πιθανό να είναι βραχώδεις.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τη δρα Σάντρα Τζέφερς του γερμανικού Πανεπιστημίου του Γκέτιγκεν, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Science”, πραγματοποίησαν την ανακάλυψη από το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο (ESO) στη Χιλή.

Artist illustration of the Gliese 887 system. Credit: Getty

Οι δύο σίγουροι εξωπλανήτες Gliese 887b και Gliese 887c είναι πολύ γρήγοροι -περισσότερο και από τον Ερμή- καθώς ολοκληρώνουν μια περιστροφή γύρω από το μητρικό τους άστρο κάθε 9,3 και 21,8 μέρες αντίστοιχα (αυτή είναι η διάρκεια του έτους τους). Οι επιστήμονες βρήκαν ενδείξεις και για ένα τρίτο εξωπλανήτη με διάρκεια έτους περίπου 50 γήινων ημερών.

Artist impression of a triple-planet system orbiting a Red Dwarf star. Credit: ESO/M. Kornmesser.

Σύμφωνα με τις πρώτες ενδείξεις, οι δύο επιβεβαιωμένοι εξωπλανήτες φαίνονται υπερβολικά καυτοί για να διαθέτουν υγρό νερό στην επιφάνεια τους, χωρίς πάντως αυτό να αποκλείεται. Όμως ο τρίτος μη επιβεβαιωμένος, που είναι πιο μακρινός, πιθανώς βρίσκεται μέσα στη φιλόξενη για ζωή ζώνη του άστρου του, το οποίο έχει τη μισή περίπου μάζα του Ήλιου μας και είναι λιγότερο δραστήριο από άλλους ερυθρούς νάνους, συνεπώς μάλλον δεν βομβαρδίζει τους πλανήτες του με ισχυρή ακτινοβολία. Η θερμοκρασία του Gliese 887c εκτιμάται σε περίπου 70 βαθμούς Κελσίου. Είναι άγνωστο αν οι δύο εξωπλανήτες διαθέτουν ατμόσφαιρα.

Ειδικά αν μελλοντικές παρατηρήσεις επιβεβαιώσουν την ύπαρξη και τρίτου εξωπλανήτη, τότε το σύστημα του GJ 887 αναμένεται να γίνει στο μέλλον ένα από τα πιο μελετημένα στη «γειτονιά» μας. Η εγγύτητα του καθιστά πιθανή ακόμη και τη μελέτη της πιθανής ατμόσφαιρας των πλανητών του.

Το 2016 ανακαλύφθηκε ο κοντινότερος στη Γη εξωπλανήτης, ο οποίος έχει περίπου τη μάζα της Γης και κινείται πέριξ του κοντινότερου στον πλανήτη μας άστρου, του Εγγύτατου του Κενταύρου. Το 2018 ανακαλύφθηκε μια υπερ-Γη γύρω από το δεύτερο κοντινότερο στη Γη αστέρι, το άστρο Μπάρναρντ. Το 2019 βρέθηκε ένα σύστημα τριών πλανητών γύρω από τον ερυθρό νάνο GJ 1061, ο οποίος βρίσκεται λίγο μακρύτερα από τον GJ 887.

Πηγές: S.V. Jeffers el al., A multiple planet system of super-Earths orbiting the brightest red dwarf star GJ 887.Science (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aaz0795 - http://www.sci-news.com/astronomy/compact-system-super-earths-lacaille-9352-08577.html - https://www.in.gr/2020/06/25/tech/anakalyfthike-poly-kontino-iliako-systima-eksoplanites-megalyterous-apo-ti-gi/

Ηλιοβασιλέματα σε άλλους κόσμους. NASA Scientist Simulates Sunsets on Other Worlds

Η δυνατότητα να παρακολουθήσει κανείς ένα ηλιοβασίλεμα από έναν άλλον πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος μπορεί πρακτικά να μην υπάρχει ακριβώς- αλλά αυτό δεν σημαίνει πως αυτή η εμπειρία δεν μπορεί να προσομοιωθεί. Have you ever wondered what a sunset on Uranus might look like? Credit: Pixabay/CC0 Public Domain

Ο Τζερόνιμο Βιλανουέβα, πλανητικός επιστήμονας του Goddard Space Flight Center της NASA δημιούργησε μια σειρά προσομοιώσεων ηλιοβασιλεμάτων ενώ δημιουργούσε ένα εργαλείο computer modeling για μια πιθανή μελλοντική αποστολή στον Ουρανό- έναν παγωμένο πλανήτη στο εξώτερο ηλιακό μας σύστημα. Κάποια στιγμή στο μέλλον ένα σκάφος μπορεί να πραγματοποιήσει κάθοδο στην ατμόσφαιρα του Ουρανού, με το εργαλείο του Βιλανουέβα να βοηθά τους επιστήμονες να ερμηνεύσουν τις μετρήσεις φωτός εκεί, που θα επιτρέψουν την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας.

Geronimo Villanueva, a planetary scientist from NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, created the sunset simulations while building a computer modeling tool for a possible future mission to Uranus, an icy-cold planet in the outer solar system. The animations show all-sky views as if you were looking up at the sky through a super wide camera lens from Earth, Venus, Mars, Uranus, and Titan. Credits: Geronimo Villanueva/James Tralie/NASA's Goddard Space Flight Center

Για να επιβεβαιώσει την ακρίβεια του εργαλείου του, ο Βιλανουέβα προσομοίωσε γνωστά χρώματα από τον Ουρανό και άλλους πλανήτες. Οι προσομοιώσεις δείχνουν τον ήλιο να εμφανίζεται να δύει από την οπτική γωνία κάποιου που βρίσκεται σε αυτούς τους κόσμους. Καθώς οι πλανήτες αυτοί περιστρέφονται και τμήματά του «κρύβονται» από το φως του ήλιου, φωτόνια διασκορπίζονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις, ανάλογα με την ενέργειά τους και τα είδη μορίων στις ατμόσφαιρες. Το αποτέλεσμα είναι μια «παλέτα» χρωμάτων που είναι ορατά από αυτούς τους κόσμους.

A video showing simulated sunsets from worlds across the solar systen and beyond. Credits: Geronimo Villanueva/James Tralie/NASA's Goddard Space Flight Center

Τα animations δείχνουν εικόνες του ουρανού όπως θα φαίνονταν εάν κάποιος κοιτούσε από έναν πολύ ευρύ φακό κάμερας από τη Γη, την Αφροδίτη, τον Άρη, τον Ουρανό και τον Τιτάνα. Οι προσομοιώσεις αυτές αποτελούν έναν νέο χαρακτηριστικό ενός ευρέως χρησιμοποιούμενου online εργαλείου, του Planetary Spectrum Generator, που αναπτύχθηκε από τον Βιλανουέβα και τους συναδέλφους στο Goddard και βοηθά τους επιστήμονες να αναπαράγουν τον τρόπο με τον οποίο το φως περνά μέσα από τις ατμόσφαιρες πλανητών, εξωπλανητών, φεγγαριών και κομητών, προκειμένου να κατανοηθεί η σύσταση των ατμοσφαιρών και των επιφανειών τους. 

Πηγές: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-scientist-simulates-sunsets-on-other-worlds - https://www.naftemporiki.gr/story/1612381/iliobasilemata-se-allous-kosmous

Τα πρώτα αυγά των δεινοσαύρων ήταν μαλακά. The first dinosaur egg was soft

Ερευνητές με βάση το Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας απέδειξαν ότι τα αυγά κάποιων πρωτόγονων ειδών δεινοσαύρων ήταν μαλακά και όχι σκληρά, όπως υπέθεταν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες. New research suggests that the first dinosaurs laid soft-shelled eggs -- a finding that contradicts established thought. The study analyzed the eggs of two vastly different non-avian dinosaurs and found that they resembled those of turtles in their microstructure, composition, and mechanical properties. The research also suggests that hard-shelled eggs evolved at least three times independently in the dinosaur family tree. This illustration depicts the hypothesis that Antarcticoolithus was laid by a mosasaur, a type of extinct marine reptile. Mother mosasaurs would have laid thin, soft-shelled eggs that their babies immediately hatched from to surface and take their first breaths. ILLUSTRATION BY FRANCISCO HUEICHALEO

Μία καινούρια δημοσίευση αμερικανών ερευνητών έρχεται να ανατρέψει την κάπως… καρικατουρίστικη εικόνα που είχαμε σχηματίσει στο νου μας για τα αυγά των πρώτων δεινοσαύρων, κι αυτό επειδή έπειτα από ανάλυση δεδομένων απέδειξαν ότι αυτά ήταν μαλακά και όχι σκληρά. Η έρευνα, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύτηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature», καταδεικνύει επίσης ότι τα σκληρά αυγά προέκυψαν με ανεξάρτητο τρόπο τρεις φορές στο εξελικτικό δέντρο των δεινοσαύρων.

Αυγά που έλειπαν από τα απολιθώματα

This fossilized egg was laid by Mussaurus, a long-necked, plant-eating dinosaur that grew to 20 feet in length and lived between 227 and 208.5 million years ago in what is now Argentina. IMAGE BY ©DIEGO POL

Το εύρημα αυτό αφορά μόνο μερικές ομάδες δεινοσαύρων, οι οποίες εξελικτικά υπήρξαν παράλληλα ή πριν από άλλες ομάδες δεινοσαύρων των οποίων τα αυγά ήταν σκληρά.

In 1995, paleontologists working in the Gobi Desert of Mongolia found this clutch of fossilized Protoceratops eggs and embryos, the first eggs of a horned dinosaur ever described. IMAGE BY M. ELLISON/©AMNH

Συγκεκριμένα, πρόκειται για τα είδη Πρωτοκέρατος, το οποίο έζησε στη Γη κατά την περίοδο ανάμεσα στα 75 και 71 εκατομμύρια χρόνια πριν και το είδος  με τη λατινική ονομασία Mussaurus, το οποίο ήταν μεγαλύτερο σε μέγεθος και έζησε στην περίοδο μεταξύ 227 και 208 εκατομμύρια χρόνια πριν. «Τα τελευταία 20 χρόνια βρίσκαμε αυγά σε διάφορα μέρη στη Γη, τα οποία όμως αντιπροσώπευαν τρεις ομάδες δεινοσαύρων: τα θηριόποδα, τους αδρόσαυρους και τα σαυρόποδα. Την ίδια στιγμή βρίσκαμε σκελετούς από άλλες ομάδες δεινοσαύρων αλλά ποτέ δεν είχαμε βρει τα αυγά τους», ανέφερε σε σχετικές του δηλώσεις ο επικεφαλής της δημοσίευσης και ερευνητής Μάρκ Νόρελ, συμπληρώνοντας ότι «επιχειρήσαμε λοιπόν να κατανοήσουμε για ποιον λόγο τα αυγά αυτών των δεινοσαύρων δεν διατηρήθηκαν».

Η υπόθεση που επιβεβαιώθηκε

From the side, the giant fossil egg Antarcticoolithus bradyi looks like a deflated NFL football. Officially, its species name bradyi, derived from the ancient Greek for "delayed," refers to the rarity of marine egg fossils. However, the name also pays winking tribute to NFL quarterback Tom Brady. LEGENDRE ET AL. (2020)

Η υπόθεσή τους ήταν από την αρχή ξεκάθαρη: όπως συνέβη στην εξέλιξη των αμνιωτών, κατηγορία στην οποία ανήκουν τα πουλιά, τα θηλαστικά και τα ερπετά, έτσι και στους δεινόσαυρους είναι πιθανό κάποια είδη να γεννούσαν μαλακά αυγά, ενώ κάποια άλλα να γεννούσαν σκληρά αυγά. Για να διερευνήσουν ωστόσο αυτό το ενδεχόμενο, ήταν απαραίτητο να προσεγγίσουν το θέμα πολύπλευρα. Έτσι, πραγματοποίησαν ανατομικές αναλύσεις απολιθωμένων σκελετών νεογέννητων δεινοσαύρων, χημικές αναλύσεις των απολιθωμένων αυγών και μελέτες της μικροσκοπικής δομής τους.

The fossil egg has a soft shell, shown in dark gray in the drawing (upper right), with arrows pointing to its folds and surrounding sediment shown as light gray. The cross section (lower left) shows that the egg consists mostly of a soft membrane surrounded by a very thin outer shell. Lucas Legendre and Grace Musser

Από τις αναλύσεις αυτές, και αφού συνέκριναν τα δεδομένα με 112 ακόμη είδη, είτε αυτά είναι πλέον εξαφανισμένα είτε είναι μακρινοί συγγενείς των υπό μελέτη ειδών, προέκυψε ότι πράγματι τα αυγά των ειδών αυτών ήταν μαλακά. «Από εξελικτική άποψη το εύρημα αυτό έχει περισσότερο νόημα από προηγούμενες υποθέσεις, αφού είναι γνωστό ότι για κάποιο χρονικό διάστημα τα αυγά όλων των αμνιωτών ήταν μαλακά» ανέφερε σε σχετικές δηλώσεις του ο διδακτορικός ερευνητής και πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης Ματέο Φάμπρι.

Οι ερευνητές προσανατολίζονται τώρα να διερευνήσουν περαιτέρω τον τρόπο με τον οποίο προστατεύονταν τα αυγά αυτά από κραδασμούς ή άλλους εξωτερικούς παράγοντες.

Πηγές: Mark A. Norell, Jasmina Wiemann, Matteo Fabbri, Congyu Yu, Claudia A. Marsicano, Anita Moore-Nall, David J. Varricchio, Diego Pol, Darla K. Zelenitsky. The first dinosaur egg was soft. Nature, 2020; DOI: 10.1038/s41586-020-2412-8 - https://www.nationalgeographic.com/science/2020/06/first-dinosaurs-laid-soft-eggs/ - https://www.tovima.gr/2020/06/23/science/ta-prota-ayga-ton-deinosayron-itan-malaka/

Φάρμακο ακριβείας που «γκρεμίζει» τις άμυνες του DNA του καρκίνου. Cancer: Drug with new approach on impeding DNA repair shows promise in first clinical trial

Πολλά υποσχόμενο παρουσιάζεται νέο φάρμακο ακριβείας, που στοχεύει τη δυνατότητα του καρκίνου να επιδιορθώνει το DNA του, όπως δείχνουν τα αποτελέσματα των πρώτων κλινικών δοκιμών της συγκεκριμένης κατηγορίας φαρμάκων. Ovarian cancer: Berzosertib is designed to take advantage of one of the most glaring vulnerabilities of some cancer cells. Photo Credit: iStock Images

Η νέα αυτή μελέτη έδειξε πως οι μισοί ασθενείς που έλαβαν το νέο φάρμακο είτε μόνο του είτε με χημειοθεραπεία με βάση την πλατίνα είδαν τον καρκίνο τους να σταματά να μεγαλώνει, ενώ δύο ασθενείς είδαν τους όγκους τους να συρρικνώνονται ή να εξαφανίζονται εντελώς.

Η ζημιά στο DNA των κυττάρων είναι η βασική «πηγή» του καρκίνου, μα αποτελεί επίσης μια θεμελιώδη «Αχίλλειο Πτέρνα» για τους όγκους, και τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να καταστραφούν μέσω πρόκλησης βλάβης στο DNA του ή υπονόμευσης της δυνατότητάς τους να το επισκευάζουν. Η νέα δοκιμή αφορούσε στο πρώτο από μια οικογένεια φαρμάκων που μπλόκαρε μια βασική πρωτεΐνη επισκευής DNA, ονόματι ATR.

Ομάδα στο Institute of Cancer Research, London, και το The Royal Marsden NHS Foundation Trust ηγήθηκε δοκιμής πάνω σε έναν αναστολέα ATR, το berzosertib, είτε μόνο του είτε με χημειοθεραπεία σε 40 ασθενείς με πολύ προχωρημένους όγκους, σε νοσοκομεία ανά τον κόσμο. Οι ερευνητές όρισαν τις δόσεις στις οποίες το φάρμακο ήταν ασφαλές για χρήση σε περαιτέρω κλινικές δοκιμές και διαπίστωσαν πως προκαλούνται μόνο ήπιες παρενέργειες. Επίσης, σε μια εξέλιξη που προκάλεσε έκπληξη για δοκιμή τέτοιας φάσης, διαπιστώθηκε πως το berzosertib σταματούσε την ανάπτυξη των όγκων σε πάνω από τους μισούς ασθενείς, είτε μόνο του είτε με χημειοθεραπεία- 20 από 38 ασθενείς όπου μπορούσαν να γίνουν μετρήσεις. Το όφελος του φαρμάκου ως προς το μπλοκάρισμα της επισκευής DNA ήταν ακόμα πιο έντονο σε ασθενείς που περνούσαν χημειοθεραπεία, η οποία προκαλεί ζημιά DNA.

Το φάρμακο προχωρά τώρα σε περαιτέρω δοκιμές, και ελπίζεται πως θα μπορούσε να εξελιχθεί σε μια νέα, στοχευμένη θεραπεία και να βοηθήσει να υπερνικηθούν αντοχές και αντιστάσεις σε άλλα φάρμακα ακριβείας, όπως οι αναστολείς PARP που στοχεύουν την επιδιόρθωση DNA.

Ο Δρ. Παναγιώτης Κωνσταντινόπουλος. “Our results in his phase 2 trial suggest that ATR inhibition in combination with chemotherapy has the potential to offer significant benefit to patients with chemotherapy-resistant HGSOC and, potentially, other tumor types where ATR plays a key role,” says the study’s lead author, Panagiotis Konstantinopoulos, MD, PhD, director of translational research, Gynecologic Oncology, at Dana-Farber. 

Αξίζει να σημειωθεί πως η συγκεκριμένη μελέτη έχει ελληνικό «χρώμα», καθώς lead author της σχετικής έρευνας που δημοσιεύτηκε στο The Lancet Oncology είναι ο Δρ. Παναγιώτης Κωνσταντινόπουλος, του Dana-Farber Cancer Institute. Όπως είπε, η ανεξέλεγκτη ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων ασκεί μεγάλη πίεση στη διαδικασία αντιγραφής DNA: «Το ATR τα βοηθά να επιζήσουν από αυτό το στρες: Η δουλειά τους είναι να συντονίζουν την παύση του κύκλου των κυττάρων προκειμένου να ελέγχεται αν το DNA είναι ακέραιο ή χρειάζεται επιδιόρθωση. Τα φάρμακα που παρεμποδίζουν το ATR- που στερούν τα κύτταρα των όγκων από τέτοιες επισκευές- έχουν τη δυνατότητα να είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά σε κάποιους καρκίνους».

Πηγές: https://www.dana-farber.org/newsroom/news-releases/2020/drug-with-new-approach-on-impeding-dna-repair-shows-promise-in-first-clinical-trial/ - https://www.naftemporiki.gr/story/1612283/farmako-akribeias-pou-gkremizei-tis-amunes-tou-dna-tou-karkinou

Αναζήτηση εξωγήινης τεχνολογίας σε εξωπλανήτες. Does intelligent life exist on other planets? Technosignatures may hold new clues

Την αναζήτηση για ίχνη προηγμένης τεχνολογίας σε εξωπλανήτες αρχίζει ο αστροφυσικός Άνταμ Φρανκ του University of Rochester, χάρη σε χρηματοδότηση της NASA. Scientists have discovered more than 4,000 planets outside our solar system. In the search for intelligent life, astrophysicists including the University of Rochester's Adam Frank are seeking the physical and chemical signatures that would indicate advanced technology. (NASA/JPL-Caltech)

Από το 1995 και μετά επιστήμονες έχουν ανακαλύψει πάνω από 4.000 εξωπλανήτες, μεταξύ των οποίων και κάποιοι σαν τη Γη, που θεωρείται ότι θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή. Ωστόσο, για να διαπιστωθεί αυτό πρέπει πρώτα να βρεθεί ποια είναι τα χαρακτηριστικά υποδεικνύουν ότι υπάρχει ή υπήρχε ζωή σε έναν πλανήτη.

A team of astronomers from UCLA searched for “technosignatures” in the Kepler field data. Credit: Danielle Futselaar

Την τελευταία δεκαετία αστρονόμοι έχουν καταβάλει μεγάλες προσπάθειες για να βρουν ποια ίχνη απλών μορφών ζωής («βιοϋπογραφών», biosignatures) μπορεί να υπάρχουν αλλού στο σύμπαν. Αλλά επίσης υπάρχει και το ερώτημα των «τεχνοϋπογραφών» (technosignatures), που θα μπορούσε να αφήσει ένας άλλος τεχνολογικά εξελιγμένος πολιτισμός και θα μπορούσαν να είναι ορατά από τη Γη.

Ο Άνταμ Φρανκ, καθηγητής Φυσικής και Αστρονομίας στο University of Rochester, έλαβε χρηματοδότηση από τη NASA που θα του επιτρέψει να αρχίσει να απαντά σε σχετικά ερωτήματα: Η χρηματοδότηση αυτή θα υποστηρίξει τη μελέτη πάνω σε «τεχνοϋπογραφές» – εντοπίσιμα ίχνη παλαιάς ή νέας τεχνολογίας σε άλλους πλανήτες. Όπως αναφέρεται σε ανακοίνωση του πανεπιστημίου, πρόκειται για την πρώτη χρηματοδότηση που δίνεται για αναζήτηση τεχνοϋπογραφών- μη ραδιοσημάτων και αντιπροσωπεύει μια νέα κατεύθυνση για το SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Ο Φρανκ, σε συνεργασία με τους Τζέικομπ Χακ Μίσρα (Blue Marble Space), Μανασβί Λίνγκαμ (Florida Institute of Technology), Άβι Λοέμπ (Harvard University) και Τζέισον Ράιτ (Pennsylvania State University), αναμένεται να δημιουργήσουν τις πρώτες εγγραφές σε μια online βιβλιοθήκη τεχνοϋπογραφών.

Οι επιστήμονες θα αρχίσουν το πρόγραμμά τους εξετάζοντας δύο πιθανά ίχνη που μπορεί να υποδεικνύουν τεχνολογική δραστηριότητα σε έναν άλλον πλανήτη: Ηλιακούς συλλέκτες και ίχνη μόλυνσης. Στην πρώτη περίπτωση εκτιμάται πως αν ένας πολιτισμός χρησιμοποιεί πολλούς ηλιακούς συλλέκτες (δεδομένου ότι τα άστρα είναι μεταξύ των ισχυρότερων πηγών ενέργειας στο σύμπαν, οπότε η αξιοποίησή τους θα ήταν «φυσική»), τότε το φως που αντανακλάται από έναν πλανήτη θα είχε κάποιο συγκεκριμένο ίχνος φάσματος, που θα υποδείκνυε την παρουσία τους. Στη δεύτερη, θα αναζητούνταν, μέσω του τρόπου απορρόφησης του φωτός στην ατμόσφαιρα, ίχνη χημικών που θα υποδείκνυαν βιομηχανικό πολιτισμό, όπως πχ τα τεχνητά αέρια CFC.

Πηγές: https://www.rochester.edu/newscenter/technosignatures-hold-clues-to-advanced-extraterrestrial-life-441472/ - https://www.naftemporiki.gr/story/1611552/ereuna-gia-ton-entopismo-ixnon-eksogiinis-texnologias-se-eksoplanites

Πρόταση της NASA για αποστολή στον Τρίτωνα, φεγγάρι του Ποσειδώνα. NASA wants to visit Neptune’s weird moon Triton

Εάν στον Τρίτωνα υπάρχει κάποιος ωκεανός, τότε θα έδινε πολύτιμα στοιχεία σχετικά με το πώς σχηματίζονται οι εσωτερικοί ωκεανοί, ενώ θα βοηθούσε στην καλύτερη κατανόηση του πού ακριβώς μπορεί να βρεθεί νερό. This global color mosaic of Neptune's moon Triton was taken in 1989 by Voyager 2 during its flyby of the Neptune system. Credits: NASA/JPL-Caltech NASA/JPL/USGS

Είναι πολλά τα επιστημονικά ερωτήματα που υπάρχουν όσον αφορά στον Τρίτωνα, φεγγάρι του Ποσειδώνα, καθώς το μόνο σκάφος που έχει περάσει ποτέ από τη «γειτονιά» του ήταν το Voyager 2, πριν από τρεις δεκαετίες. Οι εικόνες ήταν εντυπωσιακές, αλλά προκαλούσαν ερωτήματα, καθώς αποκάλυπταν μεγάλους, σκοτεινούς όγκους παγωμένου υλικού να εκτινάσσονται από την επιφάνειά του- αλλά ήταν άγνωστο πώς συνέβαινε αυτό. Οι εικόνες έδειχναν πως το παγωμένο τοπίο ήταν «νεαρό» ακόμα και είχε αναδυθεί ξανά και ξανά, με φρέσκο υλικό- αλλά ήταν άγνωστο το τι υλικό ήταν αυτό και από πού είχε προέλθει. Επίσης, ένα άλλο ερώτημα είναι το εξής: Πώς μπορεί να ένα αρχαίο φεγγάρι, έξι φορές πιο μακριά από τον ήλιο από ό,τι ο Δίας να είναι ακόμα ενεργό; Υπάρχει κάτι στο εσωτερικό του που να ωθεί αυτή τη δραστηριότητα;

A new Discovery mission proposal, Trident would explore Neptune's largest moon, Triton, which is potentially an ocean world with liquid water under its icy crust. Trident aims to answer the questions outlined in the graphic illustration above. Credits: NASA/JPL-Caltech

Μία αποστολή που έχει προταθεί στο πλαίσιο του Discovery Program της NASA σκοπεύει να δώσει απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα. Αποστολή αυτή, με το όνομα Trident (Τρίαινα) είναι μία από τέσσερις για τις οποίες αναπτύσσονται concept μελέτες. Μέχρι δύο εξ αυτών θα επιλεγούν ως το καλοκαίρι του 2021 για να γίνουν πλήρεις αποστολές, με σκοπό την εκτόξευσή τους αργότερα μέσα στη δεκαετία.

Η διερεύνηση του Τρίτωνα και του πώς έχει αλλάξει στο πέρασμα του χρόνου θα βοηθούσαν στην καλύτερη κατανόηση της εξέλιξης των ουρανίων σωμάτων του ηλιακού μας συστήματος, δεδομένου ότι πρόκειται για ένα φεγγάρι με πολλά περίεργα χαρακτηριστικά: Καθώς ο Ποσειδώνας περιστρέφεται, ο Τρίτωνας κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση- κανένα άλλο μεγάλο φεγγάρι του ηλιακού συστήματος δεν το κάνει αυτό. Επίσης, η τροχιά του Τρίτωνα βρίσκεται σε ακραία κλίση, 23 μοίρες από τον ισημερινό του Ποσειδώνα. Με διάμετρο σχεδόν 3/4 αυτής της Σελήνης, δεν βρίσκεται επίσης εκεί που θα έπρεπε να είναι, οπότε θεωρείται πως μπορεί να πρόκειται για «μετανάστη» από τη Ζώνη Κάιπερ. Ακόμη, έχει ασυνήθιστη ατμόσφαιρα: Γεμάτη με φορτισμένα σωματίδια, η ιονόσφαιρά του είναι 10 φορές πιο ενεργή από αυτήν οποιουδήποτε άλλο φεγγαριού στο ηλιακό σύστημα. Το τελευταίο αυτό χαρακτηριστικό είναι ιδιαίτερα περίεργο, γιατί γενικά οι ιονόσφαιρες φορτίζονται από ηλιακή ενέργεια, ωστόσο ο Τρίτωνας και ο Ποσειδώνας είναι μακριά από τον ήλιο (30 φορές περισσότερο από ό,τι η Γη- ο Ποσειδώνας χρειάζεται 165 γήινα χρόνια για να πραγματοποιήσει μια περιστροφή γύρω από τον ήλιο), οπότε πρέπει να υπάρχει κάποια άλλη πηγή ενέργειας. Επίσης, το κλίμα του Τρίτωνα είναι δυναμικό και μεταβαλλόμενο, με μια σταθερή ροή οργανικού υλικού, πιθανότατα αζώτου, στην επιφάνειά του.

Εάν στον Τρίτωνα υπάρχει κάποιος ωκεανός, τότε θα έδινε πολύτιμα στοιχεία σχετικά με το πώς σχηματίζονται οι εσωτερικοί ωκεανοί, ενώ θα βοηθούσε στην καλύτερη κατανόηση του πού ακριβώς μπορεί να βρεθεί νερό. Σε αυτό το πλαίσιο ένα εξερευνητικό σκάφος θα μετέφερε όργανα μέτρησης του μαγνητικού πεδίου του φεγγαριού για να διαπιστωθεί εάν υπάρχει στο εσωτερικό του ωκεανός, ενώ άλλα όργανα θα μελετούσαν την ιονόσφαιρα, την πλούσια σε οργανικά στοιχεία ατμόσφαιρα και περίεργα χαρακτηριστικά της επιφάνειας. Σημειώνεται πως ο Τρίτωνας έχει μια πολύ μεγάλη ανεξερεύνηση στερεά επιφάνεια, καθώς τα στοιχεία από το Voyager 2 έχουν αποκαλύψει μόνο το 40% της επιφάνειας του φεγγαριού.

Ο τελευταίος μεγάλος στόχος μιας τέτοιας αποστολής θα ήταν να εξηγήσει το πώς η μυστηριώδης του επιφάνεια ανανεώνεται: Η επιφάνεια του Τρίτωνα είναι αξιοσημείωτα «νεαρή» από γεωλογικής άποψης (πιθανώς 10 εκατ. ετών σε ένα ηλιακό σύστημα 4,6 δισ. ετών) και δεν έχει ορατούς κρατήρες. Επίσης, διαφέρει πολύ από αυτές άλλων παγωμένων φεγγαριών.

Πηγές: https://www.nasa.gov/feature/jpl/proposed-nasa-mission-would-visit-neptunes-curious-moon-triton - https://www.naftemporiki.gr/story/1610527/protasi-tis-nasa-gia-apostoli-ston-tritona-feggari-tou-poseidona