Διαστημόπλοια Voyager: Συνεχίζουν το ταξίδι τους, μετά από 40 χρόνια στο διάστημα. Voyager spacecraft still reaching for the stars and setting records after 40 years

Καλλιτεχνική απεικόνιση που δείχνει ένα από τα δίδυμα διαστημόπλοια Voyager της NASA. Τα μακροβιότερα διαστημόπλοια της ανθρωπότητας συμπληρώνουν 40 χρόνια στο διάστημα τον Αύγουστο και τον Σεπτέμβριο του 2017. An artist concept depicting one of NASA's twin Voyager spacecraft. Humanity's farthest and longest-lived spacecraft are celebrating 40 years in August and September 2017. Credit: Jet Propulsion Laboratory

Τα 40 χρόνια στο διάστημα κλείνουν τον Σεπτέμβριο και τον Αύγουστο αντίστοιχα τα διαστημόπλοια Voyager 1 και 2 της NASA. Πρόκειται για τα μακροβιότερα διαστημόπλοια της ανθρωπότητας, τα οποία έχουν ταξιδέψει πιο μακριά από οποιοδήποτε άλλο σκάφος- και, παρά τις αποστάσεις και τα χρόνια, συνεχίζουν να επικοινωνούν καθημερινά με τη NASA.

Κάθε σκάφος περιέχει έναν χρυσό δίσκο με ήχους, εικόνες και μηνύματα από τον πλανήτη μας- και, όπως σημειώνεται σε ανακοίνωση της NASA, μπορεί κάποια στιγμή, στο πολύ μακρινό μέλλον, να είναι τα μόνα που θα απομένουν από τον ανθρώπινο πολιτισμό.

Τα Voyager έχουν επιτύχει σειρά από ρεκόρ στα ταξίδια τους: Το 2012, το Voyager 1, που εκτοξεύτηκε στις 5 Σεπτεμβρίου 1977, κατέστη το πρώτο διαστημόπλοιο που βγήκε στο διαστρικό διάστημα. 

Voyager 2 was launched on August 20, 1977, from the NASA Kennedy Space Center at Cape Canaveral in Florida, propelled into space on a Titan/Centaur rocket. Credit: Jet Propulsion Laboratory

Το Voyager 2, που εκτοξεύτηκε στις 20 Αυγούστου 1977, είναι το μόνο σκάφος που έχει περάσει και από τους τέσσερις εξώτερους πλανήτες- τον Δία, τον Κρόνο, τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα.

Voyager 1 image of Io showing active plume of Loki on limb. Heart-shaped feature southeast of Loki consists of fallout deposits from active plume Pele. The images that make up this mosaic were taken from an average distance of approximately 490,000 kilometers (340,000 miles). Credit: NASA/JPL/USGS

Στα επιτεύγματά τους περιλαμβάνονται η ανακάλυψη των πρώτων ενεργών ηφαιστείων πέρα από τη Γη, στην Ιώ, φεγγάρι του Δία, ίχνη ενός υπόγειου ωκεανού στην Ευρώπη, άλλο φεγγάρι του Δία, η ανακάλυψη της πιο κοντινής στη γήινη ατμόσφαιρας στο ηλιακό σύστημα, στον Τιτάνα, το παγωμένο φεγγάρι Μιράντα στον Ουρανό κ.α.

Uranus' icy moon Miranda is seen in this image from Voyager 2 on January 24, 1986. Credit: NASA/JPL-Caltech

Αν και τα διαστημόπλοια, τα οποία ταξιδεύουν προς αντίθετες κατευθύνσεις, έχουν αφήσει τους πλανήτες πολύ πίσω τους, και δεν πρόκειται να πλησιάσουν άλλο άστρο για 40.000 χρόνια, εξακολουθούν να αποστέλλουν πίσω στη Γη δεδομένα και παρατηρήσεις σχετικά με το πού μειώνεται η επιρροή του ήλιου μας και πού αρχίζει το διαστρικό διάστημα.

This approximate natural-color image shows Saturn, its rings, and four of its icy satellites. Three satellites (Tethys, Dione, and Rhea) are visible against the darkness of space, and another smaller satellite (Mimas) is visible against Saturn's cloud tops very near the left horizon and just below the rings. The dark shadows of Mimas and Tethys are also visible on Saturn's cloud tops, and the shadow of Saturn is seen across part of the rings. Saturn, second in size only to Jupiter in our Solar System, is 120,660 km (75,000 mi) in diameter at its equator (the ring plane) but, because of its rapid spin, Saturn is 10% smaller measured through its poles. Saturn's rings are composed mostly of ice particles ranging from microscopic dust to boulders in size. These particles orbit Saturn in a vast disk that is a mere 100 meters (330 feet) or so thick. The rings' thinness contrasts with their huge diameter--for instance 272,400 km (169,000 mi) for the outer part of the bright A ring, the outermost ring visible here. The pronounced concentric gap in the rings, the Cassini Division (named after its discoverer), is a 3500-km wide region (2200 mi, almost the width of the United States) that is much less populated with ring particles than the brighter B and A rings to either side of the gap. The rings also show some enigmatic radial structure ('spokes'), particularly at left. This image was synthesized from images taken in Voyager's blue and violet filters and was processed to recreate an approximately natural color and contrast. Credit: NASA/JPL/USGS

Δεδομένου του ότι θα περνούσαν από το «σκληρό» από άποψης ακτινοβολίας περιβάλλον του Δία, τα σκάφη είχαν προετοιμαστεί και εξοπλιστεί ανάλογα, με επαρκή αποθέματα ενέργειας, καθώς και εφεδρικά συστήματα.

 These two pictures of Uranus—one in true color (left) and the other in false color—were compiled from images returned Jan. 17, 1986, by the narrow-angle camera of Voyager 2. The spacecraft was 9.1 million kilometers (5.7 million miles) from the planet, several days from closest approach. The picture at left has been processed to show Uranus as human eyes would see it from the vantage point of the spacecraft. The picture is a composite of images taken through blue, green and orange filters. The darker shadings at the upper right of the disk correspond to the day-night boundary on the planet. Beyond this boundary lies the hidden northern hemisphere of Uranus, which currently remains in total darkness as the planet rotates. The blue-green color results from the absorption of red light by methane gas in Uranus' deep, cold and remarkably clear atmosphere. The picture at right uses false color and extreme contrast enhancement to bring out subtle details in the polar region of Uranus. Images obtained through ultraviolet, violet and orange filters were respectively converted to the same blue, green and red colors used to produce the picture at left. The very slight contrasts visible in true color are greatly exaggerated here. In this false-color picture, Uranus reveals a dark polar hood surrounded by a series of progressively lighter concentric bands. One possible explanation is that a brownish haze or smog, concentrated over the pole, is arranged into bands by zonal motions of the upper atmosphere. The bright orange and yellow strip at the lower edge of the planet's limb is an artifact of the image enhancement. In fact, the limb is dark and uniform in color around the planet. Credit: NASA/JPL

Κάθε σκάφος φέρει τρεις θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσότοπων- συσκευές που χρησιμοποιούν την ενέργεια η οποία παράγεται από τη φθορά του πλουτωνίου-238 (μόνο το μισό εκ του οποίου θα έχει χαθεί μετά από 88 χρόνια).

Neptune's blue-green atmosphere is shown in greater detail than ever before by the Voyager 2 spacecraft as it rapidly approaches its encounter with the giant planet. This color image, produced from a distance of about 16 million kilometers, shows several complex and puzzling atmospheric features. The Great Dark Spot (GDS) seen at the center is about 13,000 km by 6,600 km in size -- as large along its longer dimension as the Earth. The bright, wispy "cirrus-type" clouds seen hovering in the vicinity of the GDS are higher in altitude than the dark material of unknown origin which defines its boundaries. A thin veil often fills part of the GDS interior, as seen on the image. The bright cloud at the southern (lower) edge of the GDS measures about 1,000 km in its north-south extent. The small, bright cloud below the GDS, dubbed the "scooter," rotates faster than the GDS, gaining about 30 degrees eastward (toward the right) in longitude every rotation. Bright streaks of cloud at the latitude of the GDS, the small clouds overlying it, and a dimly visible dark protrusion at its western end are examples of dynamic weather patterns on Neptune, which can change significantly on time scales of one rotation (about 18 hours). Credit: NASA/JPL

Καθώς τα επίπεδα ενέργειάς τους μειώνονται κατά 4 watt ανά έτος, οι μηχανικοί του προγράμματος βρίσκουν τρόπους να λειτουργούν τα σκάφη υπό συνθήκες όλο και πιο περιορισμένης ενέργειας. Επίσης, για να μεγιστοποιήσουν τη διάρκεια ζωής των σκαφών, πρέπει να ανατρέχουν σε έγγραφα που είχαν γραφτεί δεκαετίες πριν, με παλαιά λογισμικά και συστήματα.

Global color mosaic of Triton, taken in 1989 by Voyager 2 during its flyby of the Neptune system. Color was synthesized by combining high-resolution images taken through orange, violet, and ultraviolet filters; these images were displayed as red, green, and blue images and combined to create this color version. With a radius of 1,350 (839 mi), about 22% smaller than Earth's moon, Triton is by far the largest satellite of Neptune. It is one of only three objects in the Solar System known to have a nitrogen-dominated atmosphere (the others are Earth and Saturn's giant moon, Titan). Triton has the coldest surface known anywhere in the Solar System (38 K, about -391 degrees Fahrenheit); it is so cold that most of Triton's nitrogen is condensed as frost, making it the only satellite in the Solar System known to have a surface made mainly of nitrogen ice. The pinkish deposits constitute a vast south polar cap believed to contain methane ice, which would have reacted under sunlight to form pink or red compounds. The dark streaks overlying these pink ices are believed to be an icy and perhaps carbonaceous dust deposited from huge geyser-like plumes, some of which were found to be active during the Voyager 2 flyby. The bluish-green band visible in this image extends all the way around Triton near the equator; it may consist of relatively fresh nitrogen frost deposits. The greenish areas includes what is called the cantaloupe terrain, whose origin is unknown, and a set of "cryovolcanic" landscapes apparently produced by icy-cold liquids (now frozen) erupted from Triton's interior. Credit: NASA/JPL/USGS

Τα μέλη της ομάδας του προγράμματος εκτιμούν πως το τελευταίο επιστημονικό όργανο θα πρέπει να έχει απενεργοποιηθεί ως το 2030. Ωστόσο, ακόμα και τότε, θα συνεχίσουν την πορεία τους, στην παρούσα τους ταχύτητα, των 48.280 χλμ/ ώρα- πραγματοποιώντας μια περιστροφή γύρω από τον γαλαξία μας κάθε 225 εκατομμύρια χρόνια.

Πηγές: www.naftemporiki.gr – https://phys.org/news/2017-08-voyager-spacecraft-stars-years.html

Είμαστε συγγενείς των Μινωϊτών και των Μυκηναίων. The Greeks really do have near-mythical origins, ancient DNA reveals

Γενετική μελέτη αποκαλύπτει τη σχέση των σύγχρονων Ελλήνων με τους αρχαίους προγόνους μας. Study results show that Minoans and Mycenaeans were genetically highly similar - but not identical - and that modern Greeks descend from these populations. The Minoans and Mycenaeans descended mainly from early Neolithic farmers, likely migrating thousands of years prior to the Bronze Age from Anatolia, in what is today modern Turkey. The Minoans were a literate Bronze Age civilization that flourished thousands of years ago (one woman shown dancing, in a fresco fragment that dates from 1600-1450 BCE). Credit: Wikipedia/Photo by Wolfgang Sauber is licensed under CC BY-SA 3.0

Μια νέα μελέτη η οποία δημοσιεύεται στο αυριανό τεύχος της επιστημονικής επιθεώρησης Nature και υπογράφεται από πλήθος επιστημόνων με επικεφαλής τον καθηγητή Γονιδιωματικών Επιστημών και Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο Ουάσιγκτον στο Σιάτλ των ΗΠΑ κ. Γεώργιο Σταματογιαννόπουλο, καταδεικνύει την στενή γενετική σχέση των Μινωϊτών με τους Μυκηναίους, αλλά και των δύο αρχαίων πληθυσμών με τους σύγχρονους Έλληνες.

The Bull-Leaping-Fresco from the Great Palace at Knossos, Crete. (The original is located at Heraklion Archaeological Museum, Heraklion, Crete) Credit: By Lapplaender - Own work, CC BY-SA 3.0 de

Τα ευρήματα της μελέτης προέκυψαν από την ανάλυση των 19 αρχαίων ανθρώπινων γονιδιωμάτων με προέλευση την ηπειρωτική Ελλάδα, την Κρήτη, και την νοτιοδυτική Μικρά Ασία και τη σύγκρισή τους με 330 αρχαία και περισσότερα από 2500 γονιδιώματα σύγχρονων ανθρώπων που υπάρχουν σε βάσεις δεδομένων. Η επεξεργασία και εξαγωγή του DNA έγινε από τις ομάδες του καθηγητή Σταματογιαννόπουλου, του καθηγητή Johannes Krause του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ στη Γερμανία και του καθηγητή David Reich της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ. Ο δρ Ιωσήφ Λαζαρίδης, πρώτος συγγραφέας της μελέτης ήταν ο υπεύθυνος για τη στατιστική επεξεργασία και ανάλυση των νέων δεδομένων.

The Mycenaeans, a Bronze Age civilization that conquered the Minoans, used a written language called Linear B (shown inscribed on tablet), that was an early form of Greek. Credit: Wikipedia/Photo by Zde is licensed under CC BY-SA 3.0

Ειδικότερα, η μελέτη καταδεικνύει πως Μινωίτες, Μυκηναίοι, και σύγχρονοι Έλληνες μοιάζουν μεταξύ τους σε μεγάλο βαθμό, χωρίς να είναι  πανομοιότυποι. Όσο για την προέλευσή τους, φαίνεται πως τόσο οι Μινωίτες όσο και οι Μυκηναίοι, προέρχονται κυρίως από τους πρώτους Νεολιθικούς γεωργικούς πληθυσμούς της Ελλάδας και δυτικής Ανατολίας, αλλά δέχθηκαν επιπλέον πρόσμιξη από ανατολικότερους πληθυσμούς παρόμοιους με τους αρχαίους κατοίκους του Καυκάσου, της Αρμενίας, και του Ιράν, καταδεικνύοντας, σύμφωνα με τον δρα Λαζαρίδη ότι «υπήρξε κάποια επιπλέον πληθυσμιακή μετακίνηση από την Ανατολή μετά από την εποχή των πρώτων γεωργικών πληθυσμών».

The Lion Gate was the main entrance to the Bronze Age citadel of Mycenae, the center of the Mycenaean civilization. Credit: RnDmS/iStockphoto

Παρά την ομοιογένεια Μινωϊτών και Μυκηναίων η έρευνα κατέδειξε ότι οι Μυκηναίοι, σε αντίθεση με τους Μινωίτες, είχαν επιπροσθέτως εν μέρει προέλευση από τους αρχαίους κατοίκους της Ανατολικής Ευρώπης και Βόρειας Ευρασίας. Αυτός ο λεγόμενος «Αρχαίος Βορειο-Ευρωασιατικός» πληθυσμός αποτελεί ένα από τα συστατικά και των σημερινών Ελλήνων, και η μελέτη δείχνει πως είχε επηρεάσει σε μικρό βαθμό και τους ανθρώπους της Μυκηναϊκής περιόδου.

A Mycenaean woman depicted on a fresco at Mycenae on mainland Greece. Credit: © Yann Forget/Wikimedia Commons

Σύμφωνα με τους ερευνητές, «η μελέτη δίνει απαντήσεις σε πλήθος ερωτημάτων: απορρίπτει για πρώτη φορά τη θεωρία πως οι Μυκηναίοι ήταν ένας πληθυσμός με προέλευση πέραν του Αιγαίου, καθώς και τη θεωρία πως οι Μυκηναίοι και οι μετέπειτα αρχαίοι Έλληνες εξαλείφθηκαν κατά τον Μεσαίωνα. Επιπροσθέτως καταδεικνύει την ιστορική συνέχεια των κατοίκων της Ελλάδας από την εποχή των πρώτων γεωργών έως και σήμερα. Πρέπει όμως να τονιστεί ότι τα ευρήματα δείχνουν ότι υπήρξε πρόσμιξη τόσο  με βόρειους όσο και με ανατολικούς πληθυσμούς και πως οι προσμίξεις  έλαβαν χώρα τόσο πριν όσο και μετά από την εποχή των Μινωϊτών και Μυκηναίων».

Πηγές: Iosif Lazaridis et al, Genetic origins of the Minoans and Mycenaeans, Nature (2017). DOI: 10.1038/nature23310 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=895376

Ο πυρήνας του Ήλιου περιστρέφεται ταχύτερα από την επιφάνειά του. Astronomers find that the sun’s core rotates four times faster than its surface

Με σχεδόν τετραπλάσια ταχύτητα, σύμφωνα με τις πρώτες σχετικές μετρήσεις. Σύμφωνα με τους αστρονόμους, μετά τη δημιουργία του άστρου μας, ο ηλιακός 'άνεμος' των φορτισμένων σωματιδίων του πιθανότατα επιβράδυνε την ταχύτητα περιστροφής του εξωτερικού μέρους του Ήλιου, ενώ ο πυρήνας του συνέχισε να κινείται με την αρχική ταχύτητά του. Surprising observation might reveal what the sun was like when it formed. The sun is emitting plumes of hydrogen plasma. The white areas are where the sun’s magnetic field is especially strong. Credit: SoHO, a joint project of the European Space Agency and NASA

Ο πυρήνας του Ήλιου περιστρέφεται με σχεδόν τετραπλάσια ταχύτητα σε σχέση με την επιφάνειά του, σύμφωνα με παρατηρήσεις ευρωπαίων αστρονόμων. Έως τώρα, οι επιστήμονες υπέθεταν ότι η ταχύτητα είναι περίπου ίδια.

Ορισμένοι επιστήμονες εδώ και 20 χρόνια υποψιάζονταν ότι οι ταχύτητες μπορεί να διαφέρουν, αλλά έως τώρα ποτέ δεν είχαν καταφέρει να κάνουν τις σχετικές μετρήσεις.

Με τη βοήθεια του SOHO

A type of wave detected on the Sun by ESA and NASA’s Solar and Heliospheric Observatory, or SOHO, reveals that the solar core is rotating about four times faster than the surface. Credit: ESA/NASA

Τώρα, για πρώτη φορά, το πέτυχαν με τη βοήθεια του ηλιακού διαστημικού παρατηρητηρίου SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), μιας κοινής διαστημοσυσκευής της αμερικανικής (NASA) και της ευρωπαϊκής διαστημικής υπηρεσίας (ESA), η οποία είχε εκτοξευθεί το 1995 και συνεχίζει να λειτουργεί μέχρι σήμερα.

Οι γάλλοι και ισπανοί ερευνητές, με επικεφαλής τον Ερίκ Φοσά του Αστεροσκοπείου της Κυανής Ακτής στη Νίκαια, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστρονομίας και αστροφυσικής Astronomy & Astrophysics.

Οι επιστήμονες, που έκαναν λόγο για «έκπληξη», αποδίδουν τη διαφορά στις ταχύτητες του πυρήνα και της επιφάνειας στις συνθήκες που επικράτησαν μετά τη δημιουργία του Ήλιου πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ο ηλιακός «άνεμος» μείωσε την ταχύτητα της επιφάνειας

The sun, whose hot, dense core produces nuclear fusion and rotates nearly four times faster than its surface. Credit: University of California, Los Angeles

Μετά τη δημιουργία του άστρου μας, ο ηλιακός 'άνεμος' των φορτισμένων σωματιδίων του πιθανότατα επιβράδυνε την ταχύτητα περιστροφής του εξωτερικού μέρους του Ήλιου, ενώ ο πυρήνας του συνέχισε να κινείται με την αρχική ταχύτητά του.

Η μέτρηση των ταχυτήτων έγινε με τη βοήθεια των επιφανειακών ακουστικών κυμάτων στην ατμόσφαιρα του Ήλιου, μερικά από τα οποία φθάνουν έως τον πυρήνα του, όπου αλληλεπιδρούν με τα βαρυτικά κύματα. Οι ερευνητές υπολόγισαν τον χρόνο που χρειάζεται ένα ακουστικό κύμα για να ταξιδέψει από την επιφάνεια στο κέντρο του άστρου και πίσω.

Πηγές: E. Fossat, et al., “Asymptotic g modes: Evidence for a rapid rotation of the solar core,” A&A, 2017; doi:10.1051/0004-6361/201730460 - www.amna.gr – newsroom.ucla.edu

Ανακαλύφθηκαν εγκεφαλικά κύτταρα που ελέγχουν την πείνα. Scientists discover brain cells that control hunger

Fernando Botero, Baigneuse sur la plage, 2001. Τα νέα ευρήματα προσφέρουν ελπίδες για νέες θεραπείες της παχυσαρκίας, σύμφωνα με αμερικανούς επιστήμονες. Scientists identified two new populations of cells in the brain that potently regulate appetite. The two types of cells, located in a part of the brainstem called the dorsal raphe nucleus, are potential targets for new drugs to treat obesity by controlling the hunger signals that drive the search for and consumption of food.

Αμερικανοί ερευνητές ανακάλυψαν εγκεφαλικά κύτταρα που βοηθούν στον έλεγχο του αισθήματος της πείνας, σύμφωνα με στοιχεία που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό έντυπο Cell. Η ανακάλυψη αυτή ενδεχομένως να ανοίγει νέους δρόμους για την αντιμετώπιση της παχυσαρκίας.

«Εντοπίσαμε δύο νέους πληθυσμούς κυττάρων στον εγκέφαλο που συμβάλλουν στον έλεγχο της όρεξης. Τα δύο είδη κυττάρων εντοπίστηκαν στον ραχιαίο πυρήνα ραφής του εγκεφαλικού στελέχους», εξηγεί ο δρ Αλεξάντερ Νεκτόου.

Η πείνα ξεκινά από το μυαλό

Certain neurons in the brain have a function in feeding behavior. Reuters

Ο ερευνητής διαπίστωσε ότι εν λόγω εγκεφαλική περιοχή ενεργοποιούνταν όταν τα ποντίκια ήταν πεινασμένα. Επίσης, οι εγκεφαλικές απεικονίσεις πειραματόζωων που είχαν λάβει ποσότητα φαγητού μεγαλύτερη του φυσιολογικού αποκάλυψαν ένα διαφορετικό πρότυπο δραστηριότητας του ραχιαίου πυρήνα ραφής του εγκεφαλικού στελέχους. Αυτό σημαίνει ότι οι νευρώνες σε αυτό το εγκεφαλικό τμήμα έχει ξεκάθαρο ρόλο στην συμπεριφορά ως προς την σίτιση.

«Υπάρχουν δύο πιθανά σενάρια. Το ένα είναι τα συγκεκριμένα κύτταρα απλώς ενεργοποιούνται από το αίσθημα της πείνας χωρίς ωστόσο να καθοδηγούν την διαδικασία της πρόσληψης τροφής. Το άλλο σενάριο είναι να είναι όντως μέρος του μηχανισμού ανταπόκρισης στην πείνα. Και υποψιαζόμαστε ότι μάλλον συμβαίνει το δεύτερο», λέει ο δρ Νεκτόου.

Σε κάθε περίπτωση η έρευνα θα συνεχιστεί ώστε να επιβεβαιωθεί ότι συγκεκριμένα είδη νευρώνων που απαρτίζουν το ραχιαίο πυρήνα ραφής του εγκεφαλικού στελέχους εμπλέκονται στην όλη διαδικασία.

Πάντως, οι επιστήμονες δηλώνουν αισιόδοξοι ότι θα καταφέρουν να σχεδιάσουν αποτελεσματικότερες θεραπείες για την παχυσαρκία και τα σχετιζόμενα με αυτή νοσήματα, όπως ο διαβήτης, δεδομένου ότι το ένα πέμπτο των ενηλίκων αναμένεται να είναι παχύσαρκοι έως το 2025.

Πηγές: Alexander R. Nectow, Marc Schneeberger, Hongxing Zhang, Bianca C. Field, Nicolas Renier, Estefania Azevedo, Bindiben Patel, Yupu Liang, Siddhartha Mitra, Marc Tessier-Lavigne, Ming-Hu Han, Jeffrey M. Friedman. Identification of a Brainstem Circuit Controlling Feeding. Cell, 2017; 170 (3): 429 DOI: 10.1016/j.cell.2017.06.045 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=894999

Ρομπότ-«οριγκάμι». Self-folding origami structure with TSMA actuator

Τα καινοτόμα αναδιπλούμενα μικροσυστήματα δεν διαθέτουν μπαταρία, γεγονός που τους χαρίζει «ανύπαρκτη» σιλουέτα και τους επιτρέπει να διπλώνουν σαν χαρτί.

Η παραδοσιακή ιαπωνική τέχνη του οριγκάμι, όπου ένα απλό κομμάτι χαρτί λαμβάνει τρισδιάστατη δομή μέσω του ειδικού διπλώματός του, ενέπνευσε αμερικανούς επιστήμονες ρομποτικής από το Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ. Εφαρμόζοντας την εν λόγω τεχνική, οι ειδικοί κατάφεραν να δημιουργήσουν μια νέα γενιά ρομπότ, τα οποία υπερπηδούν τα εμπόδια των ευαίσθητων και περίπλοκων καλωδιώσεων και της ογκώδους μπαταρίας, τα οποία αναδιπλώνονται σαν... χαρτί!

Συγκεκριμένα, η ομάδα των ερευνητών του Ινστιτούτου Εμβιομηχανικής Wyss ανέπτυξε αναδιπλούμενα ρομπότ τα οποία λειτουργούν άνευ μπαταρίας, λαμβάνουν ενέργεια εξ αποστάσεως ασύρματα και είναι ικανά να πραγματοποιούν περίπλοκες επαναλαμβανόμενες κινήσεις χωρίς τεχνικούς περιορισμούς, μέσω ενός μαγνητικού πεδίου.

«Όπως ακριβώς συμβαίνει με τα οριγκάμι, έτσι και τα ρομπότ που σχεδιάσαμε βασίζονται στην απλότητα» εξηγεί ο δρ Γιε-Σουνγκ Κο, ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης, ο οποίος ολοκλήρωσε το μεταδιδακτορικό του στο Wyss και πλέον είναι επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Ajou, στη Νότια Κορέα. «Το νέο μας σύστημα απαιτεί μόνο τα βασικά, παθητικά ηλεκτρονικά μέρη προκειμένου να παρέχει την απαραίτητη ενέργεια στο ρομπότ - η δομή του ρομπότ από μόνη της έχει σχεδιαστεί ώστε να του προσφέρει ό,τι ακριβώς χρειάζεται».

Ξεδιπλώνοντας το... ρομπότ

A shape memory alloy (SMA) coil spring actuator is fabricated by annealing an SMA wire wound on a rod. Four design parameters are needed for the winding: the wire diameter, the rod diameter, the pitch angle, and the number of active coils. These parameters determine the force and stroke produced by the actuator. The research goal is to establish an engineering design framework to select these parameters on the basis of a desired force and stoke.

Όπως εξηγούν οι επιστήμονες με δημοσίευσή τους στο επιστημονικό έντυπο «Science Robotics», το μυστικό των νέων ρομπότ-«οριγκάμι» κρύβεται σε ένα ειδικό κράμα με μνήμη σχήματος (shape-memory alloy - SMA), το οποίο τους επιτρέπει να επανέρχονται στο αρχικό τους σχήμα όταν αγγίξουν μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Κάτι τέτοιο σημαίνει ότι όταν τα ρομπότ είναι επίπεδα, βρίσκονται στην «ξεχειλωμένη» τους κατάσταση. Η επαναφορά στην αρχική τους κατάσταση γίνεται με τη βοήθεια ηλεκτρικού φορτίου η οποία αυξάνει τη θερμοκρασία στα κυκλώματα και στα πηνία τους. Όταν πάλι κρυώσουν, «ανοίγουν» και γίνονται και πάλι επίπεδα.

Κατά τους ειδικούς, η ενέργεια που δημιουργεί το ηλεκτρικό φορτίο και βοηθά τα ρομπότ να κινούνται, μεταφέρεται ασύρματα μέσω της ίδιας τεχνολογίας που χρησιμοποιούν οι ασύρματοι φορτιστές smartphones ή άλλων μικρών ηλεκτρονικών συσκευών. «Πέραν του ότι τα νέα ρομπότ μπορούν να πραγματοποιήσουν επαναλαμβανόμενες κινήσεις αναδίπλωσης, μας επιτρέπουν να έχουμε τον έλεγχο του πότε και πού θα συμβεί κάτι τέτοιο, γεγονός που σημαίνει ότι είναι ικανά για την εκτέλεση πιο περίπλοκων κινήσεων» αναφέρει ο ερευνητής Μουσταφά Μποϊβάτ.

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι το καινοτόμο αναδιπλούμενο σύστημά τους θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε πάρα πολλούς τομείς. Όπως για παράδειγμα στην Ιατρική, όπου θα μπορούσε να αντικαταστήσει το άβολο ενδοσκόπιο. Ο ασθενής θα καταπίνει ένα μικροσκοπικό ρομπότ το οποίο στη συνέχεια θα αναδιπλώνεται και θα τον εξετάζει εκ των έσω.

Πηγές: http://biorobotics.snu.ac.kr/research/ - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=894411

Προερχόμαστε κατά το ήμισυ από άλλους Γαλαξίες. Milky Way’s origins are not what they seem

Νέα έρευνα αποδεικνύει ότι είμαστε κυριολεκτικά από άλλον Γαλαξία. Study reveals that half of matter around us likely comes from far-flung galaxies. Pair of nearby galaxies with possible intergalactic transfer: This image shows M81 (bottom right) and M82 (upper left), a pair of nearby galaxies where 'intergalactic transfer' may be happening. Gas ejected by supernova explosions in M82 can travel through space and eventually contribute to the growth of M81. Credit: Fred Herrmann, 2014, cs.astronomy.com/asy/m/galaxies/489483.aspx

Σχεδόν τα μισά δομικά συστατικά του ηλιακού μας συστήματος προέρχονται από άλλους γαλαξίες, σύμφωνα με επιστημονική έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Τα μισά από τα άτομα που συνθέτουν τους πλανήτες, τον Ήλιο και φυσικά όλους τους ανθρώπους, δεν σχηματίστηκαν στο δικό μας γαλαξία, αλλά σε άλλους γαλαξίες, έτη φωτός μακριά», εξηγεί ο Κλοντ-Αντρέ Φοσέρ-Γκιγκέρ του Weinberg College of Arts and Sciences.

Αρχικά, από τα 94 χημικά στοιχεία που απαντώνται στη φύση (τα υπόλοιπα 24 συνθέτονται in vitro), μόνο το υδρογόνο υπήρχε σε πληθώρα στο Σύμπαν. Τα υπόλοιπα 93 σχηματίστηκαν σε βάθος δισεκατομμυρίων ετών, στους πυρήνες των άστρων, με τη βοήθεια της πυρηνικής σύντηξης.

Στη συνέχεια, οι εκρήξεις των μεγαλύτερων άστρων [supernova] εμπλούτισαν τον διαστρικό χώρο με βαρύτερα στοιχεία όπως ο άνθρακας, ο σίδηρος και το νάτριο, από τα οποία αποτελείται το σχετικά «νέο» ηλιακό μας σύστημα, ηλικίας μόλις 5 δισεκατομμυρίων ετών και όλα όσα το αποτελούν.

Όπως έδειξαν οι επιστήμονες, οι εκρήξεις των supernova είναι τόσο ισχυρές, που μπορούν να «σπρώξουν» τα βαρύτερα αυτά άτομα, από τον έναν Γαλαξία στον άλλο.

A Milky Way-like galaxy (Messier 101): A close-up view of the Messier 101 galaxy, which is a spiral galaxy similar to the Milky Way galaxy. The Messier 101 has a pancake-like shape that we view face-on. This perspective shows off the spiral structure that gives it the nickname the "Pinwheel Galaxy." Credit: NASA

«Ένα πολύ μεγάλο μέρος της πρώτης ύλης του Γαλαξία μας, είναι πιθανό να έφτασε ως εδώ από γειτονικούς γαλαξίες, πάνω σε ισχυρούς αστρικούς ανέμους (…) θα μπορούσαμε να θεωρήσουμε τους εαυτούς μας διαγαλαξιακούς μετανάστες», σημειώνει ο αστροφυσικός Ντάνιελ Αλκάζαρ, του πανεπιστημίου Northwestern, στο Ιλινόι.

Προσομοίωση της ροής αερίων που σχηματίζουν έναν γαλαξία σαν τον δικό μας. This simulation shows the complex gas flows participating in the formation of a Milky Way-like galaxy, as seen in the FIRE simulations. Face-on (left) and edge-on (right) views are shown. Credit: Philip Hopkins, Caltech

Η νέα διεθνής έρευνα υποδεικνύει πως η διασπορά των στοιχείων γίνεται σε πολύ μεγαλύτερη ακτίνα από ότι αρχικά πιστευόταν. Τα αποτελέσματα της έρευνας βέβαια, αφορούν στο «ελάχιστο» 4,9% της συνολικής ύλης του Σύμπαντος, μιας και το υπόλοιπο 95,1% αποτελείται από την περίφημη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, για τις οποίες δεν γνωρίζουμε σχεδόν τίποτα.

Η ανακάλυψη της σκοτεινής ύλης και ενέργειας έγινε το 1933 από τον Ελβετό αστρονόμο Φριτς Ζουίκι, που υπολογίζοντας «βαρυτικά» τη μάζα ενός γαλαξιακού σμήνους στον αστερισμό της Κόμης της Βερενίκης,διαπίστωσε πως ήταν 400 φορές μεγαλύτερη, από την εκτιμώμενη μάζα βάσει της λαμπρότητας των γαλαξιών.

Πηγές: The Cosmic Baryon Cycle and Galaxy Mass Assembly in the FIRE Simulations arXiv:1610.08523 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/1610.08523 - news.northwestern.edu - physicsgg

Ανακαλύφθηκαν εγκεφαλικά κύτταρα που ελέγχουν τη γήρανση. Brain cells found to control aging

Εφικτή η παράταση της ζωής; Scientists have found that stem cells in the brain's hypothalamus govern how fast aging occurs in the body. The finding, made in mice, could lead to new strategies for warding off age-related diseases and extending lifespan. Credit: © red150770 / Fotolia

Αμερικανοί ερευνητές ανακοίνωσαν ότι εντόπισαν εγκεφαλικά κύτταρα σε ποντίκια, τα οποία ελέγχουν τη γήρανση. Η ανακάλυψη αυτή ίσως οδηγήσει σε νέους τρόπους αντιμετώπισης των ασθενειών που σχετίζονται με τη γήρανση στους ανθρώπους, αλλά και την παράταση του προσδόκιμου επιβίωσης.

Όπως αναφέρεται σε άρθρο που δημοσιεύεται στο Nature, επιστημονική ομάδα του Κολεγίου Ιατρικής «Άλμπερτ Άινσταϊν» έκαναν εργαστηριακά πειράματα και απέδειξαν ότι τα ενήλικα νευρωνικά βλαστοκύτταρα στον υποθάλαμο ρυθμίζουν την ταχύτητα με την οποία γηράσκει το σώμα.

Οι ερευνητές γνώριζαν ήδη ότι τα ενήλικα νευρωνικά βλαστοκύτταρα που εντόπισαν είναι υπεύθυνα για τον σχηματισμό νέων εγκεφαλικών νευρώνων.

The hypothalamus (orange) acts like a computer's CPU (central processing unit), regulating a wide range of biological functions in the body and linking nerves and hormones.

Να σημειωθεί ότι, ο υποθάλαμος του εγκεφάλου παίζει καθοριστικό ρόλο σε διαδικασίες, όπως η ανάπτυξη, η αναπαραγωγή και ο μεταβολισμός.

«Η μελέτη δείχνει ότι ένας αριθμός υποθαλαμικών νευρωνικών βλαστοκυττάρων φθίνει φυσικά με την πάροδο του χρόνου στα ποντίκια και αυτή η φθορά επιταχύνει τη γήρανση. Αλλά παρατηρήσαμε επίσης ότι η επίδραση αυτής της απώλειας δεν είναι μην αναστρέψιμη. Αντικαθιστώντας αυτά τα βλαστοκύτταρα ή τα μόρια που παράγουν, μπορούμε να επιβραδύνουμε και ακόμα και να αντιστρέψουμε διάφορες πτυχές της γήρανσης στο σώμα», εξηγεί ο συγγραφέας της μελέτης Δρ Ντονγκσενγκ Τσάι.

Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι ο αριθμός των βλαστοκυττάρων του υποθαλάμου τα ποντίκια άρχισε να μειώνεται όταν ήταν περίπου 10 μηνών, δηλαδή αρκετούς μήνες πριν αρχίσουν να εμφανίζονται τα πρώρα σημάδια γήρανσης. 

«Μέχρι να γίνουν δύο ετών τα ποντίκια, δηλαδή να θεωρούνται ηλικιωμένα, τα περισσότερα εξ αυτών των κυττάρων είχαν εξαφανιστεί», προσθέτει ο Δρ Τσάι.

It is something that many have only dreamed of, but now scientists believe they may have found a way to reverse the signs of ageing.

Ο επόμενος στόχος των ειδικών είναι να καθορίσουν πως αυτά τα βλαστοκύτταρα ελέγχουν τη γήρανση. Αυτό μπορεί τελικά να οδηγήσει στην ανακάλυψη νέων θεραπειών για ασθένειες των γηρατειών και φυσικά να επιβραδύνουν τη διαδικασία της γήρανσης στους ανθρώπους.

Πάντως, οι ερευνητές σπεύδουν να υπενθυμίσουν ότι τα συμπεράσματά τους θεωρούνται προκαταρκτικά, πως σε καμιά περίπτωση τα πειραματικά αποτελέσματα δεν πρέπει να θεωρούνται ότι μπορούν να αφορούν και τους ανθρώπους.

Πηγές: Yalin Zhang, Min Soo Kim, Baosen Jia, Jingqi Yan, Juan Pablo Zuniga-Hertz, Cheng Han, Dongsheng Cai. Hypothalamic stem cells control ageing speed partly through exosomal miRNAs. Nature, 2017; DOI: 10.1038/nature23282 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=894316