Arts Universe and Philology

Arts Universe and Philology
The blog "Art, Universe, and Philology" is an online platform dedicated to the promotion and exploration of art, science, and philology. Its owner, Konstantinos Vakouftsis, shares his thoughts, analyses, and passion for culture, the universe, and literature with his readers.

Πέμπτη 14 Μαρτίου 2013

Η «συνταγή» δημιουργίας μιας μίνι μαύρης τρύπας, Mini Black Holes Easier To Make Than Thought

Η ενέργεια της σύγκρουσης δύο σωματιδίων εστιάζεται και δίνει δύο μαύρες τρύπες, οι οποίες συγχωνεύονται σε μία. A snapshot from a video showing two particles being slammed into each other and distorting into pancake shapes before forming a black hole. / WILL EAST, MATT CHOPTUIK, FRANS PRETORIUS

Η δημιουργία μικροσκοπικών μελανών οπών είναι τελικά πιο εύκολη από ό,τι νομίζαμε. Ερευνητές του Πανεπιστηνίου Πρίνστον εκτιμούν ότι η ενέργεια που απαιτείται για να παραχθούν τέτοια μικροσκοπικά τέρατα  είναι τουλάχιστον 2,4 φορές λιγότερη από ό,τι είχε εκτιμηθεί.

Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει μια πολύ μικρή πιθανότητα να εμφανιστούν μίνι μαύρες τρύπες κατά τις συγκρούσεις σωματιδίων στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN.

Δεν υπάρχει όμως λόγος ανησυχίας: οι μίνι μαύρες τρύπες θα εξαφανίζονταν πολύ πριν προλάβουν να καταπιούν τη Γη.

Συνταγή για τρύπες

Here the particles have just collided and are forming a black hole. CREDIT: Matt Choptuik, Will East, Frans Pretorius.

Οι μαύρες τρύπες δημιουργούνται συνήθως όταν ένα ογκώδες αλλά γερασμένο άστρο καταρρέει υπό το ίδιο του το βάρος. Αυτό που απομένει είναι ένα σημείο στον χώρο όπου η πυκνότητα της ύλης είναι άπειρη. Και αυτή η υπερσυγκέντρωση ύλης δημιουργεί ένα βαρυτικό πεδίο τόσο ισχυρό ώστε τίποτα, ακόμα και το φως, να μην μπορεί να δραπετεύσει από τη θανάσιμη έλξη του.

Οι φυσικοί γνωρίζουν εδώ και χρόνια ότι είναι θεωρητικά δυνατή η δημιουργία μίνι μελανών οπών στο εργαστήριο: Δεδομένου ότι η μάζα και η ενέργεια είναι ισοδύναμες (σύμφωνα με τον Αϊνστάιν) θα μπορούσε κανείς να δημιουργήσει μαύρες τρύπες χρησιμοποιώντας όχι μάζα αλλά ενέργεια.

Αυτό μπορεί να συμβεί κατά την πρόσκρουση σωματιδίων που έχουν μεν αμελητέο βάρος αλλά κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, και έχουν επομένως υψηλή κινητική ενέργεια.

Στη νέα μελέτη, ο Φρανς Πρετόριους και οι συνεργάτες του στο Πρίνστον προσομοιώνουν σε υπερυπολογιστή χιλιάδες τέτοιες συγκρούσεις.

Οι προσομοιώσες δείχνουν ότι, λόγω της υψηλής τους ταχύτητας, τα σωματίδια παραμορφώνουν το χωροχρόνο και εστιάζουν την ενέργεια της σύγκρουσης σε δύο σημεία, εκατέρωθεν του σημείου στο οποίο συγκρούονται. Εφόσον είναι αρκετά υψηλή, η ενέργεια που συγκεντρώνεται σε αυτά τα σημεία καταρρέει και σχηματίζει δύο μικροσκοπικές μαύρες τρύπες, οι οποίες στη συνέχεια καταπίνουν η μία την άλλη και συγχωνεύονται σε μια μίνι μελανή οπή.

Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο «Physical Review Letters».

Πέρα από τον Αϊνστάιν

Superstring theory claims there are 10 dimensions in our universe. CREDIT: Lunch, Wikipedia Commons, distributed under a Creative Commons license.

Η ενέργεια που απαιτείται για τη γέννηση των μίνι οπών μπορεί να είναι μικρότερη από ό,τι είχε εκτιμηθεί ως σήμερα, παραμένει όμως αρκετά υψηλή για τα δεδομένα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων. Η εμφάνιση οπών στον LHC είναι επομένως εξαιρετικά απίθανη.

Υπάρχουν ωστόσο θεωρίες που θα επέτρεπαν την εμφάνιση μελανών οπών στον γιγάντιο επιταχυντή. Οι θεωρίες αυτές προβλέπουν την ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων στο Σύμπαν, οι οποίες όμως είναι πολύ μικρές για να γίνουν αντιληπτές (στις διαστάσεις που γνωρίζουμε, ένα αντικείμενο μπορεί να είναι άπειρα μεγάλο. Στις επιπλέον διαστάσεις, δεν θα μπορούσε να είναι μεγαλύτερο από ένα κλάσμα του ενός χιλιοστού).

Τα υποθετικά αυτά μοντέλα υποδεικνύουν ότι σε πολύ μικρές αποστάσεις, συγκρίσιμες με το μέγεθος των επιπλέον διαστάσεων, η δύναμη της βαρύτητας γίνεται ισχυρότερη από ό,τι συνήθως. Και αυτό σημαίνει ότι η ενέργεια που απαιτείται για την εμφάνιση μίνι μελανών οπών είναι μικρότερη ακόμα και από την ενέργεια που υπολογίζει η νέα μελέτη.

Εφόσον οι θεωρίες αυτές ευσταθούν, είναι πιθανό να εμφανιστούν μαύρες τρύπες ακόμα και στις ενέργειες που μπορεί να φτάσει ο LHC.

Η παρατήρηση τέτοιων φαινομένων τα επόμενα χρόνια θα προσέφερε επομένως ενδείξεις για την ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων στο Σύμπαν.

Κανένας κίνδυνος


A popular notion that the collider would create mini black holes that would suck up the Earth has been dismissed by experts as impossible. Here, an artist's conception of what may be the smallest black hole in the binary star system IGR J17091-3624. CREDIT: NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab

Σε κάθε περίπτωση, οι μαύρες τρύπες που θα παραγάγει ενδεχομένως ο LHC δεν θα απειλούσαν την ανθρωπότητα.

Ο βρετανός φυσικός Στίβεν Χόκινγκ έχει προβλέψει ότι όλες οι μαύρες τρύπες σταδιακά χάνουν μάζα εκπέμποντας ένα είδος ακτινοβολίας που ονομάζεται ακτινοβολία Χόκινγκ. Λόγω της απώλειας μάζας, οι μίνι μαύρες τρύπες θα συρρικνώνονταν πιο γρήγορα από ό,τι θα μπορούσαν να ρουφήξουν περισσότερη ύλη, και θα έπαυαν να υπάρχουν σε κλάσματα του δευτερολέπτου.

Ακόμα όμως κι αν δεν εξαφανίζονταν, οι μαύρες τρύπες θα συνέχιζαν να κινούνται μέσα στον επιταχυντή. Η ταχύτητά τους θα ήταν μάλιστα τόσο μεγάλη ώστε θα διέφευγαν αμέσως από το βαρυτικό πεδίο της Γης και θα χάνονταν στο Διάστημα χωρίς παρενέργειες.

Οι μίνι μαύρες τρύπες «θα ήταν υπερβολικά μικρές για να καταναλώσουν μια σημαντική ποσότητα ύλης» διαβεβαιώνει ο επικεφαλής της νέας μελέτης δρ Πρετόριους.

Τελικά, οι μαύρες τρύπες φαίνεται ότι μπορούν ενίοτε να είναι καλοήθεις...










Peter Hujar - Ο Μεγάλος Άγνωστος της Αμερικάνικης Φωτογραφίας

Hujar captured the male-to-female transsexual actress who starred in several Andy Warhol projects in 'Candy Darling on Her Deathbed' in 1973. She died from lymphoma at the age of 29.

O Peter Hujar (1934 -1987) υπήρξε  Αμερικανός φωτογράφος, γνωστός κυρίως για τις ασπρόμαυρες φωτογραφίες του.


Trash, New York, 1985

Here a few more photographs by Hujar taken at the New York Piers during the 1970s and 80s:

Hallway Canal Street Pier

Chair Canal St. Pier

Pier Five Doors

Mural

Christopher Street Pier


Για τον Hujar, η Νέα Υόρκη είναι ένα  από τα μοναχικότερα μέρη του κόσμου. Ζώντας ανάμεσα σε εκατομμύρια ανθρώπους, οι Νεοϋορκέζοι φαίνονται  στις φωτογραφίες του, πνευματικά και  συναισθηματικά έρημοι, σχεδόν αξιολύπητοι. 

Nude with Teddy Bear

Peggy Lee, 1974. The photographer was described as quiet and friendly and allowed for a deep level of intimacy to develop between his subjects. 

Jay Black and Kathy Black, 1969

His portrait of writer William Burroughs in 1975 is decidedly more conventional and buttoned up than his typical work.

Iggy Pop Laying Down

Susan Sontag, 1975. The writer Susan Sontag once wrote, “Peter Hujar knows that portraits in life are always, also, portraits in death.”

Αν και υπήρξε ένας κλασσικός  φωτογράφος μόδας, ο Hujar κοίταξε τα μοντέλα του χωρίς προσπάθεια εξωραϊσμού και μυθοποίησης.

Man Looking at Window of Movie Theatre

Italian Woman Running

Peter Hujar (born 1934) died of AIDS in 1987, leaving behind a complex and profound body of photographs. Hujar was a leading figure in the group of artists, musicians, writers, and performers at the forefront of the cultural scene in downtown New York in the 1970s and early 80s, and he was enormously admired for his completely uncompromising attitude towards work and life. He was a consummate technician, and his portraits of people, animals, and landscapes, with their exquisite black-and-white tonalities, were extremely influential.

Η δουλειά του αποτελεί γέφυρα ανάμεσα στο Factory του Warhol στη δεκαετία του ’60 και στη σκηνή του ’70, με καλλιτέχνες όπως ο γλύπτης Paul Thek και ο ζωγράφος David Wojnarowicz.

San Gennaro Street Fair at Dawn (I), 1976

Trucks, Night, 1976

Οι  νυχτερινές του φωτογραφίες συναγωνίζονται σε ποιότητα αυτές των Brassaï και Weegee. Οι συνθήκες που επικρατούσαν στις περιφερικές ζώνες της  αμερικάνικης μεγαλούπολης στα μέσα της δεκαετίας του ’70, στις απαρχές της πετρελαϊκής κρίσης, απεικονίζονται  με αφοπλιστική πιστότητα στη δουλειά που μας άφησε ο Hujar.

Playground, Southbury 1957

Children playing, Florence 1958


Τα πνευματικά καθυστερημένα παιδιά μαγνήτισαν το φακό του. Η σύνθεση αφοπλίζει με την ειλικρίνειά της. Ωστόσο, όπως έγραψε κάποτε ο διάσημος φωτογράφος και φίλος του Hujar Richard Avedon «Όλες οι φωτογραφίες του είναι ακριβείς, αλλά καμιά δε λέει την αλήθεια».

Running Horse, 1985. As a native of Trenton, N.J., Hujar also had a love of the outdoors and captured this horse in action.

Rustic: Hujar captured life on a farm in Cow Chewing Barbed Wire, 1978

Stephen Varble, Soho, Franklin Street, 1976

Όταν τον συνάντησε το 1967, ο Peter Hujar είχε ήδη γίνει γνωστός ως ο «Μεγάλος Άγνωστος της Αμερικάνικης  Φωτογραφίας». Ήταν 33 ετών και ώριμος καλλιτέχνης, ολοφάνερα πανέτοιμος να γίνει «Κάποιος» στην επερχόμενη γενιά. Υπήρχε μια σεβαστή δουλειά ποιότητας μουσείου στο ντοσιέ των φωτογραφιών του, για παράδειγμα, είχε ήδη κάνει τη διάσημη σήμερα «Σειρά από κατακόμβες του Παλέρμο» τέσσερα χρόνια πριν και τις εικόνες από πνευματικά καθυστερημένα και ανήμπορα παιδιά οι οποίες φαίνεται να επηρέασαν τόσο τον Avedon όσο και τον Arbus.




Ανακαλύφθηκε σπάνιο τριπλό σύστημα κβάζαρ. Extremely Rare Triple Quasar Found

The x-ray image at the top of the page shows a typical Quasar, PKS 0637-752, one of the most powerful, continually emitting objects in the universe. Powered by the accretion of matter onto a central, supermassive black hole, in every band these objects far outshine the giant elliptical galaxies that host them. Their activity takes many forms, including a hot accretion disk and corona, a cooler, surrounding torus, and emission line regions. About 10% of quasars exhibit powerful jets (an example is shown in the figure at bottom left), which are launched from the central engine at nearly the speed of light and propagate out for hundreds of kiloparsecs, well outside the host galaxy and out into the surrounding cluster that the galaxy resides in.

Δεύτερη μόλις φορά στα παγκόσμια χρονικά της αστρονομίας, ανακαλύφθηκε ένα υπερβολικά σπάνιο τριπλό σύστημα κβάζαρ. Πρόκειται για ένα σύστημα ενεργών γαλαξιακών πυρήνων, που είναι τρομερά φωτεινές και ισχυρές πηγές ενέργειας και βρίσκονται στο κέντρο μακρινών γαλαξιών, περιβάλλοντας την κεντρική μαύρη τρύπα τους.

Τα συστήματα διπλών και τριπλών κβάζαρ πιστεύεται ότι δημιουργούνται από τη σύγκρουση και τη συγχώνευση γαλαξιών, κατά την οποία ο κάθε γαλαξίας «συνεισφέρει» το δικό του κβάζαρ, τα οποία στη συνέχεια, μέσω της ελκτικής δύναμης της βαρύτητας, αποτελούν ένα ενιαίο σύστημα.

Η παρατήρηση τριπλών κβάζαρ είναι πάρα πολύ δύσκολη, καθώς τέτοια φαινόμενα είναι τρομερά σπάνια στο σύμπαν, ενώ παράλληλα σε τόσο μεγάλες αποστάσεις οι αστρονόμοι δυσκολεύονται να ξεχωρίσουν μεταξύ τους τα κβάζαρ, αν αυτά βρίσκονται πολύ κοντά το ένα στο άλλο.

Η ανακάλυψη έγινε από τους αστρονόμους E. P. Farina, C. Montuori, R. Decarli, M. Fumagalli. Η εργασία τους φέρει τον τίτλο  ”Caught in the Act: Discovery of a Physical Quasar Triplet“.

Το σπάνιο τριπλό σύστημα ανακαλύφθηκε από μια ομάδα ευρωπαίων αστρονόμων, με επικεφαλής τον Εμανουέλε Φαρίνα του πανεπιστημίου Ινσούμπρια στο Κόμο της Ιταλίας, μέσω της χρήσης των τηλεσκοπίων του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου στη Χιλή και του Αστεροσκοπείου Καλάρ Άλτο στην Ισπανία.

An infrared image of the triple quasar system QQQ J1519+0627, made using the 3.5-m aperture telescope of the Calar Alto Observatory. The three quasars are labelled A, B and C. Credit: Emanuele Paolo Farina. 

Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν πως δύο από τα κβάζαρ βρίσκονται πιο κοντά μεταξύ τους από ό,τι το τρίτο, ενώ δεν εντόπισαν ενδείξεις κάποιου πολύ φωτεινού υπέρυθρου γαλαξία (με έντονη εκπομπή υπέρυθρου φωτός), στο εσωτερικό των οποίων συνήθως ανακαλύπτονται τα κβάζαρ. Αυτό πιθανώς, κατά τους επιστήμονες, σημαίνει πως το τριπλό σύστημα κβάζαρ αποτελεί τμήμα μιας ευρύτερης γαλαξιακής δομής, που όμως ακόμα βρίσκεται σε φάση οριστικής διαμόρφωσης.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Βρετανίας «Monthly Notices».




Τα μεγάλα μάτια ίσως οδήγησαν τους Νεάντερταλ στην εξαφάνιση, How big bodies and sharp eyes killed off the Neanderthals : Scientists say traits 'left them without the mental space for building communities'

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι Νεάντερταλ έπεσαν θύματα της πολύ καλύτερης όρασής τους, που «έκλεβε» ενέργεια από το μυαλό τους. Replicas of the La Ferrassie 1 Neanderthal (left) and Predmosti 3 early modern skulls: New research claims that Neanderthals' sharp eyes and big bodies left them without enough mental capacity for social networking.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι, χάρη στα μεγάλα μάτια τους, ναι μεν οι Νεάντερταλ έβλεπαν καλύτερα, όμως ο εγκέφαλός τους αφιέρωνε δυσανάλογα μεγάλο μέρος της λειτουργίας του για την όραση, ιδίως μέσα στο σκοτάδι, αντί να αφιερώνει αυτή την πολύτιμη εγκεφαλική ενέργεια για άλλες ανώτερου επιπέδου νοητικές και κοινωνικές διαδικασίες, αυτές ακριβώς που επέτρεψαν στους δικούς μας προγόνους να επιβιώσουν στην Ευρώπη κατά την τελευταία εποχή των πάγων.

Το IQ


Not clever enough for Facebook: Like modern humans, they used tools and weapons, and they may also have worn ornaments and painted cave walls. However, they were culturally far less sophisticated.

Το πόσο έξυπνοι ήταν οι Νεάντερταλ αποτελεί αντικείμενο επιστημονικής διαμάχης εδώ και χρόνια. Αποτελούσαν ένα είδος στενά συγγενικό των ανθρώπων, μετανάστευσαν από την Αφρική και ξεκίνησαν να ζουν στην Ευρώπη πριν από περίπου 250.000 χρόνια, ενώ τα τελευταία ίχνη τους έχουν βρεθεί πριν από περίπου 28.000 χρόνια. Από μια εποχή και μετά, συνυπήρχαν με τους προγόνους των ανθρώπων, οι οποίοι ήρθαν αργότερα από την Αφρική, σε μια σχέση που είναι αμφίβολο πόσο ειρηνική υπήρξε.

Στην παγωμένη και πιο σκοτεινή Ευρώπη, οι Νεάντερταλ, σύμφωνα με τις νέες εικασίες των επιστημόνων, χρειάστηκε να εξελίξουν πιο μεγάλα και ικανά μάτια για να βλέπουν καλύτερα από ό,τι στη φωτεινή Αφρική, όμως με το πέρασμα του χρόνου αυτό το αρχικό πλεονέκτημα ίσως γύρισε «μπούμερανγκ» εναντίον τους.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Ρόμπιν Ντένμπαρ και την Εϊλουνέντ Πιρς του πανεπιστημίου της Οξφόρδης, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Proceedings B» της Βασιλικής Εταιρίας επιστημών της Βρετανίας, πιστεύουν ότι ο εγκέφαλος των homo sapiens αποδείχτηκε πιο ικανός να προχωρήσει σε τεχνολογικές καινοτομίες (π.χ. ανακάλυψη βελονών για το ράψιμο πιο ζεστών ρούχων), καθώς και στη δημιουργία κοινωνικών δικτύων αλληλοϋποστήριξης, που έπαιξαν καθοριστικό ρόλο για την επιβίωση των προγόνων μας, όταν η τροφή λιγόστεψε εξαιτίας των παγετώνων. Αντίθετα, οι Νεάντερταλ έπεσαν θύματα της πολύ καλύτερης όρασής τους, που «έκλεβε» ενέργεια από το μυαλό τους.

Τα συμπεράσματα

Social animals: Our ancestors emerged from the sunny plains of Africa, meaning they didn't need such large eyes and bodies, which gave them more mental capacity left for developing social groups.

Οι Βρετανοί επιστήμονες έβγαλαν αυτά τα συμπεράσματα, αφού μελέτησαν τα κρανία 13 Νεάντερταλ και 32 ανατομικά σύγχρονων ανθρώπων. Αν και δεν έχουν διασωθεί εγκέφαλοι για να μελετηθούν άμεσα, οι ερευνητές εκτίμησαν ότι οι -κατά περίπου έξι χιλιοστά- μεγαλύτερες κοιλότητες για τα μάτια στο κρανίο των Νεάντερταλ σημαίνουν πως είχαν καλύτερο οπτικό σύστημα στον εγκέφαλό τους. Kάτι ανάλογο συμβαίνει σήμερα και με τον εγκέφαλο των πιθήκων που έχουν μεγαλύτερα μάτια.

Ας ληφθεί ακόμα υπόψη ότι οι Νεάντερταλ είχαν μεγαλύτερα σώματα από τους homo sapiens, πράγμα που επίσης σημαίνει μεγαλύτερες απαιτήσεις εγκεφαλικής ενέργειας. Έτσι, οι ερευνητές εκτιμούν ότι αυτός ο συνδυασμός (μεγάλα μάτια και μεγάλα σώματα) απορροφούσε σημαντικό τμήμα της λειτουργίας του εγκεφάλου τους, με συνέπεια να απομένει λιγότερη εγκεφαλική ενέργεια στον μετωπιαίο φλοιό (την κατ’ εξοχήν έδρα της ανώτερης και της κοινωνικής νοημοσύνης) για να αφιερωθεί σε άλλα πράγματα, ζωτικά για την επιβίωσή τους.

Όπως είπε ο Ρ. Ντένμπαρ, «οι Νεάντερταλ ήταν πολύ-πολύ έξυπνοι, αν και όχι τόσο όσο ο homo sapiens. Αυτή η διαφορά ήταν αρκετή για να γείρει την πλάστιγγα, όταν τα πράγματα άρχισαν να δυσκολεύουν στο τέλος της τελευταίας εποχής των παγετώνων».

Ο Ρ. Ντένμπαρ εκτιμά ότι οι Νεάντερταλ μπορούσαν να συγκροτήσουν ομάδες το πολύ έως 115 ατόμων και τα εμπορικά δίκτυά τους είχαν ακτίνα έως 48 χιλιομέτρων, έναντι ομάδων 150 ατόμων και δικτύων άνω των 300 χιλιομέτρων που δημιουργούσαν οι homo sapiens, άποψη με την οποία δήλωσε σύμφωνος και ο καθηγητής του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου Κρις Στρίνγκερ, παγκόσμια αυθεντία στην καταγωγή του ανθρώπου. Άλλοι ερευνητές όμως, όπως ο Ρόμπερτ Μπάρτον του βρετανικού πανεπιστημίου του Ντέραμ, εξέφρασαν την αμφιβολία τους κατά πόσο είναι αξιόπιστη η συσχέτιση μεγάλων ματιών και εγκεφαλικής ισχύος.




Τετάρτη 13 Μαρτίου 2013

Νέα μέθοδος «βλέπει» μακρινούς πλανήτες, 1st Reconnaissance of an Alien Star System Conducted


Καλλιτεχνική απεικόνιση του άστρου HR 8799 και ενός εκ των πλανητών του που μελέτησαν οι ερευνητές με τη νέα μέθοδο. An artist's impression of one of the planets in the HR 8799 system. Credit: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI).

Διεθνής ομάδα επιστημόνων ανέπτυξε μια νέα μέθοδο παρατήρησης πλανητών που βρίσκονται σε άλλα ηλιακά συστήματα και είναι ικανή να εντοπίζει τα «χημικά αποτυπώματά» τους, όπως τα χαρακτηρίζουν οι ερευνητές. Τα χημικά στοιχεία που εντοπίζονται με αυτή τη μέθοδο στους εξωπλανήτες επιτρέπουν στους επιστήμονες να εξακριβώσουν τις ατμοσφαιρικές και άλλες συνθήκες που επικρατούν σε αυτούς. Όπως υποστηρίζουν οι ερευνητές, είναι πιθανό με τη βοήθειά της να μπορέσουν να διαπιστώσουν αν σε κάποιον πλανήτη υπάρχει ζωή.

Πως ξεπεράστηκε το εμπόδιο του μητρικού άστρου


The image shows a giant planet orbiting HR 8799. Christian Marois (Herzberg Institute of Astrophysics) and colleagues discovered the fourth giant planet, 'e' in the above image, which lies inwards of planets b, c, d. This is typical when using imaging to hunt for extra-solar planets, since it is the closer-in planets that are harder to find, due to obscuration by the bright central star. A simulated star was actually removed from this image; the fuzzy blob seen in the center is due to imperfections in this star-subtraction process. These planets lie about 15 to 70 AU away from the central star, and have masses of ~5 to 10 Jupiter masses. So this is a jumbo planetary system, since the orbits and masses are several times larger than that the Solar System's.

Ομάδα ειδικών από τις ΗΠΑ και τη Βρετανία με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου Κέιμπριτζ δημιούργησαν μια ομάδα εργασίας με τον τίτλο Project 1640. Στόχος της ομάδας είναι η μελέτη εξωηλιακών πλανητών. Αφού εντοπιστεί ένας εξωηλιακός πλανήτης το μεγάλο εμπόδιο για την ανακάλυψη στοιχείων για αυτόν είναι το φως του μητρικού του άστρου το οποίο «τυφλώνει» τα όργανα παρατήρησης.

Οι ερευνητές του Project 1640 ανέπτυξαν μια μέθοδο με την οποία καταφέρνουν να «διεισδύουν» στο φως των άστρων γύρω από τους οποίους περιστρέφονται πλανήτες και να εντοπίζουν την μοναδική «φωτεινή υπογραφή» των διαφόρων χημικών στοιχείων που συγκροτούν τις ατμόσφαιρες των πλανητών αυτών.

Το πετυχημένο πείραμα

Comparison of HR 8799 and our Solar System.

Επιστήμονες από το πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και από αρκετούς ερευνητικούς φορείς στις Ηνωμένες Πολιτείες συνεργάστηκαν στο Project 1640 και επέτυχαν να «διαβάσουν» έτσι τη χημική υπογραφή τεσσάρων εξωπλανητών του άστρου HR 8799 που βρίσκεται σε απόσταση 128 έτη φωτός από τη Γη.  Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Hale  στο Παρατηρητήριο Παλομάρ της Καλιφόρνιας.

Το HR 8799 είναι ένα άστρο με πέντε φορές μεγαλύτερη φωτεινότητα και χίλιες φορές περισσότερο υπεριώδες φως από τον Ήλιο. Γύρω από αυτό το άστρο είχαν ήδη εντοπιστεί τέσσερις πλανήτες αλλά μέχρι τώρα δεν είχε επιτευχθεί η παρατήρηση και μελέτη τους. Με τη νέα μέθοδο οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν στοιχεία και για τους τέσσερις τα οποία δείχνουν ότι είναι πολύ τοξικοί και πολύ καυτοί για να διαθέτουν ζωή.

Περίεργη χημεία


This visualization, produced using the Hayden Planetarium's Digital Universe--the most comprehensive and scientifically accurate, three-dimensional map of the known universe-- shows where the star HR 8799 is in relation to our solar system. Recently, a team of researchers led by the American Museum of Natural History used a suite of high-tech instrumentation and software called Project 1640 to collect the first chemical fingerprints, or spectra, of the four red exoplanets orbiting this star. This visualization also shows other stars that are known to harbor planetary systems (stars with blue circles around them). HR 8799's system, which is 128 light years away from Earth, is one of only a couple of these stars that have been imaged, and the only one for which spectroscopy of all the planets has been obtained. Over the next three years, the team will survey many of these other stars in the same manner in which they studied HR 8799. Music by Gurdonark using Creative Commons Attribution samples by Kaer Trouz and the Institute of Contemporary Music

Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι αυτοί οι πλανήτες έχουν πολύ μια ενδιαφέρουσα χημική ανισορροπία που αντιβαίνει όπως αναφέρουν τους βασικούς νόμους της χημείας. Διαπίστωσαν ότι οι τέσσερις πλανήτες διαθέτουν είτε μεθάνιο είτε αμμωνία αλλά κανείς δεν διαθέτει και τα δύο στοιχεία γεγονός που είναι παράδοξο βάσει των υπόλοιπων συνθηκών τους και ειδικά της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας τους.

«Τέτοιες τεχνικές μπορεί κάποια μέρα να μας προσφέρουν τις πρώτες ασφαλείς αποδείξεις για την ύπαρξη ζωής σε ένα εξωηλιακό πλανήτη» αναφέρει ο ερευνητής Ιαν Πάρι που συμμετείχε στη μελέτη η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal».







Μαθηματικό μοντέλο εξηγεί την προέλευση της ζωής. Math Model Explains Origin of Life


Solitary wave in a laboratory wave channel. Photo: Department of Physics of the University of Bourgogne/ wikimedia commons

Μία διεθνής ομάδα φυσικών δημιούργησε μαθηματικά μοντέλα βιολογικών καταστάσεων χρησιμοποιώντας ενεργειακά κύματα με την ονομασία σολιτόνια, προκειμένου να ανακαλύψει το πώς οι πρώτες μορφές ζωής έκαναν το άλμα από τον αβιοτικό στο βιοτικό κόσμο.


«Το μοντέλο είναι ζωντανό. Ταλαντώνεται όταν δεν υπάρχει αρκετή ενέργεια ή ύλη, σαν να αναπνέει. Όταν σταματάει να διαπερνάει το σύστημα ενέργεια και ύλη, αυτό πεθαίνει», εξηγεί ο καθηγητής Νάιλ Αχμέντιεφ του Εθνικού Πανεπιστημίου Αυστραλίας.

«Εάν αυτές οι διαδικασίες συμβαίνουν σε απλούς σχηματισμούς όπως τα σολιτόνια, μπορούμε να φανταστούμε πώς οι πρώτες βασικές μορφές ζωής γεννήθηκαν στη φύση από μη ζωντανά στοιχεία, όπως το υδρογόνο και το οξυγόνο», πρόσθεσε.

Ο καθηγητής Αχμέντιεφ συνεργάστηκε με τον καθηγητή Χέλμουτ Μπραντ του Πανεπιστημίου Μπάιρωητ της Γερμανίας και τον καθηγητή Χοσέ Σότο-Κρέσπο του Ινστιτούτου Οπτικής της Ισπανίας για να αναπτύξουν το μαθηματικό μοντέλο, το οποίο δημοσιεύθηκε στην τελευταία έκδοση του περιοδικού Physics Letters A.


Το σύστημα βασίστηκε στη γενική εξίσωση Ginzburg–Landau, η οποία στην αρχική της μορφή ήταν ένα πιθανολογικό μοντέλο για την περιγραφή υπεραγωγών τύπου Ι χωρίς να εξετάζει τις μικροσκοπικές ιδιότητές τους, και αργότερα βρήκε χρήσεις στη σωματιδιακή φυσική.

Η ερευνητική ομάδα εφάρμοσε τη συγκεκριμένη εξίσωση σε ένα απλό σύστημα αντίδρασης-διάχυσης (RD) για τα σολιτόνια που δημιουργούνται λόγω της ισορροπίας μεταξύ κέρδους και απώλειας ενέργειας, και της ισορροπίας εισόδου και εξόδου ύλης στο σύστημα.

Σύμφωνα με τον Αχμεντίεφ, το μοντέλο σολιτονίων μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε βασικές βιολογικές διαδικασίες. Το σολιτόνιο, το οποίο πρόκειται για ένα μονήρες ενεργειακό κύμα που δεν αλλάζει σχήμα με την πάροδο του χρόνου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν μοντέλο για τη ζωή διότι επιδεικνύει τις απλούστερες και πιο απαραίτητες ζωτικές διαδικασίες.

Το μοντέλο αυτό μπορεί να εφαρμοστεί μελλοντικά και σε πιο σύνθετα βιολογικά συστήματα όπως η μεταφορά νευρικών και μυικών παλμών, οι διαδικασίες που συμβαίνουν εντός βιολογικών μεμβρανών, και άλλα παρόμοια φαινόμενα.

Η καλύτερη κατανόηση των σολιτονίων θα μας βοηθήσει με τη σειρά της να κατανοήσουμε καλύτερα το πώς λειτουργεί το ανθρώπινο σώμα.

«Σε θεμελιώδες επίπεδο, προσπαθούμε να καταλάβουμε πώς εμφανίστηκε η ζωή μέσω ιδιαίτερα απλών φυσικών διαδικασιών. Το συγκεκριμένο μοντέλο αποτελεί μία ισχυρή προσέγγιση που θα οδηγήσει στην ανάλυση πιο περίπλοκων καταστάσεων», δήλωσε ο Αχμέντιεφ.


Νέα άστρα κοντά στη Γη ανακάλυψαν οι επιστήμονες, The Closest Star System Found in a Century


Καλλιτεχνική απεικόνιση των δύο καφέ νάνων που εντοπίστηκαν σε κοντινή απόσταση από εμάς. This image is an artist's conception of the binary system WISE J104915.57-531906 with the Sun in the background. Credit: Janella Williams, Penn State University.

Από το 1916 είχαν οι αστρονόμοι να ανακαλύψουν τόσο γειτονικά στη Γη άστρα. Πρόκειται για ένα διπλό αστρικό σύστημα «καφέ νάνων», που βρίσκεται σε απόσταση μόλις 6,5 ετών φωτός από τον πλανήτη μας και είναι το τρίτο κοντινότερο στη Γη αστρικό σύστημα.

Οι καφέ νάνοι


WISE J104915.57-531906 was discovered through its rapid motion across the sky, which is shown in these images taken between 1978 and 2010 by the Digitized Sky Survey, the Two Micron All-Sky Survey, and the WISE satellite. Credit: NASA/STScI/JPL/IPAC/University of Massachusetts

Η ανακάλυψη, που έγινε από τον καθηγητή αστρονομίας του πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια Κέβιν Λούμαν, δημοσιεύτηκε στο περιοδικό αστροφυσικής Astrophysical Journal Letters.

Οι «καφέ νάνοι» είναι άστρα μικρής μάζας, τα οποία ποτέ δεν έγιναν τόσο καυτά, όσο χρειαζόταν για να πυροδοτηθεί στο εσωτερικό τους η πυρηνική σύντηξη που μετατρέπει το υδρογόνο σε ήλιο. Έτσι, απέτυχαν να μετατραπούν σε ήλιους, με συνέπεια να παραμείνουν κρύα και αχνά, μοιάζοντας περισσότερο με γιγάντιους πλανήτες όπως ο Δίας, παρά με άστρα όπως ο Ήλιος μας.


WISE J104915.57-531906 is at the center of the larger image, which was taken by the WISE satellite. It appeared to be a single object, but a sharper image from Gemini Observatory revealed that it was binary star system. Credit: NASA/JPL/Gemini Observatory/AURA/NSF

Όπως είπε ο Κέβιν Λούμαν, το διπλό αστρικό σύστημα -με την ονομασία WISE 1049-5319- είναι τόσο κοντά, που τα σήματα από τις γήινες τηλεοπτικές εκπομπές του 2006 μόλις έφθασαν εκεί ταξιδεύοντας μέσω του διαστήματος. Ο Αμερικανός αστρονόμος ανέφερε ότι το γειτονικό σύστημα θα αποτελέσει στόχο μελλοντικών παρατηρήσεων για να διαπιστωθεί αν έχει πλανήτες σε τροχιά γύρω από τα δύο άστρα του.

Το σύστημα


This diagram illustrates the locations of the star systems that are closest to the Sun. The year when each star was discovered to be a neighbor of the Sun is indicated. The binary system WISE J104915.57-531906 is the third nearest system to the Sun, and the closest one found in a century. Credit: Janella Williams, Penn State University.

Το αστρικό σύστημα ανακαλύφθηκε από το υπέρυθρο διαστημικό τηλεσκόπιο WISE της NASA, το οποίο εκτοξεύτηκε το 2009 και μπορεί να «βλέπει» τέτοια αχνά άστρα, που είναι αόρατα για τα οπτικά τηλεσκόπια. Οι δύο «καφέ νάνοι» απέχουν μεταξύ τους περίπου την τριπλάσια απόσταση Ήλιου-Γης και ολοκληρώνουν μια περιφορά το ένα γύρω από το άλλο σχεδόν κάθε 25 γήινα χρόνια.

Το δεύτερο κοντινότερο άστρο, του Μπάρναρντ, απέχει περίπου έξι έτη φωτός και ανακαλύφθηκε το 1916, ενώ το πιο κοντινό στη Γη είναι το τριπλό αστρικό σύστημα Άλφα Κενταύρου, ένα από τα αχνά άστρα του οποίου, ο Εγγύς Κενταύρου, που ανακαλύφθηκε το 1917, απέχει μόλις 4,2 έτη φωτός.

Οι αστρονόμοι απέκλεισαν την πιθανότητα το διπλό αστρικό σύστημα που μόλις ανακαλύφθηκε, να είναι το λεγόμενο άστρο «Νέμεσις», που μερικοί υποστηρίζουν ότι αποτελεί τον άγνωστο έως τώρα (και δυνητικά επικίνδυνο) συνοδό του δικού μας Ήλιου.

Όπως είπε ο Κέβιν Λούμαν, «μπορούμε να αποκλείσουμε την πιθανότητα ότι το νέο σύστημα των καφέ νάνων αποτελεί ένα τέτοιο αντικείμενο, επειδή κινείται πολύ γρήγορα στον ουρανό για να βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο μας».