«Καταρρακτώδης βροχή» σε μια μαύρη τρύπα! Monster Black Hole Caught Feeding On Clumpy, Cloudy 'Rain'

Εντοπίστηκαν διαγαλαξιακά νέφη ψυχρών αερίων να πέφτουν μέσα σε σούπερ μελανή οπή. Καλλιτεχνική απεικόνιση του εντυπωσιακού φαινομένου με την μελανή οπή να ρουφάει μοριακά νέφη. For the first time, astronomers have detected billowy clouds of cold, clumpy gas streaming toward a black hole, at the center of a massive galaxy cluster. The clouds are traveling at speeds of up to 355 kilometers per second -- that's almost 800,000 miles per hour -- and may be only 150 light years away from its edge, almost certain to fall into the black hole, feeding its bottomless well. This artist's concept shows condensing clouds of cold molecular gas being accreted by the Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy. The clouds condense out of the hot, ionized gas that suffuses the space between among the galaxies in this cluster, according to a statement from the European Southern Observatory. Credit: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων παρατήρησε ένα κοσμικό φαινόμενο που ποτέ πριν οι επιστήμονες δεν είχαν δει: να «βρέχει καταρρακτωδώς» διαγαλαξιακά νέφη ψυχρών αερίων μέσα σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα σε ένα μακρινό γαλαξία. Στην ουσία, η μαύρη τρύπα «ρουφάει» τα αέρια στο εσωτερικό της.

Η ανακάλυψη

This composite image of Abell 2957 includes a background image taken by the Hubble Space Telescope and a red foreground image from the ALMA radio telescope showing the distribution of carbon monoxide gas in and around the Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy. The pull-out box shows the "shadow" of the galaxy's supermassive black hole, which appears to be eating cold clouds of molecular gas. Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)/G. Tremblay et al./NASA/ESA Hubble/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Γκραντ Τρεμπλέϊ του Πανεπιστημίου Γέηλ  χρησιμοποίησαν τη συστοιχία τηλεσκοπίων ALMA (Atacama Large Millimeter/submilliimter Array) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στην έρημο Ατακάμα της Χιλής.

Η μαύρη τρύπα έχει μάζα όσο περίπου 300 εκατομμύρια Ήλιοι και βρίσκεται σε ένα γαλαξία του σμήνους Abell 2597, σε απόσταση ενός δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Πρόκειται για έναν από τους πιο φωτεινούς γαλαξίες στο σύμπαν, ο οποίος πιθανότατα παράγει μεγάλο αριθμό νέων άστρων.

Εντοπίσθηκαν τρία νέφη αερίων να κινούνται προς την κεντρική μαύρη τρύπα με την εκπληκτική ταχύτητα του ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων την ώρα. Κάθε μοριακό νέφος έχει πλάτος δεκάδες έτη φωτός και περιέχει ύλη αντίστοιχη με ένα εκατομμύριο Ήλιους. Τα νέφη αερίων απέχουν «μόνο» 150 έως 300 έτη φωτός από την μαύρη τρύπα, πράγμα που σημαίνει ότι -σε όρους αστρονομικών αποστάσεων- αυτή ετοιμάζεται να τα «καταπιεί».

Το φαινόμενο

Another artist's concept of gas clouds raining onto the heart of the Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy. The clouds were observed using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Credit: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Είναι η πρώτη άμεση παρατήρηση ψυχρών πυκνών νεφών, που προέρχονται από τη συμπύκνωση καυτών διαγαλαξιακών αερίων και τα οποία βυθίζονται στην καρδιά ενός γαλαξία για να «θρέψουν» την κεντρική μαύρη τρύπα του.

A black hole in an enormous galaxy one billion light years from Earth (named: Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy) is feeding off of "towering intergalactic gas clouds," according to astronomers. Data from the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) reveals a "shadow" in the region that suggests that molecular gas is 'raining' into the black hole. Imagery: B. Saxton / G. Tremblay et al. / NASA / ESA Hubble / ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / Dana Berry/SkyWorks / RAO/AUI/NSF

Προηγουμένως οι επιστήμονες πίστευαν ότι στους μεγαλύτερους γαλαξίες οι τεράστιες μαύρες τρύπες «τρέφονται» μόνο με μια αργή και σταθερή «δίαιτα» καυτών αερίων από την άλω του γαλαξία τους. Όμως, η νέα ανακάλυψη δείχνει ότι μερικές τουλάχιστον μαύρες τρύπες «τρέφονται», επίσης, μέσα από μια πιο χαοτική διαδικασία, «ρουφώντας» γιγάντια πολύ ψυχρά μοριακά νέφη.  Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Πηγή: Grant R. Tremblay, J. B. Raymond Oonk, Françoise Combes, Philippe Salomé, Christopher, P. O’Dea, Stefi A. Baum, G. Mark Voit, Megan Donahue, Brian R. McNamara, Timothy A. Davis, Michael A. McDonald, Alastair C. Edge, Tracy E. Clarke, Roberto Galván-Madrid, Malcolm N. Bremer, Louise O. V. Edwards, Andrew C. Fabian, Stephen Hamer, Yuan Li, Anaëlle Maury, Helen R. Russell, Alice C. Quillen, C. Megan Urry, Jeremy S. Sanders, Michael W. Wise. Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole. Nature, 2016; 534 (7606): 218 DOI:10.1038/nature17969

Οι πίνακες του Edward Hopper ζωντανεύουν μαγικά. From Canvas to Celluloid: Edward Hopper on Film

Edward Hopper, A Woman in the Sun, 1961. Και μεταφέρουν σε ένα πρόσφατο φιλμ όλη την γλυκόπικρη σαγήνη του πολύ αγαπημένου Αμερικανού ζωγράφου.

Στο πρωτότυπο έργο του Gustav Deutsch "Shirley: Visions of Reality", 13 πίνακες του δημοφιλούς, γλυκόπικρου ζωγράφου Εdward Hopper, παίρνουν ζωή και διηγούνται την ζωή μιας γυναίκας, της οποίας οι σκέψεις, οι ονειροπολήσεις και τα συναισθήματα, μας επιτρέπουν να ρίξουμε μια λοξή ματιά σε μια περίοδο της Αμερικανικής ιστορίας.

13 of Edward Hopper's paintings are brought alive by the film, telling the story of a woman, whose thoughts, emotions and contemplations let us observe an era in American history.

Σε λίγους μήνες θα δούμε «live» μια μαύρη τρύπα! We May Soon Capture The First Real Image Of A Black Hole

Για πρώτη φορά θα υπάρξουν πραγματικές εικόνες του ορίζοντα των γεγονότων μιας μελανής οπής. An MIT-led team of scientists has developed a new algorithm – named the CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors) — that could help astrophysicists take the first-ever image of a black hole. An artist’s impression of the disc of material around Sagittarius A*. Image credit: L. Calçada / ESO.

Οι επιτελείς του προγράμματος Event Horizon Telescope (Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων) υποστηρίζουν ότι στις αρχές του 2017 θα καταφέρουν να καταγράψουν σε φωτογραφίες τον ορίζοντα των γεγονότων μιας μελανής οπής. Αν τα καταφέρουν θα είναι η πρώτη φορά που θα έχουμε πραγματικές εικόνες από το περιβάλλον μιας μαύρης τρύπας.

Ο «μαύρος» ορίζοντας

An artist's drawing a black hole named Cygnus X-1. It formed when a large star caved in. This black hole pulls matter from the blue star beside it. Image: M.Weiss/NASA/CXC

Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, ο ορίζοντας των γεγονότων είναι το σημείο στον χωροχρόνο εντός του οποίου τα γεγονότα δεν μπορούν να επηρεάσουν τον παρατηρητή, καθώς η βαρύτητα ισοδυναμεί με καμπύλωση του χωροχρόνου. Με απλά λόγια είναι το «σημείο χωρίς επιστροφή», δηλαδή το σημείο στο οποίο η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο δυνατή, ώστε κάθε διαφυγή να είναι αδύνατη.

Το πρόγραμμα

The ALMA telescope array is one of many groups involved with the Event Horizon Telescope project which hopes to image black holes. Image credit: European Southern Observatory (ESO) | CC BY 4.0

Το Event Horizon Telescope είναι ένα δίκτυο εννέα ραδιοτηλεσκοπίων που είναι εγκατεστημένα σε διάφορες περιοχές του πλανήτη. Οι παρατηρήσεις των τηλεσκοπίων και η επεξεργασία τους με ένα λογισμικό που βασίζεται σε ένα νέο αλγόριθμο θα βοηθήσουν στην οπτική αποτύπωση του ορίζοντα των γεγονότων του Τοξότη Α*, της μελανής οπής που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η εικόνα του ορίζοντα των γεγονότων της μαύρης τρύπας θα μοιάζει με μια μεγάλη ημισέληνο. Οι ερευνητές θα παρουσιάσουν την τεχνολογία με την οποία θα επιχειρήσουν να καταγράψουν τις εικόνες του ορίζοντα των γεγονότων σε συνέδριο πληροφορικής που θα γίνει σε λίγες εβδομάδες.

Τα μαλλιά των μελανών οπών

Example CHIRP reconstruction of a black hole image with the Event Horizon Telescope (EHT). The left image shows a numerical simulation of the black hole in M87, and the center image shows how this simulated image would appear to a conventional telescope that was even larger than the Earth. The EHT only samples a small number of spatial frequencies, shown as the blue dots in the next panel. The right-most image shows a reconstructed image with CHIRP using only synthetic observations with the EHT. Image: Jason Dexter, Monika Moscibrodzka, and Hotaka Shiokawa

Στις αρχές του 2016 ο διάσημος αστροφυσικός Στίβεν Χόκινγκ παρουσίασε μια νέα θεωρία για τις μαύρες τρύπες στη μελέτη των οποίων έχει αφιερώσει ουσιαστικά την ζωή του. Ο Χόκινγκ ανέπτυξε την νέα θεωρία σε συνεργασία με τον φυσικό Μάλκολμ Πέρι από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και τον φυσικό Άντριου Στρόμινγκερ από το Χάρβαρντ. Οι τρεις ερευνητές υποστηρίζουν ότι οι πληροφορίες που υπάρχουν στην ύλη που εισέρχεται σε μια μαύρη τρύπα δεν καταστρέφονται μαζί με αυτή αλλά αποσπώνται και αποθηκεύονται σε εξωτικές κοσμικές δομές στον ορίζοντα των γεγονότων, το αόρατο σύνορο το οποίο περιβάλλει κάθε μαύρη τρύπα στο Σύμπαν και εμποδίζει το φως να ξεφύγει. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι πληροφορίες που εισέρχονται στις μελανές οπές αποθηκεύονται σε μια κοσμική δομή την οποία ονομάζουν «μαλακά μαλλιά».

Σύμφωνα με τον Χόκινγκ και τους συνεργάτες του αυτά τα… μαλλιά αποτελούνται από φωτόνια και βαρυτόνια. Τα βαρυτόνια είναι υποθετικά στοιχειώδη σωματίδια φορείς της βαρυτικής αλληλεπίδρασης. Όπως αναφέρουν οι τρεις επιστήμονες όταν η ύλη εισέρχεται σε μια μελανή οπή οι πληροφορίες τους «απογυμνώνονται» από αυτή και… πιάνονται στα «μαλακά μαλλιά» που βρίσκονται στον ορίζοντα των γεγονότων. Η θεωρία τους δημοσιεύεται στο νέο τεύχος της επιθεώρησης «Physical Review Letters» με τον Χόκινγκ να αναφέρει ότι δεν αποκλείεται οι μαύρες τρύπες να αποτελούν πύλες επικοινωνίας με άλλα σύμπαντα

Τα ψάρια αναγνωρίζουν τα ανθρώπινα πρόσωπα! Fish can recognize human faces, study shows

Απρόσμενη ανακάλυψη διεθνούς ερευνητικής ομάδας. A species of tropical fish has been shown to be able to distinguish between human faces. It is the first time fish have demonstrated this ability. An archerfish in its aquarium at a laboratory in Oxford. Credit: University of Oxford

Eπιστήμονες από τη Βρετανία και την Αυστραλία ανακάλυψαν ότι ακόμη και τα ψάρια έχουν την ικανότητα να ξεχωρίζουν τα ανθρώπινα πρόσωπα.

Κατόρθωμα

Oxford University shows an archerfish spitting in its aquarium at a laboratory in Oxford. Credit: University of Oxford

Ομάδα ερευνητών από τα πανεπιστήμια της Οξφόρδης και της Κουίνσλαντ, με επικεφαλής τη δρ. Κέιτ Νιούπορτ του Τμήματος Ζωολογίας  πειραματίστηκαν με το τροπικό ψάρι-τοξότης, γνωστό και ως «ψάρι-νεροπίστολο» επειδή «φτύνει» νερό από το στόμα του για να πιάσει τη λεία του (π.χ. έντομα) στον αέρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το εν λόγω ψάρι μαθαίνει να αναγνωρίζει πρόσωπα και μάλιστα με μεγάλο βαθμό ακριβείας, ένα εντυπωσιακό κατόρθωμα, που προϋποθέτει εξελιγμένες οπτικές ικανότητες. «Η ικανότητα να διακρίνεις ανάμεσα σε έναν μεγάλο αριθμό ανθρώπινων προσώπων είναι ένα πολύ δύσκολο έργο, επειδή όλα τα πρόσωπα μοιράζονται τα ίδια βασικά χαρακτηριστικά», δήλωσε η κ. Νιούπορτ.

Έκπληξη

In the first experiment (A), the fish were shown colorful pictures of human faces, and in the second experiment (B), the faces had certain features removed. (Image: C. Newport et al., 2016)

Οι επιστήμονες υπέθεταν ότι μόνο εξελιγμένα ζώα, όπως οι πίθηκοι, θα είχαν αυτήν την ικανότητα αναγνώρισης, αλλά εξεπλάγησαν που και ένα ψάρι με μικρότερο και απλούστερο εγκέφαλο (δεν διαθέτει νεοφλοιό), τα καταφέρνει εξίσου καλά. Στο παρελθόν είχαν διαπιστώσει ικανότητες αναγνώρισης προσώπων και στα πουλιά, μόνο που ο εγκέφαλος των τελευταίων διαθέτει τον εξελιγμένο νεοφλοιό.

The research, carried out by a team of scientists from the University of Oxford (UK) and the University of Queensland (Australia), found that archerfish were able to learn and recognize faces with a high degree of accuracy – an impressive feat, given this task requires sophisticated visual recognition capabilities. Credit: University of Oxford

Τα πειράματα που έγιναν σε ενυδρείο, με τη βοήθεια μίας οθόνης υπολογιστή πάνω από το νερό, όπου εμφανίζονταν διαφορετικά πρόσωπα, έδειξαν ότι το ψάρι-τοξότης είναι σε θέση να ξεχωρίσει ένα συγκεκριμένο πρόσωπο ανθρώπου ανάμεσα σε 44 νέα πρόσωπα. Η ακρίβεια αναγνώρισης κυμάνθηκε από 81% έως 86%. Όσον αφορά τον τρόπο που το ψάρι έκανε την αναγνώριση, ήταν απλός: «Έφτυνε» νερό πάνω του! Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Scientific Reports».

Πηγή: Discrimination of human faces by archerfish (Toxotes chatareus), Scientific Reports, DOI: 10.1038/srep27523

Άνοιξε ο δρόμος για τους διαστημικούς ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων. Paving the Way to Space-Based Gravitational-Wave Detectors

Κορυφαίο επίτευγμα: Σχεδόν τέλεια ελεύθερη πτώση αντικειμένου στο διάστημα. The first results from the LISA Pathfinder mission demonstrate that two test masses can be put in free fall with a relative acceleration sufficiently free of noise to meet the requirements needed for space-based gravitational-wave detection. An artist’s conception of the LISA Pathfinder spacecraft in orbit at Lagrange Point 1. Photovoltaic solar cells on the top of the spacecraft provide power. Micronewton thrusters can be seen on the sides of the spacecraft. The test masses and laser interferometer readout system are located inside the spacecraft. Credit: ESA

Οι επιστήμονες της αποστολής LISA Pathfinder του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) ανακοίνωσαν ότι το πείραμά τους ξεπέρασε τις προσδοκίες τους, πετυχαίνοντας τη σχεδόν τέλεια ελεύθερη πτώση ενός αντικειμένου στο διάστημα.

Κανένα άλλο ανθρώπινο κατασκεύασμα δεν έχει ποτέ «βιώσει» κάτι ανάλογο, όπως ανέφεραν οι επιστήμονες, οι οποίοι παρουσίασαν τα αποτελέσματα των πρώτων δύο μηνών της πειραματικής αποστολής. Όπως είπαν, ανοίγει πλέον με ασφάλεια ο δρόμος για την κανονική αποστολή LISA.

Η αποστολή του δορυφόρου LISA Pathfinder, ο οποίος εκτοξεύθηκε στις 3 Δεκεμβρίου 2015, δεν αποτελεί παρά ένα κρίσιμο αλλά αναγκαίο τεστ σε μικρή κλίμακα για τον έλεγχο της τεχνολογίας, που θα χρησιμοποιηθεί σε πολύ μεγάλη πλέον κλίμακα στη μελλοντική αποστολή του παρατηρητηρίου LISA (Laser Interferometer Space Antenna), η οποία θα επιχειρήσει να ανιχνεύσει τα βαρυτικά κύματα στο διάστημα.

Για να ανιχνευθούν βαρυτικά κύματα, ο κύβος στο εσωτερικό του δορυφόρου πρέπει να είναι πλήρως απομονωμένος από κάθε άλλη επιρροή. Πράγμα που οι επιστήμονες, οι οποίοι έκαναν και τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό φυσικής «Physical Review Letters», ανακοίνωσαν ότι το πέτυχαν όχι ακριβώς στην εντέλεια, αλλά πάντως δεκάδες χιλιάδες φορές καλύτερα από κάθε προηγούμενο πείραμα ελεύθερης πτώσης.

Στην τωρινή φάση, ο δορυφόρος φέρει στο εσωτερικό του δύο πανομοιότυπους κύβους βάρους δύο κιλών ο καθένας και με πλευρά 46 χιλιοστών, από κράμα χρυσού και πλατίνας, οι οποίοι αιωρούνται στο κενό στο εσωτερικό της διαστημοσυσκευής Pathfinder, τελείως ελεύθεροι από κάθε άλλη δύναμη πέρα από τη βαρύτητα.

Οι δύο κύβοι στο εσωτερικό του Pathfinder βρίσκονται σε απόσταση 38 εκατοστών μεταξύ τους, ενώ παρακολουθούνται συνεχώς μέσω ενός συμβολόμετρου λέιζερ, το οποίο καταγράφει την παραμικρή επίδραση εξωτερικής δύναμης που δέχονται και άρα την τυχόν απόκλιση από τη θέση τους. Οι κύβοι, όπως απέδειξε το πείραμα, είναι σχεδόν τελείως ακίνητοι μεταξύ τους και -πέρα από τη βαρύτητα- η δύναμη που δέχονται, δεν ξεπερνά το βάρος ενός ιού πάνω στη Γη. Το λέιζερ μπορεί να καταγράψει μια ανεπαίσθητη απόκλιση στην μεταξύ τους απόσταση όχι μεγαλύτερη από το μισό της διαμέτρου ενός ατόμου!

«Με το LISA Pathfinder δημιουργήσαμε το πιο “ήσυχο” μέρος που είναι γνωστό στην ανθρωπότητα. Η απόδοσή του είναι θεαματική και υπερβαίνει όλες τις προσδοκίες μας», δήλωσε ο καθηγητής Κάρστεν Ντάντσμαν, διευθυντής του Ινστιτούτου Βαρυτικής Φυσικής Μαξ Πλανκ της Γερμανίας και διευθυντής του Ινστιτούτου Βαρυτικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Λάιμπνιτς του Ανοβέρου. «Εξαλείφοντας όλες τις πηγές διαταραχών, μπορέσαμε να παρατηρήσουμε την πιο τέλεια ελεύθερη πτώση που δημιουργήθηκε ποτέ. Και αυτό μας έδειξε πώς μπορούμε να κατασκευάσουμε το LISA, ένα διαστημικό παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων», προσέθεσε.

Μετά από αυτή την επιβεβαίωση ότι η αρχική ιδέα του πειράματος είναι σωστή και υλοποιήσιμη, η κανονική αποστολή LISA, η οποία αναμένεται να είναι έτοιμη το 2034, θα περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός τριγωνικού σχηματισμού δορυφόρων. Αυτοί θα πετάνε σε καθορισμένες μεταξύ τους αποστάσεις στο διάστημα (περίπου ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα θα είναι η κάθε πλευρά του «τριγώνου») και θα δημιουργούν έτσι ένα τεράστιο διαστημικό συμβολόμετρο λέιζερ. Αυτό θα είναι ικανό να ανιχνεύσει τυχόν περαστικά βαρυτικά κύματα, τα οποία θα έχουν ως προέλευση κάποιο βίαιο συμβάν στο σύμπαν (π.χ. μια σύγκρουση ανάμεσα σε μαύρες τρύπες).

LISA Pathfinder, a mission led by the European Space Agency (ESA) with contributions from NASA, has successfully tested a key technology needed to build a space-based observatory for detecting gravitational waves. These tiny ripples in the fabric of space, predicted by Albert Einstein a century ago, were first seen last year by the ground-based Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Credit: NASA's Goddard Space Flight Center/Scott Wiessenger

Από φέτος τον Φεβρουάριο, η πειραματική συσκευή LISA Pathfinder, με τους κύβους στο εσωτερικό της, βρίσκεται σε τροχιά στο διάστημα στο λεγόμενο σημείο «Λαγκράνζ 1» (L1), σε απόσταση περίπου 1,5 εκατ. χλμ. από τη Γη. Το κανονικό παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων LISA -που εντάσσεται στο πρόγραμμα «Cosmic Vision» («Κοσμικό Όραμα») της ESA- θα τεθεί σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο σε απόσταση 50 εκατ. χιλιομέτρων από τη Γη.

Το διαστημικό παρατηρητήριο LISA θα συμπληρώσει το επίγειο LIGO, καθώς θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει χαμηλής συχνότητας βαρυτικά κύματα (0,1 mHz έως 1 Hz), τα οποία δεν είναι δυνατό να γίνουν αντιληπτά στη Γη. Τα βαρυτικά κύματα που «πιάνει» το επίγειο LIGO, έχουν συχνότητες από δέκα έως αρκετές χιλιάδες hertz, όμως τα βαρυτικά κύματα στο διάστημα έχουν ένα πολύ ευρύτερο φάσμα συχνοτήτων, τα οποία θα μπορεί να «δει» το διαστημικό παρατηρητήριο LISA. Επιπλέον ένα τέτοιο διαστημικό παρατηρητήριο βαρυτικής αστρονομίας θα είναι απαλλαγμένο από τους αναπόφευκτους «θορύβους» της Γης (σεισμικούς, θερμικούς κ.ά.).

Η Λούσι είχε γείτονες και άλλα είδη ανθρώπου. Lucy had neighbors: A review of African fossils

Υπήρχαν τουλάχιστον δύο είδη αρχαϊκών ανθρώπων που ζούσαν την ίδια εποχή και σε στενή γεωγραφική εγγύτητα. If 'Lucy' wasn't alone, who else was in her neighborhood? Key fossil discoveries over the last few decades in Africa indicate that multiple early human ancestor species lived at the same time more than 3 million years ago. A new review of fossil evidence from the last few decades examines four identified hominin species that co-existed between 3.8 and 3.3 million years ago during the middle Pliocene.

Για σχεδόν τέσσερις δεκαετίες, οι παλαιοανθρωπολόγοι πίστευαν ότι ο Αυστραλοπίθηκος της Αφάρ, που έγινε γνωστός από το απολίθωμα της «Λούσι», ήταν ο μόνος συγγενής του ανθρώπου που ζούσε στην Αφρική πριν από περίπου 3 εκατομμύρια χρόνια. Κι όμως, μια σειρά από νέα απολιθώματα ανατρέπουν αυτήν την εικόνα.

Ανασκαφές στην περιοχή Αφάρ της Αιθιοπίας, η οποία θεωρείται το λίκνο της ανθρωπότητας, «αποκαλύπτουν ότι υπήρχαν τουλάχιστον δύο, αν όχι τρία, είδη αρχαϊκών ανθρώπων, τα οποία ζούσαν την ίδια εποχή και σε στενή γεωγραφική εγγύτητα» λέει ο δρ Γιοχάνες Χαϊλέ Σελασιέ του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Κλίβελαντ, πρώτος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση PNAS.

H διάσημη Λούσι έζησε στην Αιθιοπία πριν από περίπου 3,2 εκατομμύρια χρόνια και περπατούσε στα δύο πόδια (Φωτογραφία: Associated Press).

Μια μείζων εξέλιξη στις προσπάθειες ιχνηλάτησης της ανθρώπινης εξέλιξης ήρθε το 1974, όταν ανακαλύφθηκε στην Αφάρ ο απολιθωμένος σκελετός της «Λούσι», όπως ονομάστηκε χαϊδευτικά ο σκελετός του θηλυκού Australopithecus afarensis, ηλικίας περίπου 3,2 εκατομμυρίων ετών. H ανακάλυψη έδειξε μεταξύ άλλων ότι η δίποδη βάδιση εξελίχθηκε νωρίτερα από ό,τι πολλοί είχαν φανταστεί.

Τις δεκαετίες που ακολούθησαν, οι επιστήμονες υπέθεταν ότι τα διάφορα είδη αρχαϊκών ανθρώπων προέκυπταν το ένα από το άλλο σε μια γραμμική διαδοχή. Με άλλα λόγια, ο Australopithecus afarensis ήταν στην εποχή του το μοναδικό αρχαϊκό είδος ανθρώπου, από το οποίο προέκυψε τελικά και ο σύγχρονος άνθρωπος.

Υπό αμφισβήτηση η μοναδικότητα του Australopithecus afarensis

The left half of the lower jaw of Australopithecus deyiremeda (BRT-VP-3/14), a 3.5 to 3.3 million-year-old human ancestor species discovered by the Woranso-Mille project. Credit: Yohannes Haile-Selassie

Η ιδέα αυτή τέθηκε υπό αμφισβήτηση με την ανακάλυψη δύο άλλων ειδών της ίδιας περίπου ηλικίας, του Australopithecus bahrelghazali, που βρέθηκε στο Τσαντ το 1995, και του Κenyanthropus platyops που ανακαλύφθηκε στην Κένυα το 2001. Πολλοί ερευνητές έμειναν όμως αμετάπειστοι, καθώς θεώρησαν ότι τα ευρήματα αντιστοιχούσαν σε γεωγραφικές παραλλαγές του είδους της Λούσι.

Ο δρ Χαϊλέ Σελασιέ υπερηφανεύεται στη μελέτη του ότι βοήθησε να έρθουν στο φως οι πρώτες οριστικές ενδείξεις για τη συνύπαρξη της Λούσι με άλλα είδη: το 2015 η ομάδα του ανακάλυψε στην Αφάρ απολιθωμένα οστά που ταξινομήθηκαν στο νέο είδος Australopithecus deyiremeda, κάτι που σημαίνει ότι η Λούσι είχε τουλάχιστον έναν γείτονα.

Επιπλέον, ο Σελασιέ  είχε ανακαλύψει τρία χρόνια νωρίτερα οστά πέλματος που χρονολογούνται στα 3,4 εκατ. χρόνια και δεν ταιριάζουν με την ανατομία του Australopithecus afarensis -κάτι που σημαίνει ότι οι γείτονες δεν αποκλείεται να ήταν δύο.

Πολλαπλά είδη με διαφορετικές κινητικές και διατροφικές προσαρμογές

Dr. Yohannes Haile-Selassie, curator of physical anthropology at The Cleveland Museum of Natural History, is lead author of a newly published review of African hominin fossils from the middle Pliocene. Credit: Yohannes Haile-Selassie

Η συγκεκριμένη τοποθεσία της Αφάρ, με την ονομασία Βοράνσο-Μίλε, «έχει προσφέρει νέες και αναπάντεχες ενδείξεις που υποδεικνύουν ότι υπήρχαν πολλαπλά είδη με διαφορετικές κινητικές και διατροφικές προσαρμογές» σχολιάζει ο Χαϊλέ Σελασιέ.

«Αυτές οι νέες ανακαλύψεις στο Βοράνσο-Μίλε ανοίγουν δρόμους για την έρευνα τους οποίους δεν είχαμε εξετάσει νωρίτερα» συμπληρώνει η Ντενίς Σου, συνάδελφος του Χαϊλέ Σελασιέ στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Κλίβελαντ και μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Πώς κατάφερναν αυτά τα συγγενικά είδη να συνυπάρχουν σε μια σχετικά μικρή περιοχή; Πώς μοίραζαν τους διαθέσιμους πόρους; Αυτές οι νέες ανακαλύψεις επεκτείνουν τις γνώσεις μας και, την ίδια στιγμή, εγείρουν περισσότερα ερωτήματα για την προέλευση του ανθρώπου» επισημαίνει.

Απαντήσεις σε αυτά τα νέα ερωτήματα, τονίζουν οι ερευνητές, μπορούν να δοθούν μόνο με την ανακάλυψη περισσότερων απολιθωμάτων. Και τότε ίσως μπορέσουμε να μάθουμε αν η Λούσι ήταν άμεσος πρόγονος του σύγχρονου ανθρώπου, ή απλώς μακρινός συγγενής.

Πηγή: Yohannes Haile-Selassie, Stephanie M. Melillo, and Denise F. Su. The Pliocene hominin diversity conundrum: Do more fossils mean less clarity? PNAS, June 6, 2016 DOI: 10.1073/pnas.1521266113

Γεωργοί από Ελλάδα και Ανατολία έμαθαν την Ευρώπη να καλλιεργεί. Early farmers from across Europe were direct descendants of Aegeans

Μετανάστες από τις δύο πλευρές του βορείου Αιγαίου εισήγαγαν τη γεωργία στην ευρωπαϊκή ήπειρο σύμφωνα με νέα μελέτη. Ancestors of Early European farmers may have come from around the Aegean sea. Here, satellite image shows the Sea of Marmara, the inland sea that connects the Black Sea (top) to the Aegean Sea (bottom left). Credit: Planet Observer/Universal Images Group via Getty Images

Μετανάστες από τις δύο πλευρές του βορείου Αιγαίου, την Ελλάδα και την Ανατολία (σημερινή Τουρκία), εισήγαγαν τη γεωργία στην Κεντρική και στη Δυτική Ευρώπη, σύμφωνα με μια νέα ευρωπαϊκή επιστημονική έρευνα με επικεφαλής Έλληνες και Γερμανούς επιστήμονες. Η παλαιογενετική μελέτη βασίσθηκε στην ανάλυση DNA από πέντε σκελετούς που βρέθηκαν σε πρώιμες νεολιθικές τοποθεσίες στη Βόρεια Ελλάδα και στη Βορειοδυτική Τουρκία (περιοχή Θάλασσας Μαρμαρά).

Η εξάπλωση

Figure 1: North Aegean archaeological sites investigated in Turkey and Greece.

Η γεωργία πρωτοεμφανίσθηκε στη Νοτιοδυτική Ασία πριν από τουλάχιστον 10.000 χρόνια και σταδιακά εξαπλώθηκε στις γειτονικές περιοχές. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η γεωργία εισήχθη στην Ευρώπη πριν από περίπου 8.500 χρόνια από τα νοτιοανατολικά και εξαπλώθηκε σταδιακά φθάνοντας στην Κεντρική Ευρώπη πριν από 7.500 χρόνια και έως τη Βρετανία πριν από 6.100 χρόνια περίπου.

Αντικείμενο έντονης επιστημονικής διαμάχης, εδώ και τουλάχιστον 100 χρόνια, αποτελεί το κατά πόσο η μεταφορά της γεωργίας έγινε μέσω φυσικής μετανάστευσης των γεωργών που έφεραν μαζί τους τις αγροτικές γνώσεις τους ή αν «μετανάστευσαν» μόνο οι γνώσεις τους μέσω της διαδικασίας της πολιτισμικής διάχυσης στους κυνηγούς-τροφοσυλλέκτες, οι οποίοι έως τότε, επί 45.000 χρόνια, ήδη από την τελευταία εποχή των πάγων, κατοικούσαν αποκλειστικά την Ευρώπη.

Το σενάριο

Paleogeneticists have shown that early farmers from across Europe have an almost unbroken trail of ancestry leading back to the Aegean. Human skeleton from an archaeological excavation in northern Greece, from where one neolithic genome originates. Credit: Copyright K. Kotsakis and P. Halstead, Paliambela Excavation Project Archive

Η νέα έρευνα, με επικεφαλής τον καθηγητή παλαιογενετικής Γιοαχίμ Μπούργκερ του Πανεπιστημίου Γιοχάνες Γκούτενμπεργκ του Μάιντς και την επίκουρη καθηγήτρια φυσικής ανθρωπολογίας Χριστίνα Παπαγεωργοπούλου του Τμήματος Ιστορίας και Εθνολογίας του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «PNAS», ενισχύει το σενάριο της φυσικής μετανάστευσης και όχι της πολιτισμικής.

Η παλαιότερη αρχαιολογική έρευνα έχει φέρει στο φως αγροτικές κοινότητες τόσο την Ελλάδα όσο και στη ΒΔ Ανατολία, οι οποίες χρονολογούνται στο 6000 - 6500 π.Χ., ενώ έχουν εντοπισθεί ίχνη ανταλλαγών ανάμεσα στις δύο πλευρές του Αιγαίου ήδη από την Μεσολιθική εποχή.

Η ανάλυση

Analysis of aDNA in the laboratory. Credit: photo/©: AG Palaeogenetik, JGU

Η ανάλυση έδειξε πολύ μεγάλες γενετικές ομοιότητες ανάμεσα στα γονιδιώματα των πέντε ατόμων του Αιγαίου με τα γονιδιώματα από τις αρχαίες γεωργικές κοινωνίες στη Γερμανία και στην Ουγγαρία, πράγμα που ενισχύει την πεποίθηση πως υπήρξαν επιμιξίες μεταξύ των εξ ανατολών μεταναστών και των ντόπιων κυνηγών-τροφοσυλλεκτών.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το DNA από την Ελλάδα και την Ανατολία συνεισέφερε σε όλους τους σημερινούς ευρωπαϊκούς πληθυσμούς και εμφανίζει ιδίως γενετικές ομοιότητες με τους σύγχρονους Μεσογειακούς πληθυσμούς (Σαρδηνίας, Ισπανίας κ.α.), αλλά και με τον διάσημο Έτζι, την μούμια που βρέθηκε στους πάγους των 'Αλπεων του Τιρόλο. Οι ερευνητές θεωρούν πολύ πιθανό ότι ο Έτζι είχε καταγωγή από τους κατοίκους του νεολιθικού Αιγαίου. Από την άλλη, η έρευνα δείχνει ότι οι σημερινοί Τούρκοι έχουν μικρή γενετική συγγένεια με τους νεολιθικούς πληθυσμούς της αρχαίας Ανατολίας.

Τα ευρήματα

View of the ancient DNA trace laboratory. Credit: photo/©: AG Palaeogenetik, JGU

Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι, όπως δείχνουν τα ευρήματα, υπάρχει μια αδιάσπαστη αλυσίδα καταγωγής από την Ελλάδα και την Ανατολία έως την Ευρώπη, η οποία είναι ενδεικτική για τις μεταναστεύσεις που έγιναν κάποτε από την Ανατολή προς τη Δύση. Οι δύο βασικοί μεταναστευτικοί «διάδρομοι» από το Αιγαίο ήσαν αφενός προς την Κεντρική Ευρώπη μέσω των Βαλκανίων και αφετέρου προς την Ιβηρική μέσω της Μεσογείου.

Οι μετανάστες έφεραν μαζί τους φυτά προς καλλιέργεια, εξημερωμένα ζώα και την αντίστοιχη «τεχνογνωσία», που χαρακτηρίζει έκτοτε τη ζωή των γεωργών-κτηνοτρόφων. Όπως δήλωσε ο Μπούργκερ, οι μετανάστες αγρότες και οι ντόπιοι κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες «αρχικά αντάλλαξαν κυρίως γνώσεις, αλλά σπάνια συζύγους. Μετά όμως το πέρασμα αιώνων, ο αριθμός των επιμιξιών αυξήθηκε».

«Οι Αιγαιακοί νεολιθικοί πληθυσμοί μπορούν να θεωρηθούν η ρίζα όλων των πρώιμων Ευρωπαίων γεωργών», αναφέρουν οι ερευνητές. Ενώ προσθέτουν ότι «ένα ερώτημα-κλειδί που μένει αναπάντητο, είναι αν αυτή η αδιάσπαστη αλυσίδα καταγωγής και μετανάστευσης επεκτείνεται προς τα πίσω έως τη νοτιοανατολική Ανατολία και την Εύφορη Ημισέληνο (σ.σ. Τουρκία, Συρία, Ιράν, Ιράκ), όπου έχουν βρεθεί οι πρώτες νεολιθικές εγκαταστάσεις στον κόσμο».

«Οι μετανάστες γεωργοί όχι μόνο έφεραν μαζί τους μια τελείως ξένη κουλτούρα, αλλά έμοιαζαν διαφορετικοί εξωτερικά και μιλούσαν διαφορετική γλώσσα», δήλωσε η Παπαγεωργοπούλου, στενός συνεργάτης του Μπούργκερ.

Σημειωτέον ότι, μετά τους αρχικούς μετανάστες από το Αιγαίο, πριν από περίπου 5.000 χρόνια, ένα άλλο κύμα μεταναστών έφθασε στην Κεντρική Ευρώπη, αυτή τη φορά από τις στέππες στα ανατολικά. Οι περισσότεροι σημερινοί Ευρωπαίοι αποτελούν ένα μίγμα των αρχικών ντόπιων κυνηγών-τροφοσυλλεκτών, των πρώτων μεταναστών αγροτών από την Ανατολή και των κατοπινών μεταναστών από τις στέππες.

Από ελληνικής πλευράς στη μελέτη συμμετείχαν οι Αθανάσιος Κουσάθανας (Τμήμα Βιολογίας Πανεπιστημίου Φράϊμπουργκ και Ελβετικό Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής Λωζάννης), Κώστας Κωτσάκης και Σεύη Τριανταφύλλου (Σχολή Ιστορίας και Αρχαιολογίας Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης), Νίνα Κυπαρίσση-Αποστολίκα (επίτιμος έφορος αρχαιοτήτων υπουργείου Πολιτισμού), Χριστίνα Ζιώτα (Εφορεία Αρχαιοτήτων Φλώρινας) και Φωτεινή Αδάκτυλου (Εφορεία Αρχαιοτήτων Χαλκιδικής).

Πηγή: Zuzana Hofmanová, Susanne Kreutzer, Garrett Hellenthal, Christian Sell, Yoan Diekmann, David Díez-del-Molino, Lucy van Dorp, Saioa López, Athanasios Kousathanas, Vivian Link, Karola Kirsanow, Lara M. Cassidy, Rui Martiniano, Melanie Strobel, Amelie Scheu, Kostas Kotsakis, Paul Halstead, Sevi Triantaphyllou, Nina Kyparissi-Apostolika, Dushka Urem-Kotsou, Christina Ziota, Fotini Adaktylou, Shyamalika Gopalan, Dean M. Bobo, Laura Winkelbach, Jens Blöcher, Martina Unterländer, Christoph Leuenberger, Çiler Çilingiroğlu, Barbara Horejs, Fokke Gerritsen, Stephen J. Shennan, Daniel G. Bradley, Mathias Currat, Krishna R. Veeramah, Daniel Wegmann, Mark G. Thomas, Christina Papageorgopoulou, and Joachim Burger. Early farmers from across Europe directly descended from Neolithic Aegeans. PNAS, 2016 DOI: 10.1073/pnas.1523951113