Παράξενα ραδιοκύματα φθάνουν στη Γη από το κέντρο του Γαλαξία. Strange radio waves emerge from direction of the galactic centre

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε ασυνήθιστα σήματα που έρχονται από την κατεύθυνση του κέντρου γαλαξία μας. Τα εν λόγω ραδιοκύματα δεν ταιριάζουν με καμία γνωστή ραδιοπηγή, γι’ αυτό πιθανώς προέρχονται από κάποιο άγνωστο έως τώρα αντικείμενο του διαστήματος. Κανένας επιστήμονας, προς το παρόν, δεν έχει σαφή απάντηση ποια είναι η προέλευση τους. International student Ziteng Wang detected unusual signals from deep in the heart of the Milky Way using CSIRO's ASKAP radio telescope. Now astronomers are on the search for more evidence of what type object could be emitting them. Artist's impression of radio signal ASKAP J173608.2-321635 arriving at Earth. Credit: Sebastian Zentilomo/University of Sydney

Οι ερευνητές από διάφορες χώρες (Αυστραλία, ΗΠΑ, Καναδά, Ισπανία, Γαλλία, Ν. Αφρική) οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστροφυσικής «Astrophysical Journal», ανέφεραν ότι «η πιο παράξενη ιδιότητα του νέου σήματος είναι ότι έχει πολύ υψηλή πόλωση, πράγμα που σημαίνει ότι το φως του ταλαντώνεται μόνο προς μια κατεύθυνση, αλλά αυτή η κατεύθυνση περιστρέφεται με το πέρασμα του χρόνου».

Lead author and PhD student ZIteng Wang from the School of Physics.

Επίσης τόνισαν ότι «η φωτεινότητα του αντικειμένου αυξομειώνεται δραματικά, κατά 100 φορές, και το σήμα φαίνεται να «αναβοσβήνει» με τυχαίο τρόπο. Ποτέ δεν έχουμε δει κάτι παρόμοιο», δήλωσε ο ερευνητής Ζιτένγκ Γουάνγκ του Ινστιτούτου Αστρονομίας και της Σχολής Φυσικής του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ.

Professor Tara Murphy from the School of Physics and Sydney Institute for Astronomy.

«Κοιτάζοντας προς το κέντρο του γαλαξία μας, βρήκαμε αυτό το αντικείμενο που είναι μοναδικό, καθώς στην αρχή ήταν αόρατο, μετά έγινε φωτεινό, μετά ξεθώριασε και μετά εμφανίστηκε ξανά. Η συμπεριφορά ήταν τελείως ασυνήθιστη», ανέφερε η καθηγήτρια Τάρα Μέρφι επίσης του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ.

Πολλά είδη άστρων εκπέμπουν μεταβλητό φως στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Οι αστέρες νετρονίων (πάλσαρ), οι υπερκαινοφανείς αστέρες (σούπερ-νόβα), τα άστρα που στέλνουν εκλάμψεις στο διάστημα και οι γρήγορες εκρήξεις ραδιοκυμάτων (FRB) είναι τέτοια αστρονομικά αντικείμενα των οποίων η φωτεινότητα αυξομειώνεται.

Όμως η νέα πηγή, που ανακαλύφθηκε αρχικά με το αυστραλιανό ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP και η ύπαρξη της επιβεβαιώθηκε από το νοτιοαφρικανικό ραδιοτηλεσκόπιο MeerKAT, δεν φαίνεται να ταιριάζει με κανένα από αυτά τα φαινόμενα. Έχοντας ανιχνεύσει έξι ραδιοσήματα με το ASKAP στη διάρκεια εννέα μηνών το 2020, οι αστρονόμοι προσπάθησαν στη συνέχεια να το παρατηρήσουν με οπτικό τηλεσκόπιο, αλλά απέτυχαν. Το ίδιο αποτυχημένη ήταν η προσπάθεια και του ραδιοτηλεσκοπίου Parkes, αλλά τελικά το πιο ευαίσθητο MeerKAT ανίχνευσε φέτος ξανά το μυστηριώδες αντικείμενο, το οποίο βαφτίστηκε «το αντικείμενο του Άντι» (από το παρατσούκλι του αστρονόμου που πρώτος το ανακάλυψε).

Όπως είπε η Μέρφι, «ήμασταν τυχεροί που το σήμα επέστρεψε, αλλά βρήκαμε ότι η συμπεριφορά του ήταν δραματικά διαφορετική. Η πηγή εξαφανίστηκε μέσα σε μια μόνο μέρα, μολονότι είχε διαρκέσει επί εβδομάδες, όταν το είχαμε παρατηρήσει με το ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP».

Artist's impression of the oscillating, variable radio signal ASKAP J173608.2-321635 arriving at Earth from towards the centre of the Milky Way. Credit: Sebastian Zentilomo/University of Sydney

Η νέα άγνωστη πηγή, που πιθανώς είναι μικρή σε μέγεθος και διαθέτει ισχυρό μαγνητικό πεδίο, έρχεται να προστεθεί σε άλλα μυστηριώδη ραδιο-αντικείμενα που έχουν ανακαλυφθεί σχετικά πρόσφατα κοντά στο γαλαξιακό κέντρο και έχουν επίσης μεταβαλλόμενη φωτεινότητα (γι’ αυτό ονομάστηκαν «Galactic Centre Radio Transients»). Μέσα στην επόμενη δεκαετία θα τεθεί σε λειτουργία το μεγάλο διασυνδεμένο μέσω διαδικτύου διηπειρωτικό ραδιοτηλεσκόπιο SKA (Square Kilometer Array), το οποίο ελπίζεται να ρίξει περισσότερο φως σε αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα.

Πηγές: Discovery of ASKAP J173608.2-321635 as a Highly-Polarized Transient Point Source with the Australian SKA Pathfinder, Astrophysical Journal (2021). DOI: 10.3847/1538-4357/ac2360 - https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2021/10/12/strange-radiowaves-galactic-centre-askap-j173608-2-321635.html - https://www.amna.gr/home/article/592443/Paraxena-radiokumata-fthanoun-sti-Gi-apo-agnosti-pigi-

 

Νόμπελ Φυσικής 2021: Απονέμεται σε τρεις επιστήμονες για το έργο τους πάνω στο κλίμα και άλλα πολύπλοκα φαινόμενα. Nobel in physics: Climate science breakthroughs earn prize

Τo βραβείο Νομπέλ 2021 στην Φυσική απονεμήθηκε στους Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann και Giorgio Parisi “για τις πρωτοποριακές συνεισφορές τους στην κατανόηση περίπλοκων φυσικών συστημάτων.” Three scientists have been awarded the 2021 Nobel Prize in Physics for their work to understand complex systems, such as the Earth's climate. L-R: Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann and Giorgio Parisi. EPA

Το μισό βραβείο μοιράζονται οι Syukuro Manabe και Klaus Hasselmann «για την φυσική μοντελοποίηση του κλίματος της Γης, την ποσοτικοποίηση της μεταβλητότητας και την αξιόπιστη πρόβλεψη της υπερθέρμανσης του πλανήτη» και το άλλο μισό απονέμεται στον Giorgio Parisi «για την ανακάλυψη της αλληλεπίδρασης της αταξίας και των διακυμάνσεων στα φυσικά συστήματα από τις ατομικές έως τις πλανητικές κλίμακες».

Ο Syukuro Manabe, γεννήθηκε το 1931 στην πόλη Shingu της Ιαπωνίας. Έλαβε το διδακτορικό του το 1957 από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο. Senior Meteorologist στο Princeton University. O Klaus Hasselmann, γεννήθηκε το 1931 στο Αμβούργο. Έλαβε το διδακτορικό του το 1957 από το Πανεπιστήμιο του Göttingen. Professor στο Max Planck Institute for Meteorology, Αμβούργο. Ο Giorgio Parisi, γεννήθηκε το 1948 στην Ρώμη. Έλαβε το διδακτορικό του το 1970 από το Πανεπιστήμιο της Sapienza στη Ρώμη. Professor στο Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης.

Ο Syukuro Manabe (1/4) και ο Klaus Hasselmann (1/4) έθεσαν τα θεμέλια της γνώσης μας για το κλίμα της Γης και στο πώς αυτό επηρεάζεται από την ανθρωπότητα. Ο Giorgio Parisi (1/2) βραβεύεται για την επαναστατική συμβολή του στη θεωρία των αδιάτακτων υλικών και των τυχαίων διαδικασιών.

Τα πολυσύνθετα συστήματα χαρακτηρίζονται από τυχαιότητα και αταξία και είναι δύσκολο να κατανοηθούν. Το φετινό βραβείο αναγνωρίζει τις νέες μεθόδους για την περιγραφή τους και την πρόβλεψη της μακροπρόθεσμης συμπεριφοράς τους.

Computer analysis of the Earth's climate is important for informing efforts to tackle global warming. Credit: NASA

Ένα πολύπλοκο σύστημα ζωτικής σημασίας για την ανθρωπότητα είναι το κλίμα της Γης. Ο Syukuro Manabe απέδειξε πώς τα αυξημένα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα οδηγούν σε αυξημένες θερμοκρασίες στην επιφάνεια της Γης. Στη δεκαετία του 1960, ηγήθηκε της ανάπτυξης φυσικών μοντέλων του κλίματος της Γης και ήταν ο πρώτος που εξερεύνησε την αλληλεπίδραση μεταξύ της ισορροπίας ακτινοβολίας και της κάθετης μεταφοράς αερίων μαζών. Η εργασία του έθεσε τα θεμέλια για την ανάπτυξη των σημερινών κλιματικών μοντέλων.

Περίπου δέκα χρόνια αργότερα, ο Klaus Hasselmann δημιούργησε ένα μοντέλο που συνδέει τον καιρό και το κλίμα, απαντώντας έτσι στο ερώτημα γιατί τα κλιματικά μοντέλα μπορούν να είναι αξιόπιστα παρά το γεγονός ότι ο καιρός είναι μεταβλητός και χαοτικός. Ανέπτυξε επίσης μεθόδους για τον εντοπισμό συγκεκριμένων σημάτων, ‘δακτυλικών αποτυπωμάτων’ που αποτυπώνονται στο κλίμα, εξαιτίας των φυσικών φαινομένων και των ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Οι μέθοδοί του έχουν χρησιμοποιηθεί για να αποδειχθεί ότι η αύξηση της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα οφείλεται στις ανθρώπινες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.

Γύρω στο 1980, ο Giorgio Parisi ανακάλυψε κρυμμένα μοτίβα σε περίπλοκα αδιάτακτα υλικά. Οι ανακαλύψεις του είναι από τις σημαντικότερες συνεισφορές στη θεωρία περίπλοκων συστημάτων. Επιτρέπουν την κατανόηση και περιγραφή πολλών διαφορετικών και φαινομενικά εντελώς τυχαίων υλικών και φαινομένων, όχι μόνο στη φυσική αλλά και σε άλλους, πολύ διαφορετικούς τομείς, όπως τα μαθηματικά, την βιολογία, την νευροεπιστήμη και την μηχανική μάθηση.

The Nobel Prize in Physics 2021 was awarded "for groundbreaking contributions to our understanding of complex systems" with one half jointly to Syukuro Manabe and Klaus Hasselmann "for the physical modelling of Earth's climate, quantifying variability and reliably predicting global warming" and the other half to Giorgio Parisi "for the discovery of the interplay of disorder and fluctuations in physical systems from atomic to planetary scales."

«Οι ανακαλύψεις που βραβεύθηκαν φέτος δείχνουν ότι οι γνώσεις μας για το κλίμα στηρίζονται σε μια σταθερή επιστημονική βάση, βασισμένη σε μια αυστηρή ανάλυση των παρατηρήσεων. Σύμφωνα με τον Thors Hans Hansson, πρόεδρο της Επιτροπής των Νόμπελ Φυσικής: Οι Manabe, Hasselmann και Parisi συνέβαλαν στο να αποκτήσουμε μια βαθύτερη εικόνα για τις ιδιότητες και την εξέλιξη των πολύπλοκων φυσικών συστημάτων».

Το Νόμπελ Φυσικής έχει απονεμηθεί 114 φορές σε 216 επιστήμονες από το 1901 έως και το 2020. Ο John Bardeen είναι ο μόνος που βραβεύθηκε δύο φορές με Νόμπελ Φυσικής, το 1956 (για την ανακάλυψη του τρανζίστορ) και το 1972 (για την θεωρητική ερμηνεία της υπεραγωγιμότητας). Αυτό σημαίνει ότι συνολικά 215 άτομα έχουν βραβευθεί με το Νόμπελ Φυσικής.

Πηγές: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2021/press-release/ - https://www.bbc.com/news/science-environment-58790160 - https://physicsgg.me/2021/10/04/

 

 

Βραβείο Νόμπελ Ιατρικής στην ερμηνεία των αισθήσεων αφής, πίεσης και θερμοκρασίας. 2021 Nobel Prize in Physiology or Medicine Awarded for Discoveries in Sensing Temperature and Touch

Σύμφωνα με την επιτροπή των Νόμπελ οι David Julius και Ardem Patapoutian βραβεύθηκαν με το Νομπέλ Ιατρικής 2021 διότι: «οι ανακαλύψεις τους ξεκλείδωσαν ένα από τα μυστικά της φύσης εξηγώντας τη μοριακή βάση για την αίσθηση της ζέστης, του κρύου, της αφής και της μηχανικής δύναμης, τα οποία είναι θεμελιώδη στην ικανότητά μας να αισθανόμαστε, να ερμηνεύουμε και να αλληλεπιδρούμε με το εσωτερικό και εξωτερικό μας περιβάλλον.» UCSF scientist David Julius, an HHMI Trustee, and HHMI Investigator Ardem Patapoutian have been awarded the 2021 Nobel Prize in Physiology or Medicine. Credit: UCSF and Sandy Huffaker/AP Images for HHMI

Η ικανότητά μας να αισθανόμαστε την ζέστη, το κρύο και το άγγιγμα είναι απαραίτητη για την επιβίωση και υποστηρίζει την αλληλεπίδρασή μας με το περιβάλλον. Στην καθημερινή μας ζωή θεωρούμε αυτές τις αισθήσεις δεδομένες. Το ερώτημα για το «πως ξεκινούν οι νευρικές ώσεις έτσι ώστε να γίνεται αντιληπτή η θερμοκρασία και η πίεση» απαντήθηκε από τους David Julius και Ardem Patapoutian.

Ο David Julius χρησιμοποίησε την καψαϊκίνη, ένα δραστικό συστατικό των πιπεριών τσίλι που προκαλεί αίσθηση καψίματος, για να εντοπίσει έναν αισθητήρα στις νευρικές απολήξεις του δέρματος που αντιλαμβάνεται την θερμότητα. Ο Ardem Patapoutian χρησιμοποίησε κύτταρα ευαίσθητα στην πίεση για να ανακαλύψει μια νέα κατηγορία αισθητήρων που ανταποκρίνονται σε μηχανικά ερεθίσματα στο δέρμα και τα εσωτερικά όργανα. Από αυτές τις σπουδαίες ανακαλύψεις ξεκίνησαν έντονες ερευνητικές δραστηριότητες που οδήγησαν πολύ γρήγορα στην κατανόηση για το πώς το νευρικό μας σύστημα αισθάνεται την ζέστη, το κρύο και τα μηχανικά ερεθίσματα. Οι βραβευθέντες με το Νόμπελ Ιατρικής 2021 εντόπισαν κρίσιμους συνδέσμους που λείπουν στην κατανόηση της πολύπλοκης αλληλεπίδρασης μεταξύ των αισθήσεών μας και του περιβάλλοντος.

Πώς αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο;

Εικόνα 1: Ο φιλόσοφος René Descartes φανταζόταν πώς η θερμότητα στέλνει μηχανικά σήματα στον εγκέφαλο. Figure 1 Illustration depicting how the philosopher René Descartes imagined how heat sends mechanical signals to the brain.

Ένα από τα μεγάλα μυστήρια που αντιμετώπιζε ο άνθρωπος ήταν η διαδικασία με την οποία αισθανόμαστε το περιβάλλον μας. Ποιοί είναι οι μηχανισμοί που βρίσκονται πίσω από τις αισθήσεις; Με το πέρασμα του χρόνου, οι επιστήμονες κατάφεραν να εξηγήσουν, για παράδειγμα: πώς ανιχνεύεται το φως από τα μάτια, πώς τα ηχητικά κύματα διεγείρουν το εσωτερικό του αυτιού και πώς οι διάφορες χημικές ενώσεις αλληλεπιδρούν με υποδοχείς στη μύτη και το στόμα μας δημιουργώντας την αίσθηση της όσφρησης και της γεύσης.

Όμως διαθέτουμε κι άλλους τρόπους για να αντιληφθούμε τον κόσμο γύρω μας. Φανταστείτε να περπατάτε ξυπόλητοι στο γρασίδι μια ζεστή μέρα του καλοκαιριού. Μπορείτε να νιώσετε τη ζέστη του ήλιου, το χάδι του ανέμου και τα ξεχωριστά φυλλαράκια του χόρτου κάτω από τα πόδια σας. Αυτές οι εντυπώσεις της θερμοκρασίας, της αφής και της κίνησης είναι απαραίτητες για την προσαρμογή μας σε ένα διαρκώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον.

Τον 17ο αιώνα, ο φιλόσοφος René Descartes φαντάστηκε νήματα που συνδέουν διαφορετικά μέρη του δέρματος με τον εγκέφαλο. Με αυτόν τον τρόπο, ένα πόδι που αγγίζει μια ανοιχτή φλόγα θα έστελνε ένα μηχανικό σήμα στον εγκέφαλο (Εικόνα 1). Οι έρευνες στη συνέχεια αποκάλυψαν την ύπαρξη εξειδικευμένων αισθητηριακών νευρώνων που καταγράφουν τις αλλαγές στο περιβάλλον μας. Ο Joseph Erlanger και ο Herbert Gasser που βραβεύθηκαν με Νόμπελ Ιατρικής το 1944 για την ανακάλυψη διαφορετικών τύπων αισθητήριων νευρικών ινών που αντιδρούν σε ξεχωριστά ερεθίσματα, για παράδειγμα, στις αποκρίσεις σε επώδυνο και μη επώδυνο άγγιγμα. Έκτοτε, έχει αποδειχθεί ότι τα νευρικά κύτταρα είναι εξαιρετικά εξειδικευμένα όσον αφορά την ανίχνευση και την μετάδοση διαφορετικών τύπων ερεθισμάτων, επιτρέποντας μια αντίληψη των μικροδιαφορών του περιβάλλοντός μας. Για παράδειγμα, η ικανότητά μας να νιώθουμε διαφορές στην υφή των επιφανειών μέσω των δακτύλων μας ή η ικανότητά μας να διακρίνουμε τόσο την ευχάριστη ζεστασιά όσο και την επώδυνη θερμότητα.

Πριν από τις ανακαλύψεις των David Julius και Ardem Patapoutian, η κατανόησή μας για το πώς το νευρικό σύστημα αισθάνεται και ερμηνεύει το περιβάλλον μας περιείχε ακόμη ένα θεμελιώδες άλυτο ερώτημα: πώς η θερμοκρασία και τα μηχανικά ερεθίσματα μετατρέπονται σε ηλεκτρικά ερεθίσματα στο νευρικό σύστημα;

Από την πιπεριά τσίλι στην αίσθηση της θερμοκρασίας

Προς το τέλος της δεκαετίας του 1990, ο David Julius στο Πανεπιστήμιο της California στο San Francisco των ΗΠΑ, μελέτησε το πώς η χημική ένωση καψαϊκίνη ή 6-εννεανοεναμίδιο προκαλεί την αίσθηση του καψίματος από τις πιπεριές τσίλι. Η καψαϊκίνη ήταν ήδη γνωστό ότι ενεργοποιούσε τα νευρικά κύτταρα προκαλώντας την αίσθηση πόνου, αλλά ό τρόπος με τον οποίο λειτουργούσε αυτή η χημική ουσία ήταν ένας άλυτος γρίφος. Ο Julius και οι συνεργάτες του δημιούργησαν μια βιβλιοθήκη εκατομμυρίων θραυσμάτων DNA που αντιστοιχούν σε γονίδια που εκφράζονται στους αισθητήριους νευρώνες και μπορούν να αντιδράσουν στον πόνο, την θερμότητα και την αφή. Ο Julius και οι συνεργάτες του υπέθεσαν ότι η βιβλιοθήκη θα περιλαμβάνει ένα θραύσμα DNA που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη η οποία μπορεί να αντιδράσει στην καψαϊκίνη. Εξήγαγαν μεμονωμένα γονίδια από αυτήν τη συλλογή σε καλλιέργειες κυττάρων που κανονικά δεν αντιδρούν στην καψαϊκίνη.

Εικόνα 2: Ο David Julius χρησιμοποίησε την καψαϊκίνη από πιπεριές τσίλι για να προσδιορίσει τον ιοντικό δίαυλο TRPV1, που ενεργοποιείται από την επώδυνη θερμότητα. Προσδιορίστηκαν πρόσθετα σχετικά κανάλια ιόντων και τώρα κατανοούμε το πως διαφορετικές θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν ηλεκτρικά σήματα στο νευρικό σύστημα. Figure 2 David Julius used capsaicin from chili peppers to identify TRPV1, an ion channel activated by painful heat. Additional related ion channels were identified and we now understand how different temperatures can induce electrical signals in the nervous system.

Μετά από μια επίπονη έρευνα, εντοπίστηκε ένα μόνο γονίδιο που μπόρεσε να κάνει τα κύτταρα ευαίσθητα στην καψαϊκίνη (Εικόνα 2). Το γονίδιο για την αίσθηση της καψαϊκίνης είχε βρεθεί! Επιπλέον πειράματα αποκάλυψαν ότι το ταυτοποιημένο γονίδιο κωδικοποιούσε μια νέα πρωτεΐνη καναλιού ιόντων και αυτός ο ανακαλυφθείς υποδοχέας καψαϊκίνης ονομάστηκε αργότερα TRPV1. Όταν ο Julius ερεύνησε την ικανότητα της πρωτεΐνης να ανταποκρίνεται στη θερμότητα, συνειδητοποίησε ότι είχε ανακαλύψει έναν υποδοχέα αίσθησης θερμότητας που ενεργοποιείται σε θερμοκρασίες που θεωρούνται επώδυνες (Εικόνα 2).

Ο ιοντικός δίαυλος TRPV1 ήταν μια σημαντική ανακάλυψη που καθοδήγησε την έρευνα προς την αποκάλυψη πρόσθετων υποδοχέων – θερμοκρασιακών αισθητήρων. Ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο, τόσο ο David Julius όσο και ο Ardem Patapoutian χρησιμοποίησαν την χημική ουσία μενθόλη για να προσδιορίσουν το TRPM8, έναν υποδοχέα που αποδείχθηκε ότι ενεργοποιείται από το κρύο. Εντοπίστηκαν πρόσθετα κανάλια ιόντων που σχετίζονται με τα TRPV1 και TRPM8 και βρέθηκαν να ενεργοποιούνται από μια σειρά διαφορετικών θερμοκρασιών. Πολλά εργαστήρια ακολούθησαν ερευνητικά προγράμματα για να διερευνήσουν τους ρόλους αυτών των καναλιών στη θερμοκρασιακή αίσθηση χρησιμοποιώντας γενετικά τροποποιημένα ποντίκια που δεν διέθεταν τα νεο-ανακαλυφθέντα γονίδια. Η ανακάλυψη του TRPV1 από τον David Julius μας επέτρεψε να καταλάβουμε πως οι διαφορές θερμοκρασίας μπορούν να προκαλέσουν ηλεκτρικά σήματα στο νευρικό σύστημα.

Η αίσθηση της αφής και πίεσης

Ενώ αποκαλύπτονταν οι μηχανισμοί για την αίσθηση της θερμοκρασίας, παρέμενε ασαφές το πώς τα μηχανικά ερεθίσματα μπορούν να μετατραπούν σε αισθήσεις αφής και πίεσης. Οι ερευνητές είχαν βρει στο παρελθόν μηχανικούς αισθητήρες σε βακτήρια, αλλά οι μηχανισμοί που κρύβονταν πίσω από την αίσθηση του αγγίγματος στα σπονδυλωτά παρέμειναν άγνωστοι. Ο Ardem Patapoutian, που εργαζόταν στο στο ερευνητικό κέντρο Scripps Research στη La Jolla της Καλιφόρνια, προσπαθούσε να εντοπίσει τους υποδοχείς που ενεργοποιούνται από μηχανικά ερεθίσματα.

Εικόνα 3: Ο Patapoutian χρησιμοποίησε καλλιέργειες μηχανικά ευαίσθητων κυττάρων για να αναγνωρίσει ένα κανάλι ιόντων που ενεργοποιείται με μηχανική δύναμη. Μετά από επίπονη δουλειά, ανακάλυψε το Piezo1. Με βάση την ομοιότητά του με το Piezo1, βρέθηκε ένα δεύτερο κανάλι ιόντων το Piezo2. Figure 3 Patapoutian used cultured mechanosensitive cells to identify an ion channel activated by mechanical force. After painstaking work, Piezo1 was identified. Based on its similarity to Piezo1, a second ion channel was found (Piezo2).

Ο Patapoutian και οι συνεργάτες του εντόπισαν αρχικά μια κυτταρική σειρά που έδινε ένα μετρήσιμο ηλεκτρικό σήμα όταν μεμονωμένα κύτταρα αγγίζονταν με μια μικροπιπέτα. Θεωρήθηκε ότι ο υποδοχέας που ενεργοποιείται με μηχανική δύναμη είναι ένας ιοντικός δίαυλος και σε ένα επόμενο βήμα ταυτοποιήθηκαν 72 υποψήφια γονίδια που κωδικοποιούν πιθανούς υποδοχείς. Αυτά τα γονίδια απενεργοποιήθηκαν ένα προς ένα για να ανακαλύψουν το γονίδιο που ευθύνεται για τη μηχανική αίσθηση στα κύτταρα που μελετήθηκαν. Μετά από επίπονη έρευνα, ο Patapoutian και οι συνεργάτες του κατάφεραν να εντοπίσουν ένα μόνο γονίδιο του οποίου η σίγαση καθιστούσε τα κύτταρα αναίσθητα στο χτύπημα με την μικροπιπέτα. Ένα νέο και εντελώς άγνωστο μηχανοευαίσθητο κανάλι ιόντων είχε ανακαλυφθεί και του δόθηκε το όνομα Piezo1. Μέσω της ομοιότητάς του με το Piezo1, ένα δεύτερο γονίδιο ανακαλύφθηκε και ονομάστηκε Piezo2. Βρέθηκε ότι οι αισθητήριοι νευρώνες παρουσιάζουν υψηλά επίπεδα Piezo2 και περαιτέρω μελέτες επιβεβαίωσαν χωρίς αμφιβολία ότι τα Piezo1 και Piezo2 είναι κανάλια ιόντων που ενεργοποιούνται άμεσα από την άσκηση πίεσης στις κυτταρικές μεμβράνες (Εικόνα 3).

Η ανακάλυψη του Patapoutian οδήγησε σε μια σειρά δημοσιεύσεων από τον ίδιο και άλλες ομάδες, αποδεικνύοντας ότι το κανάλι ιόντων Piezo2 είναι απαραίτητο για την αίσθηση της αφής. Επιπλέον, το Piezo2 φάνηκε να έχει ρόλο-κλειδί στην καθοριστικά σημαντική αίσθηση της θέσης και της κίνησης του σώματος, γνωστή ως ιδιοδεκτικότητα ή κιναισθησία. Σε περαιτέρω εργασίες, τα κανάλια Piezo1 και Piezo2 αποδεικνύεται ότι ρυθμίζουν επιπλέον σημαντικές φυσιολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της αρτηριακής πίεσης, της αναπνοής και του ελέγχου της ουροδόχου κύστης.

Όλα αποκτούν νόημα!

Εικόνα 4: Οι σημαντικές ανακαλύψεις των David Julius και Ardem Patapoutian εξήγησαν το πώς η ζέστη, το κρύο και η αφή μπορούν να ενεργοποιήσουν σήματα στο νευρικό μας σύστημα. Τα αναγνωρισμένα κανάλια ιόντων είναι σημαντικά για πολλές φυσιολογικές διεργασίες και καταστάσεις ασθένειας. Figure 4 The seminal discoveries by this year’s Nobel Prize laureates have explained how heat, cold and touch can initiate signals in our nervous system. The identified ion channels are important for many physiological processes and disease conditions.

Οι πρωτοποριακές ανακαλύψεις των καναλιών TRPV1, TRPM8 και Piezo από τους βραβευθέντες με το Νόμπελ Ιατρικής 2021 μας επέτρεψαν να καταλάβουμε πώς το ζεστό, το κρύο και η μηχανική δύναμη μπορούν να ενεργοποιήσουν τις νευρικές ώσεις που μας επιτρέπουν να αντιλαμβανόμαστε και να προσαρμοζόμαστε στον κόσμο γύρω μας. Τα κανάλια TRP είναι κεντρικά για την ικανότητά μας να αντιλαμβανόμαστε τη θερμοκρασία. Το κανάλι Piezo2 μας δίνει την αίσθηση της αφής και την ικανότητα να αισθανόμαστε την θέση και την κίνηση των τμημάτων του σώματός μας. Τα κανάλια TRP και Piezo συμβάλλουν επίσης σε πολυάριθμες πρόσθετες φυσιολογικές λειτουργίες που εξαρτώνται από την αίσθηση της θερμοκρασίας ή των μηχανικών ερεθισμάτων. Η σε εξέλιξη έντονη έρευνα που βασίζεται στις ανακαλύψεις των βραβευθέντων με το Νόμπελ επικεντρώνεται στην αποσαφήνιση μιας ποικιλίας φυσιολογικών διεργασιών. Αυτή η γνώση χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη θεραπειών για ένα ευρύ φάσμα παθήσεων, συμπεριλαμβανομένου του χρόνιου πόνου (Εικόνα 4).

Σύντομα βιογραφικά

David Julius, PhD, professor and chair of University of California, San Francisco's Department of Physiology, poses after winning the 2020 Breakthrough Prize in Life Sciences in San Francisco, Califorinia, U.S. September 5, 2019. Picture taken September 5, 2019. UCSF/Noah Berger/Handout via REUTERS

Ο David Julius γεννήθηκε το 1955 στη Νέα Υόρκη των ΗΠΑ. Ολοκλήρωσε το διδακτορικό του το 1984 στο Πανεπιστήμιο της California, Berkeley και ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Columbia, στη Νέα Υόρκη. Ο David Julius προσλήφθηκε στο Πανεπιστήμιο της California στο San Francisco το 1989 όπου είναι σήμερα Καθηγητής.

Professor Ardem Patapoutian of the Department of Neuroscience at Scripps Insitute, who won the 2021 Nobel Prize for Physiology or Medicine, poses in an undated photograph. Courtesy of Ardem Patapoutian/Handout via REUTERS

Ο Ardem Patapoutian γεννήθηκε το 1967 στη Βηρυτό του Λιβάνου. Το 1986 μετακόμισε από μια πολεμοκρατούμενη Βηρυτό στο Los Angeles των ΗΠΑ και έλαβε διδακτορικό το 1996 από το Caltech στην Pasadena,. Ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο California στο San Francisco. Από το 2000, είναι ερευνητής στο Scripps Research, La Jolla στην California όπου τώρα είναι Καθηγητής. Είναι ερευνητής του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes από το 2014.

Οι δημοσιεύσεις-κλειδιά

Caterina MJ, Schumacher MA, Tominaga M, Rosen TA, Levine JD, Julius D. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway. Nature 1997:389:816-824.

Tominaga M, Caterina MJ, Malmberg AB, Rosen TA, Gilbert H, Skinner K, Raumann BE, Basbaum AI, Julius D. The cloned capsaicin receptor integrates multiple pain-producing stimuli. Neuron 1998:21:531-543.

Caterina MJ, Leffler A, Malmberg AB, Martin WJ, Trafton J, Petersen-Zeitz KR, Koltzenburg M, Basbaum AI, Julius D. Impaired nociception and pain sensation in mice lacking the capsaicin receptor. Science 2000:288:306-313

McKemy DD, Neuhausser WM, Julius D. Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation. Nature 2002:416:52-58

Peier AM, Moqrich A, Hergarden AC, Reeve AJ, Andersson DA, Story GM, Earley TJ, Dragoni I, McIntyre P, Bevan S, Patapoutian A. A TRP channel that senses cold stimuli and menthol. Cell 2002:108:705-715

Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels. Science 2010:330: 55-60

Ranade SS, Woo SH, Dubin AE, Moshourab RA, Wetzel C, Petrus M, Mathur J, Bégay V, Coste B, Mainquist J, Wilson AJ, Francisco AG, Reddy K, Qiu Z, Wood JN, Lewin GR, Patapoutian A. Piezo2 is the major transducer of mechanical forces for touch sensation in mice. Nature 2014:516:121-125

Woo S-H, Lukacs V, de Nooij JC, Zaytseva D, Criddle CR, Francisco A, Jessell TM, Wilkinson KA, Patapoutian A. Piezo2 is the principal mechonotransduction channel for proprioception. Nature Neuroscience 2015:18:1756-1762

Illustrations: © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Illustrator: Mattias Karlén

Πηγές: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/press-release/ - https://www.scientificamerican.com/article/2021-nobel-prize-in-physiology-or-medicine-awarded-for-discoveries-in-sensing-temperature-and-touch1/ - https://physicsgg.me/2021/10/05/

 

 

Με απαγορευμένα ναρκωτικά κατά της κατάθλιψης. How psychedelics are returning to the world of medicine

Εκατομμύρια άνθρωποι πάσχουν από κατάθλιψη. Απαγορευμένα ναρκωτικά, όπως το LSD και η ψιλοκυβίνη, υπόσχονται ακόμη και ίαση. Φαίνεται να δικαιώνονται οι χίπηδες. Millions of people in Germany have been diagnosed with depression. Researchers believe that drugs such as LSD and psilocybin can offer an effective treatment. They could also bring big profits.

Η 13η Ιουλίου ήταν μια βροχερή ημέρα στο Μανχάιμ. Αλλά ίσως να αποτελέσει φωτεινή ημέρα για όσους πάσχουν από κατάθλιψη.

Γιατί ο πρώτος ασθενής του ερευνητικού πρότζεκτ του Ινστιτούτου Ψυχικής Υγείας της πόλης βίωσε μια ψυχεδελική εμπειρία. Με κλειστά μάτια, μουσική στα ακουστικά και κοντά σε δύο θεραπευτές.

Psilocybin in the active ingredient found inside magic mushrooms.

Παραισθησιογόνος ουσία γι’ αυτό το ταξίδι στο εσωτερικό της ψυχής του ήταν η ψιλοκυβίνη. Πρόκειται για φυσική ψυχοτρόπο ουσία που παράγεται από είδη μανιταριών του γένους Psilocybe, είναι γνωστή εδώ και περίπου 60 χρόνια και φυσικά είναι απαγορευμένη.

Ακόμη και για τους ερευνητές στο Μανχάιμ ήταν πολύ δύσκολο να την προμηθευτούν, όπως εξηγεί στην DW ο επικεφαλής της μελέτης Γκέρχαρντ Γκρίντερ, καθηγητής Ψυχιατρικής.

«Εθνική νόσος» η κατάθλιψη

Gründer believes that there is a huge need for unconventional therapy. Σημαντική έρευνα του καθηγητή Ψυχιατρικής Γκέρχαρντ Γκρίντερ.

Αυτή η πολύπλοκη διαδικασία γίνεται όλο και πιο συχνά. Ψυχεδελικά ταξίδια δεν γίνονταν αποκλειστικά μόνο από τους χίπηδες στον ελεύθερο χρόνο τους.

Επιστημονικές μελέτες αναφέρονται συχνά στις δυνατότητες θεραπείας με βάση τη ψιλοκυβίνη για την αντιμετώπιση καταθλιπτικών ασθενών, ακόμη κι αυτών για τους οποίους έχει εξαντληθεί κάθε άλλη δυνατότητα.

Η μελέτη στο Μανχάιμ με 144 ασθενείς γίνεται με τέτοιον τρόπο που οι μελετητές περιμένουν αξιόπιστα από πλευράς στατιστικής ευρήματα. Σύμφωνα με τον WHO υπάρχουν 300 εκ. άνθρωποι στον κόσμο που πάσχουν από κατάθλιψη, εξ αυτών τα 5 εκ. στη Γερμανία.

Το υπουργείο Υγείας κάνει λόγο για διαδεδομένη νόσο. Το 1/5 εξ αυτών δεν μπορεί να βοηθηθεί με παραδοσιακές μεθόδους, σύμφωνα με προσεκτικές εκτιμήσεις. «Η ανάγκη είναι τεράστια» λέει ο Γκρίντερ και περιγράφει το τεράστιο ενδιαφέρον ασθενών που απευθύνονται στο Ινστιτούτο του για να βοηθηθούν.

Μια ή δύο φορές

Can 'magic mushrooms' help treat depression?

Σε κλασικές θεραπείες ο ασθενής παίρνει καθημερινά αντικαταθλιπτικά. Όμως, η νέα μέθοδος είναι εντελώς διαφορετική. «Ο ασθενής παίρνει μια ή δύο φορές αυτήν την ουσία» λέει ο γερμανός καθηγητής.

«Πρόκειται για ρηξικέλευθη θεραπεία που εντάσσεται σε ψυχοθεραπευτικό πρόγραμμα» προσθέτει. Ανθρωποι που δοκίμασαν αυτήν τη μέθοδο κάνουν λόγο για εμπειρία που τους άλλαξε τη ζωή.

Για σημαντική βελτίωση της πνευματικής τους κατάστασης, που τους οδήγησε μάλιστα να διακόψουν για καιρό τη φαρμακευτική αγωγή με αντικαταθλιπτικά. Κατάσταση που διήρκεσε για μεγάλο διάστημα μετά το ταξίδι με την ψυχεδελική ουσία.

Το ότι στο μεταξύ η Γερμανία δίνει δημόσιους πόρους για έρευνες με ψιλοκυβίνη δείχνει πως η σχετική έρευνα έχει ξεφύγει από το περιθώριο της ιατρικής και έχει εισέλθει στο επίκεντρό της. Με αυτόν τον τρόπο επιβεβαιώνεται ότι οι ουσίες αυτές έχουν γίνει και πάλι αυτό που ήταν τις δεκαετίες του 50 και 60 στην ψυχιατρική, την ιατρική και την ψυχολογική έρευνα.

Αυτό μπορούσε κανείς να διαπιστώσει μέσα Σεπτεμβρίου στο Βερολίνο στη διάσκεψη insight2021 του Ιδρύματος Mind, το οποίο υποστηρίζει την τεκμηριωμένη, ασφαλή και νόμιμη χρήση ψυχεδελικών εμπειριών στην ιατρική και την επιστήμη.

Τόπος της συνάντησης του who is who της παγκόσμιας ψυχεδελικής έρευνας, η Πανεπιστημιακή Κλινική Charité, ένα από τα μεγαλύτερα ιατρικά ιδρύματα στην Ευρώπη. Οι εργασίες ήταν πολύ εντατικές και το θέμα εξετάστηκε από όλες τις πλευρές του.

«Καταφέραμε να αποστιγματοποιήσουμε το θέμα, να το κάνουμε θέμα συζήτησης» λέει η συνιδρύτρια του Ιδρύματος Mind Αντρέα Γιουνγκάμπερλε.

«Τώρα, πόσο αυτή η συζήτηση θα επηρεάσει την ιατρική καθημερινότητα, θα φανεί». Πάντως οι ειδικοί έδειξαν ενθουσιασμένοι, όπως και ένας αυξανόμενος αριθμός επιχειρηματιών.

Όπως φαίνεται, η ψιλοκυβίνη, η ουσία MDMA, γνωστή ως ecstasy κι άλλες ουσίες θα χρησιμοποιούνται συν τω χρόνω ευρέως κατά των καταθλίψεων, των εθιστικών διαταραχών κι άλλων πολλών ασθενειών.

Του προκαλεί φόβο

Τουλάχιστον αυτός είναι ο στόχος του holding βιοτεχνολογίας atai Liefe Sciences του γερμανού επενδυτή Κρίστιαν Ανγκεμάιερ. Ο ίδιος μιλά ανοιχτά σε εφημερίδες για τη δική του εμπειρία με την ψιλοκυβίνη.

Το καλοκαίρι κατάφερε να εισαγάγει την εταιρεία του στο χρηματιστήριο της Νέας Υόρκης. Τρία χρόνια μετά την ίδρυσή της η σημερινή της αξία εκτιμάται σε πάνω από δύο δισ. δολάρια. Η απότομη άνθιση αυτού του οικονομικού κλάδου τρομάζει την Αντρέα Γιουνγκάμπερλε, από το ίδρυμα Mind.

«Ο καλύτερος φίλος μας και ο χειρότερος εχθρός μας είναι οι υπερβολές» λέει αναφερόμενη στις αντιδράσεις ανάμεσα στη δαιμονοποίηση και την εξιδανίκευση.

Την ίδια άποψη έχει και ο Πέτερ Γκάσερ, ελβετός ψυχοθεραπευτής, ο οποίος εργάζεται τα τελευταία 30 χρόνια με LSD και MBMA και διαθέτει μεγάλη εμπειρία. Ο ρυθμός των εξελίξεων του προκαλεί φόβο.

Υπερβολές στην τεχνολογία και τα πολλά διαγράμματα, λέει, μπορεί να είναι σε βάρος της ποιότητας της θεραπείας.

Πηγές: https://www.dw.com/en/how-psychedelics-are-returning-to-the-world-of-medicine/a-59380189 - https://www.tovima.gr/2021/10/02/science/ereyna-me-apagoreymena-narkotika-kata-tis-katathlipsis/

 

 

 

Άβι Λεμπ, Πως θα αναζητήσουμε άγνωστες μορφές εξωγήινης ζωής. Avi Loeb, How to Search for Life as We Don’t Know It

Μεγάλο μέρος της αστροβιολογίας επικεντρώνεται στην αναζήτηση εξωγήινων οργανισμών των οποίων η χημεία είναι παρόμοια με τη δική μας – κάτι το οποίο θα μπορούσε κάλλιστα να μην ισχύει. Much of astrobiology is focused on looking for organisms with chemistry similar to ours—but there could well be other kinds. Credit: Getty Images

Το προηγούμενο εξάμηνο, στο σεμινάριο των πρωτοετών φοιτητών μου στο Harvard, ανέφερα ότι το πλησιέστερο άστρο στον ήλιο, ο Εγγύτατος του Κενταύρου, εκπέμπει κυρίως υπέρυθρη ακτινοβολία και ότι στην λεγόμενη κατοικίσιμη ζώνη του διαθέτει έναν πλανήτη, τον Εγγύτατο b. Έκανα την εξής ερώτηση στους φοιτητές: «Αν υποθέσουμε ότι υπάρχουν πλάσματα που βρίσκονται στην επιφάνεια του Proxima b, πώς θα ήταν τα μάτια τους που είναι ευαίσθητα στο υπέρυθρο;»

Γαρίδα μάντης. Τα μάτια της είναι πολύ ανεπτυγμένα καθώς μπορούν να δουν ένα μεγάλο μέρος του ηλιακού φάσματος διότι έχει δώδεκα φωτοευαίσθητους υποδοχείς, ενώ ο άνθρωπος έχει μόνο τρεις.

Ο πιο γρήγορος φοιτητής στην τάξη απάντησε μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα με μια εικόνα της γαρίδας μάντης, η οποία διαθέτει υπέρυθρη όραση. Τα μάτια της γαρίδας είναι σαν δυο μπαλάκια του πινγκ-πονγκ που εξέχουν στο κεφάλι της. «Μοιάζει με εξωγήινο», ψιθύρισε.

Όταν προσπαθούμε να φανταστούμε κάτι που δεν έχουμε δει ποτέ, συχνά επιλέγουμε κάτι που έχουμε ήδη δει. Για το λόγο αυτό, στην αναζήτησή μας για εξωγήινη ζωή συνήθως ψάχνουμε τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε. Όμως, υπάρχει τρόπος για να προεκτείνουμε τη φαντασία μας όσον αφορά την άγνωστης μορφής εξωγήινη ζωή;

Στη φυσική, ένας τέτοιος τρόπος είχε ήδη καθιερωθεί πριν από έναν αιώνα και αποδείχθηκε επιτυχής. Περιλαμβάνει τη διεξαγωγή εργαστηριακών πειραμάτων που αποκαλύπτουν τους νόμους της φυσικής, οι οποίοι με τη σειρά τους ισχύουν για ολόκληρο το σύμπαν. Για παράδειγμα, περίπου την ίδια εποχή που ο James Chadwick το 1932 ανακάλυψε το νετρόνιο στο εργαστήριο του, ο Lev Landau ισχυρίστηκε ότι μπορεί να υπάρχουν άστρα φτιαγμένα από νετρόνια. Οι αστρονόμοι στη συνέχεια συνειδητοποίησαν ότι τελικά υπάρχουν περίπου 100 εκατομμύρια άστρα νετρονίων μόνο στον γαλαξία μας – και ένα δισεκατομμύριο φορές περισσότερο στο παρατηρήσιμο σύμπαν. Πρόσφατα, το πείραμα LIGO ανίχνευσε σήματα βαρυτικών κυμάτων από συγκρούσεις μεταξύ άστρων νετρονίων σε κοσμολογικές αποστάσεις. Μάλιστα, θεωρείται ότι σε τέτοιες συγκρούσεις παράγονται πολλά βαριά στοιχεία όπως ο πολύτιμος χρυσός. Το μήνυμα αυτής της ιστορίας είναι ότι οι φυσικοί μπόρεσαν να φανταστούν κάτι νέο στο σύμπαν και να το αναζητήσουν στον ουρανό, ακολουθώντας τις γνώσεις που αποκτήθηκαν από εργαστηριακά πειράματα στη Γη.

Η αναζήτηση εξωγήινης ζωής μπορεί να ακολουθήσει παρόμοια προσέγγιση. Δημιουργώντας συνθετική ζωή με διάφορους τρόπους από μια σούπα χημικών στοιχείων στο εργαστήριο, θα μπορούσαμε να φανταστούμε νέα περιβάλλοντα όπου η ζωή θα μπορούσε να υπάρξει διαφορετικά από ότι στη Γη. Η κατάσταση είναι παρόμοια με το γράψιμο ενός βιβλίου συνταγών με συνταγές για το ψήσιμο διαφορετικών τύπων κέικ. Για να γράψουμε ένα τέτοιο ‘βιβλίο συνταγών’, πρέπει να πειραματιστούμε με πολλά είδη χημικών στοιχείων. Και επίσης, όπως αναφέρω σε μια εργασία με τον Manasvi Lingam, αυτός ο πειραματισμός μπορεί να χρησιμοποιήσει κι άλλα υγρά εκτός από το νερό, το οποίο θεωρείται απαραίτητο για τη ζωή που γνωρίζουμε.

Jack Szostak, in his lab at Massachusetts General Hospital, holds a model of a nucleic acid. Photograph by Jim Harrison

Ένας από τους συναδέλφους μου στο Harvard, ο νομπελίστας Jack Szostak, βρίσκεται πολύ κοντά στην δημιουργία συνθετικής ζωής στο εργαστήριό του. Οποιαδήποτε επιτυχία με μια μόνο συνταγή μπορεί να προτείνει παραλλαγές που θα παρήγαγαν μια ποικιλία αποτελεσμάτων, για να ενταχθούν στο βιβλίο συνταγών μας για συνθετική ζωή. Με τον προσδιορισμό των κατάλληλων περιβαλλοντικών συνθηκών από τα εργαστηριακά μας πειράματα, μπορούμε αργότερα να αναζητήσουμε πραγματικά συστήματα όπου πραγματοποιούνται στο διάστημα, όπως στην περίπτωση των άστρων νετρονίων.

Ακολουθώντας αυτήν την προσέγγιση, θα πρέπει να είμαστε τόσο προσεκτικοί όσο και στην χρήση της πυρηνικής ενέργειας. Η δημιουργία τεχνητών παραλλαγών ζωής στα εργαστήριά μας φέρνει τον κίνδυνο πρόκλησης καταστροφής, όπως στην ιστορία του Φρανκενστάιν. Τέτοιοι πειραματισμοί πρέπει να εκτελούνται σε απομονωμένα εργαστήρια, έτσι ώστε τα ατυχήματα με τις μορφές ζωής που δεν γνωρίζουμε να μην θέτουν σε κίνδυνο την μορφή της ζωή που γνωρίζουμε.

Παρότι οι επιφάνειες των πλανητών και των αστεροειδών μπορούν να εξερευνηθούν εξ αποστάσεως για βιολογικές υπογραφές, η εξωγήινη ζωή μπορεί να είναι πιο άφθονη κάτω από την επιφάνειά τους. Θα μπορούσαν να υπάρχουν συνθήκες που ευνοούν την ανάπτυξη ζωής στους ωκεανούς που βρίσκονται κάτω από παγωμένες επιφάνειες, όχι μόνο σε δορυφόρους όπως ο Εγκέλαδος του Κρόνου ή η Ευρώπη του Δία, αλλά και μέσα σε αντικείμενα που κινούνται ελεύθερα στον διαστρικό χώρο. Σε άλλη έρευνα με τον Lingam, δείξαμε ότι ο αριθμός των αντικειμένων που φέρουν ζωή θα μπορούσε να υπερβαίνει τον αριθμό των πλανητών στην κατοικήσιμη ζώνη γύρω από άστρα κατά πολλές τάξεις μεγέθους.

Η προσαρμογή της ζωής σε ακραία περιβάλλοντα θα μπορούσε να λάβει εξωτικές μορφές, όπως για παράδειγμα τα ακραιόφιλα στη Γη. Πρόσφατα ανακαλύφθηκε κατεψυγμένη μικροσκοπική μορφή ζωής που επιβίωσε 24.000 χρόνια στον μόνιμο παγετό της Σιβηρίας και βρέθηκε ότι η μικροβιακή ζωή επιμένει 100 εκατομμύρια χρόνια κάτω από τον θαλάσσιο βυθό. Αυτά τα μικρόβια γεννήθηκαν κατά τη διάρκεια της θερμής Κρητιδικής περιόδου, όταν οι δεινόσαυροι κυριαρχούσαν στη Γη.

Στο ηλιακό σύστημα, οι συνθήκες παρόμοιες με την Γη πραγματοποιήθηκαν στους πλησιέστερους γείτονές της, την Αφροδίτη και τον Άρη. Η NASA επέλεξε πρόσφατα δύο νέες αποστολές για τη μελέτη της Αφροδίτης και το διαστημικό όχημα Perseverance ψάχνει ίχνη ζωής στον Άρη. Αν βρεθεί εξωγήινη ζωή, το επόμενο ερώτημα θα είναι αν πρόκειται για «ζωή όπως τη γνωρίζουμε». Αν όχι, θα συνειδητοποιήσουμε ότι υπάρχουν πολλαπλά χημικά μονοπάτια προς την φυσική ζωή. Αλλά αν βρούμε στοιχεία για τη ζωή του Άρη ή της Αφροδίτης που μοιάζουν με τη γήινη ζωή, τότε αυτό μπορεί να υποδηλώνει μια ιδιαίτερη προτίμηση για τη «ζωή όπως τη γνωρίζουμε». Εναλλακτικά, η ζωή θα μπορούσε να έχει μεταφερθεί από αστεροειδείς που ταξίδευαν μεταξύ των πλανητών μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται πανσπερμία. Ο μαθητής μου Amir Siraj και εγώ γράψαμε μια εργασία στην οποία δείχνουμε ότι η μεταφορά της ζωής θα μπορούσε να έχει μεταφερθεί από αστεροειδείς που διέρχονται πολύ κοντά, μέσα από την ατμόσφαιρα των πλανητών. Θα πρέπει επίσης να έχουμε στο μυαλό μας και την πολύ μικρή πιθανότητα η ζωή να φυτεύτηκε στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα από έναν «εξωηλιακό κηπουρό», δηλαδή μέσω «κατευθυνόμενης πανσπερμίας».

Η πιο ζωντανή ανάμνηση της παιδικής μου ηλικίας είναι οι συζητήσεις στις οποίες οι μεγάλοι προσποιούνταν ότι γνώριζαν πολύ περισσότερα από ό,τι στην πραγματικότητα. Και αν διατύπωνα μια ερώτηση για την οποία δεν είχαν έτοιμη απάντηση, θα την απέρριπταν ως άσχετη. Η εμπειρία μου ως επιστήμονας δεν διαφέρει, ειδικά όταν θέτω την ερώτηση: «Are We Really the Smartest Kid on the Cosmic Block?;»

Professor Avi Loeb, seen here in 2017, launched a systematic search for signs of extraterrestrial life, called the Galileo Project. By Ruiyi Li

Η επιστήμη μας προσφέρει το προνόμιο να διατηρήσουμε την παιδική μας περιέργεια. Η πρόοδος της επιστημονικής γνώσης μέσω πειραματισμού δεν μπορεί να σταματήσει. Εδώ ελπίζουμε ότι θα βρούμε μια συνταγή για τεχνητή ζωή που θα μας επιτρέψει να φανταστούμε κάτι πολύ πιο έξυπνο από τη φυσική ζωή που συναντήσαμε μέχρι τώρα. Κι αυτό θα είναι μια ταπεινωτική εμπειρία. Αλλά ακόμα κι αν δεν ανακαλύψουμε αυτήν την υπέρτατη νοημοσύνη στα εργαστήριά μας, τα υποπροϊόντα της μπορεί να εμφανιστούν στον ουρανό μας ως αλληλογραφία που αποστέλλεται από τις μακρινές γειτονιές του Γαλαξία μας. Και θα τα ψάξουμε μέσα από τα τηλεσκόπια του προγράμματος Galileo. που ανακοινώθηκε προσφάτως.

Avi Loeb is former chair (2011-2020) of the astronomy department at Harvard University, founding director of Harvard's Black Hole Initiative and director of the Institute for Theory and Computation at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. He also chairs the Board on Physics and Astronomy of the National Academies and the advisory board for the Breakthrough Starshot project, and is a member of President's Council of Advisors on Science and Technology. Loeb is the bestselling author of Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth (Houghton Mifflin Harcourt). Avi Loeb in the observatory near his office in Cambridge, Mass., on January 2019. Credit: Adam Glanzman Getty Images

Πηγές: https://www.scientificamerican.com/article/how-to-search-for-life-as-we-dont-know-it/# - https://physicsgg.me/2021/10/01/

 

 

Το Hubble παρατηρεί τους στροβιλισμούς της μεγάλης ερυθράς κηλίδας του Δία. Hubble Shows Winds in Jupiter's Great Red Spot Are Speeding Up

Αναλύοντας τις εικόνες που έλαβε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble από το 2009 έως το 2020, οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι η μέση ταχύτητα της θύελλας ακριβώς εντός των ορίων της μεγάλης κόκκινης κηλίδας, που ξεκινά από το εξωτερικό του πράσινου κύκλου (βλέπε παραπάνω εικόνα), αυξήθηκε έως και 8% από το 2009 έως το 2020 και ξεπερνά τα 400 μίλια την ώρα. Αντίθετα, οι άνεμοι κοντά στην εσωτερική περιοχή της καταιγίδας, που ξεκινούν από τον μικρότερο πράσινο δακτύλιο, κινούνται πολύ πιο αργά. Και οι δύο κινούνται αριστερόστροφα. By analyzing images taken by NASA's Hubble Space Telescope from 2009 to 2020, researchers found that the average wind speed just within the boundaries of the Great Red Spot, set off by the outer green circle, have increased by up to 8 percent from 2009 to 2020 and exceed 400 miles per hour. In contrast, the winds near the storm's innermost region, set off by a smaller green ring, are moving significantly more slowly. Both move counterclockwise. Credits: NASA, ESA, Michael H. Wong (UC Berkeley)

Υπενθυμίζεται ότι η μεγάλη ερυθρά κηλίδα είναι μια επίμονη περιοχή υψηλών πιέσεων («βαρομετρικό υψηλό σύστημα») στην ατμόσφαιρα του πλανήτη Δία, που συντηρεί μια αντικυκλωνική θύελλα, την μεγαλύτερη σε ολόκληρο το ηλιακό σύστημα, 22ο νοτίως του ισημερινού του Δία. Δείτε το σχετικό βίντεο της ΝΑSA:

Like the speed of an advancing race car driver, the winds in the outermost “lane” of Jupiter’s Great Red Spot are accelerating – a discovery only made possible by NASA’s Hubble Space Telescope, which has monitored the planet for more than a decade. Researchers analyzing Hubble’s regular “storm reports” found that the average wind speed just within the boundaries of the storm, known as a high-speed ring, has increased by up to 8% from 2009 to 2020. In contrast, the winds near the red spot’s innermost region are moving significantly more slowly, like someone cruising lazily on a sunny Sunday afternoon. Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Paul Morris - Lead Producer

Παρατηρείται συνεχώς από το έτος 1830 και μετά. Υπάρχουν ιστορικές αναφορές για μία «μόνιμη κηλίδα» στην επιφάνεια του Δία, οι οποίες ξεκινούν ήδη από το 1665 έως το 1713, αν και οι σημερινοί αστρονόμοι διαφωνούν κατά πόσο όντως επρόκειτο από τότε για την ίδια «μεγάλη ερυθρά κηλίδα». Αν αυτό αληθεύει, τότε η κηλίδα υπάρχει εδώ και τουλάχιστον 360 έτη.

Πηγές: Michael H. Wong et al: Evolution of the Horizontal Winds in Jupiter’s Great Red Spot From One Jovian Year of HST/WFC3 Maps -https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/hubble-shows-winds-in-jupiters-great-red-spot-are-speeding-up - https://physicsgg.me/2021/09/28/