Ebben a menüpontban hírek lesznek (természetesen tudományos), melyeket naponta frissítünk!

A legfényesebb objektum a korai Világegyetemben

Azonosították az eddigi legfényesebb objektumot a korai Világegyetemben. Az Ősrobbanás után mindössze 770 millió évvel létezett gigászi fekete lyuk tömege már akkor kétmilliárdszorosa volt a Napénak.

"Az egész égbolton talán száz ilyen objektum lehet annyira fényes, hogy észrevegyük" - mondta Daniel Mortlock (Imperial College, London), a kutatás vezetője. A legnagyobb távcsövekre és a legérzékenyebb detektorokra van szükség az első galaxisok és csillagok születésének megismeréséhez. A korai állapotok vizsgálatában az úgynevezett kvazárok segítenek. Ezek olyan ősi és aktív galaxismagok, amelyekbe sok anyag áramlott a környezetükből, és ez heves aktivitást eredményezett, emiatt igen távolról is észrevehetőek.

A messzi kvazárokat kereső korábbi felmérések főleg az optikai tartományban dolgoztak, azonban a legtávolabbi objektumok sugárzását a Világegyetem tágulása annyira megnyújtotta, hogy energiakibocsátásuk maximuma az infravörös hullámhosszakhoz tolódott.

A most azonosított kvazárt is az európai UKIRT teleszkóp infravörös felmérése (UKIDISS) segítségével fedezték fel. Később az objektum színképének részletes vizsgálatára az Európai Déli Obszervatórium (ESO) és a hawaii Északi Gemini távcső segítéségével került sor.

Az ULASJ112001.481064124.3 jelű kvazár a Világegyetem kezdőpillanatát jelző Ősrobbanás (Nagy Bumm) után 770 millió évvel létezett, sugárzása tehát 12,9 milliárd éven keresztül utazott, hogy elérjen hozzánk. A távolságát jelző vöröseltolódását z=7,085 értéknek állapították meg. Noha még messzebb lévő objektumot is azonosítottak már egy z=8,2-es vöröseltolódású gammavillanás keretében, a kvazárok között rekordernek számít a most talált objektum. A korábban ismert legmesszebb lévő kvazár vöröseltolódása z=6,4 volt, amely az Ősrobbanás után 870 millió évvel létezett állapotot jelöli.

Az ősi kvazár fantáziarajza. A centrumban az anyagkibocsátást produkáló fekete lyuk forró térségét kék szín jelzi, a vörös árnyalat pedig a környezetében lévő ionizált hidrogént mutatja. A kép nagyméretű változatának letölése (Gemini Observatory/AURA by Lynette Cook) 

A most felfedezett kvazár teljes energiakibocsátása 10¹³-szorosa a Napénak. A mérések alapján az objektum aktivitását egy közelítőleg kétmilliárd Nap tömegű fekete lyuk hozza létre. Utóbbi meglepően magas érték, és arra utal, hogy a Világegyetem korai időszakában igen gyorsan növekedtek egyes fekete lyukak.

Új fotó készült az egyik legnagyobb csillagot övező gigantikus burokról

A Plútó naptávolságánál tízszer nagyobb kiterjedésű porfelhőt azonosítottak az Univerzum egyik legnagyobb méretű csillaga, a Betelgeuse körül. A vörös szuperóriás égitest élete végéhez közeledve vetette le magáról az anyagot, amelyet minden korábbinál pontosabban sikerült feltérképezni.

Műholdak között hasít a hétfőn rendkívül közelre érkező kisbolygó

Hétfő este rendkívül közel, mindössze 12 ezer kilométerre halad el a Föld mellett egy autóbusz méretű kisbolygó. Noha becsapódásra a számítások szerint nem kerül sor, az égitest a GPS-műholdaknál is közelebb jön hozzánk. Ekkora égitestet ennyire közel még nem figyeltek meg.

A pályaszámítások alapján a 2011 MD jelű kisbolygó június 27-én (hétfőn), hazai idő szerint 19.14-kor lesz legközelebb a Földhöz, mindössze 12 ezer kilométerre bolygónk felszínétől. Bár ez az érték viszonylag csekély, még így is majdnem egy földátmérővel "véti el" planétánkat - tehát biztosan nem fog velünk összeütközni. Az alig egy hete felfedezett objektum a potenciális becsapódásaik miatt veszélyes földközeli kisbolygók közé tartozik - de még annak sem lennének súlyos következményei, ha ez a példány eltalálna bennünket.

Az égitestet a LINEAR nevű automata égbolttérképező programmal, június 22-én fedezték fel. Átmérője 9 és 30 méter közötti, a szakemberek a kisebb méretet tartják valószínűnek. Jelenleg közel 8 ezer ilyen objektumot ismernek, de ennél lényegesen több vár még felfedezésre. Bár alkalmanként a földközeli kisbolygók erősen megközelítenek bennünket, általában tőlünk viszonylag távol járnak, ezért alig látszanak. Megfigyelésük és felfedezésük csak akkor lehetséges, amikor a Földhöz közel mozognak. A 2011 MD kisbolygó is csak a napokban látható közepes távcsövekkel, később még a legnagyobb teleszkópok elől is eltűnik, annyira elhalványul.

A 2011 MD kisbolygó pályája a Földhöz viszonyítva (NASA

Noha becsapódásra nem kerül sor, a randevú során a kisbolygó több műholdnál, például a globális helyzetmeghatározó rendszert képező GPS-műholdaknál is közelebb jön hozzánk. Az égtest a Föld északi féltekéje irányából közelít meg bennünket, és legszorosabban a déli félteke, az Antarktisz felett halad majd el mellettünk. Ennek során olyan erős pályaváltozást szenved, hogy mozgása megváltozik, és az északi félteke irányában távolodik el tőlünk.

Ekkora égitestek a becslések szerint átlagosan mintegy hatévente jutnak ennyire közel bolygónkhoz. Milyen következményekkel járna, ha egyikük eltalálná a Földet? A következmények elsősorban az égitest méretétől függenek. A 10-15 méter körüli testek biztonságos magasságban, a felszín felett robbannak fel. Hasonló volt például a 2008 TC3 jelű aszteroida, amely Szudán felett semmisült meg, és lehulló kisebb darabjait meteoritok formájában meg is találták.

Veszélyt akkor jelentene egy ilyen kisbolygó, ha mérete meghaladná az 50-80 métert. Ekkora lehetett a Tunguz-robbanást kiváltó objektum, amely 1908-ben közel 8,5 kilométer magasan semmisült meg, de léglökéshulláma elérte a felszínt, ahol súlyos pusztítást végzett. Még veszélyesebbek a közel 100 méteres és nagyobb testek, amelyek már a felszínt is elérhetik, és becsapódásukkal krátert hoznak létre. Ha az objektum mérete egy kilométer körüli vagy nagyobb, az esemény globális következménnyel járhat.

Az eddig megfigyelt legszorosabb kisbolygó-közelítések:

A fenti táblázatból látható, hogy a 2011 MD kisbolygó randevúja a Földdel vagy az eddig megfigyelt legszorosabb közelítés lesz, vagy attól nem sokkal marad el. Méretét is tekintve viszont vezeti a listát, ekkora égitestet ennyire közel még nem figyeltek meg. Az aszteroida a műholdak között fog elhaladni, azonban az ütközés esélyét elhanyagolhatónak tekintik a szakemberek.

A bolygónkhoz veszélyesen közel jutó égitestek közül az 580 méteres 1999 RQ36 jelű kisbolygó űrszondás vizsgálatára az Osiris-Rex nevű küldetés indul néhány év múlva, mint arról korábbi cikkünkben részletesen beszámoltunk. Még később pedig a NASA tervei között egy emberes expedíció is szerepel, amelynek előkészítésére és az űrhajósok munkájának szimulálására egy tenger alatti bázist készítenek.

A rejtett agyra is szükség van a tanuláshoz

Agysejtjeinknek csak mintegy tizenöt százalékát alkotják az idegsejtek, a többi részt az úgynevezett gliasejtek teszik ki. A szakemberek között nagyon sokáig tartotta magát az a nézet, hogy ezek a sejtek csupán az agy szerkezetének kialakításában vesznek részt, ám a legutóbbi vizsgálatokból kiderült, hogy fontos szerepet játszanak a neuronok működésének szabályozásában és a tanulásban is.

A Föld egyik legrejtélyesebb dolga a két fülünk közt helyezkedik el. Bár az utóbbi években rohamosan bővült tudásunk az aggyal kapcsolatban, még mindig jóval több a titok, mint a megoldott kérdés. Az aggyal kapcsolatos felfogásunk egészen a közelmúltig egy évszázados elképzelésre, az úgynevezett neuron doktrinán alapult. Ez az elmélet azt állítja, hogy az idegrendszer összes információját elektromos impulzusok szállítják a szinaptikus kapcsolatokkal összekötött neuronok hálózatán keresztül. Ezen az alapelven azonban mély repedések keletkeztek.

Több funkciójú gliasejtek

Az új kutatások bebizonyították, hogy bizonyos információk teljesen megkerülik a neuronokat, ráadásul elektromosság nélkül áramlanak az úgynevezett gliasejtek hálózatán át. Ezek az új tanulmányok fenekestől felforgatták ismereteinket, amelyeket idáig az agyfunkciókról szereztünk az egészséges és a beteg szervezetben. Választ adtak viszont - legalábbis részben - olyan régi fejtörőkre, hogy miként emlékezünk és tanulunk.

Galaktikus porvihart okozott két galaxis ütközése

Egy egész csillagvárosban felkavarodott az égitestek közötti finom por, nagy valószínűséggel egy másik galaxissal történt ütközés következtében. A Hubble-űrtávcső látványos felvételén a Centaurus-A galaxis csillagközi felhői minden korábbinál részletesebben tanulmányozhatók.

Csillagközi porfelhők hálózata rajzolódik ki a Centaurus-A (vagy NGC 5128) galaxis képén. A tőlünk mintegy 11 millió fényévre lévő objektum legfeltűnőbb alakzata egy hatalmas, lapos és torzult korong alakban nyúló képződmény, amelyben sűrű porfelhők figyelhetők meg. A mellékelt képet a Hubble-űrtávcső (HST) rögzítette az objektumról. A HST detektorai az optikai mellett az ultraibolya és a közeli infravörös tartományra is érzékenyek. Ennek köszönhetően a por által takart területre is jobban belát a Hubble, mint amennyire az kizárólag az optikai tartományban lehetséges.

A Centaurus-A sötét porfelhői a Hubble-űrtávcső képén. A kép nagyméretű változatának letöltése (NASA, ESA, STScI)

A porfelhők alakja és eloszlása alapján a közelmúltban egy másik galaxis ütközhetett az objektumnak. A kataklizma során támadt lökéshullámok megkavarták a poranyagot, és néhol heves csillagkeletkezést indítottak el. Ebbe a galaktikus porviharnak is nevezhető folyamatba nyújt bepillantást a mellékelt kép. A galaxis centruma egyébként egy aktív, szuper-nagytömegű fekete lyukat is tartalmaz, amely két anyagsugarat lövell ki az űrbe, mint arról nemrég egy szintén látványos kép kapcsán beszámoltunk. Utóbbi azonban nem látható a Hubble képén, mivel azt a rádiótartományban lehet ideálisan megfigyelni.

Megvan a HIV gyenge pontja

A tudósok egy korábban a tőzsdén és a fizikában használt robusztus matematikai eszköz segítségével találták meg a HIV-vírus Achilles-sarkát, amely jövőbeni, hatékony AIDS-gyógyszerek első számú célpontja lehet.

Az MIT és az AIDS-kutatással foglalkozó tudósokat összefogó Ragon Intézet közös tanulmánya meglepő hipotézissel él: a HIV-vakcináknak hanyagolniuk kell a teljes letámadás stratégiáját, inkább pár, kiemelt célpontra érdemes koncentrálni. Él a földön néhány olyan ember, akinek a szervezete képes uralni a vírust mindenféle kezelés nélkül. Ezeknek az embereknek a szervezete is leggyakrabban kifejezetten ezen a gyenge ponton támadja a vírust.

Az AIDS

Az AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome = szerzett immunhiányos tünetegyüttes) a HIV vírus által előidézett, gyakorlatilag 100%-os halálozási aránnyal járó betegség. A vírust egymástól függetlenül fedezte fel két kutató, Luc Montagnier és Robert Gallo 1981-ben. Az eddigi adatok alapján a HIV körülbelül 100 éve van jelen a Földön, és valószínűleg a zöld majomról terjedt át az emberre.

Nem volt kapaszkodó

A legnagyobb probléma HIV-vel az, hogy a vírus nagyon sokat mutálódik. Azonban a kutatások kimutatták, hogy a HIV néhány szektora, aminosavanak egyes csoportjai ritkán - egyes vélemények szerint sohasem - mutálódnak. A tudósok úgy gondolják, hogy a vírusnak sértetlenül meg kell tartania egyes részeit az életben maradáshoz. Ezen szektorok támadása csapdába csalhatja a HIV-et: ha mutálódik, elromlik a belső szerkezete, és kimúlik. Amennyiben nem mutálódik, gyenge lesz a gyógyszerekkel vagy védőoltásokkal szemben.

Ahhoz, hogy megtalálják a HIV sebezhető pontjait, a kutatók egy statisztikai módszerhez nyúltak vissza, a véletlen mátrix elmélethez, amelyet manapság a fizikában és a tőzsdén alkalmaznak. Azonban, míg a részvénypiac szektorai mára jól meghatározottak, a Ragon kutatói nem feltétlenül tudják, milyen víruszektorokat keresnek. Ez volt eddig az egyik legnagyobb probléma az AIDS elleni küzdelemben: nem lehetett megtalálni a mintázatokat a gyorsan mutálódó vírusban.

A probléma megoldása érdekében a kutatók tisztán matematikailag definiálták a szektorokat: a véletlen mátrix elmélet segítségével végignézték a HIV genetikai kódját a korrelált mutációk szerint – a már meglévő tudás, a megismert funkciók, szerkezetek figyelmen kívül hagyásával. Azt találták, hogy az úgynevezett 3-as szektor viseli el a legkevesebb mutációt. Ez a rész tartalmazza a HIV "Gag"-nak nevezett genomját, amely a vírus belső, strukturális fehérjéit kódolja.

Evolúciós csapda

Korábbi kutatások megmutatták, hogy a vírus belső héjának méhsejt-szerkezete van. Mint kiderült, a 3-as szektor egy része formálja a méhsejt-szerkezet sarkait. Amennyiben ez a rész túl sok mutáción megy keresztül, nem illeszkednek többé és a tok összeomlik.

A méhsejt-szerkezet

Dr. Bruce Walker HIV-kutató évek óta tanulmányozza azt a körülbelül 300 ritka esetet, amikor a páciensek képesek gyógyszerek nélkül kontroll alatt tartani a HIV-et. Most újra megvizsgálta ezeket az eseteket és azt találta, hogy a ezeknek az embereknek az immunrendszere legtöbbször szintén a 3-as szektort támadja. Sőt, kiderült, hogy a ugyanezt a szektort gyakran támadja azoknak az immunrendszere is, akik sikertelenül küzdenek a HIV ellen. Ők azonban csak erőforrásaik töredékét fordítják erre, míg a többit a vírus könnyen mutálódó részeire pazarolják. Ez a felismerés adta a tanulmány fő hipotézisét: a vakcináknak nem általános, válogatás nélküli támadást kell intézniük a vírus ellen, hanem a 3-as szektorra és más ritkán mutálódó részekre kell koncentrálniuk.

A Ragon Intézet kutatásainak egy másik ága az immunrendszerre koncentrált – azokra az úgynevezett T-sejtekre, amelyek megtámadnak más, már HIV-fertőzött sejteket. Sok tudós úgy gondolja, a sikeres HIV-vakcinának szüksége lesz antitestekre, amelyek megtámadják a szabadon lebegő HIV-vírust is. Az intézeten belül ezért felállítottak egy csapatot, hogy a véletlen mátrix elméletet az antitest-alapú vakcinákra is alkalmazzák.

Megfejtették a csillagközi por keletkezésének titkát

Bár a csillagközi térben rengeteg por található, létrejöttének módja ma még nem minden részletében tisztázott. Az egyik elmélet szerint a szénalapú porszemcsék olyan csillagok közelében alakulnak ki, amelyek héliumot égetnek szénné. A modellek azt jósolják, ez a folyamat olyan régiókban zajlik, ahol nagy nyomású, kis hőmérsékletű gáz a domináns komponens.Késői színképtípusú óriáscsillagoknál nincs is gond, számos megfigyelés jelzi azonban, hogy nagyon forró, nagytömegű csillagok is aktívan produkálnak port, ilyenek például a szénben gazdag Wolf-Rayet csillagok. A kanadai MOST (Microvariability & Oscillations of Stars) űrteleszkóppal végzett fotometriai észleléseken alapuló vizsgálatok ennek a folyamatnak a jobb megértésében segíthetnek.

A Hubble Űrteleszkóp felvétele a WR 124 katalógusjelű Wolf-Rayet csillag körüli M1-67 jelű ködről. [Y. Grosdidier, A. Moffat (Université de Montréal), NASA]
A csillagászok a CV Serpentis katalógusjelű, 29,7 nap periódusidejű kettőst vizsgálták, melynek egyik komponense egy WR csillag, a másik pedig egy szintén nagytömegű, forró, fősorozati O színképtípusú csillag. A 1867-ben felfedezett WR csillagok olyan nagytömegű objektumok, melyek életük utolsó szakaszában járnak. A magjukban már minden hidrogént elégettek, így ott már héliumfúzió zajlik. A nagyenergiájú fotonok miatt felszínükről csillagszél formájában jelentős mennyiségű anyag távozik, ami gazdag szénatomokban, melyek később megfelelő környezetben porszemcsékké alakulnak. Kérdés, hogy a forró csillagok körül hol állhatnak elő a porszemek kialakulásához szükséges feltételek.

A CV Ser, illetve a hozzá hasonló kettősök esetében ez ott következhet be, ahol a két forró komponens csillagszele találkozik, ütközik egymással. A kialakuló lökéshullám következtében egy nagy sűrűségű tartomány jön létre, amelyben ráadásul az anyag radiatív hűlése is jó hatásfokkal zajlik. Így feltételek állhatnak elő a porszemcsék képződéséhez.

A kutatók a MOST műholddal 2009-ben és 2010-ben is észlelték a kettős rendszert, a keringési periódust meghaladó hosszúságú időtartamban. Ezalatt a WR komponensről kiáramló csillagszél kétszer is részben elfedte az O típusú komponenst. A 2009-es megfigyelések fénygörbéit elemezve azt tapasztalták, hogy a két egymást követő fedés jelentősen különbözik, a második 70 százalékkal mélyebb volt.

A CV Ser fénygörbéje. Az első fedés mélysége a korábban észleltekhez képest normális, az egy keringési periódusnyi idővel később bekövetkezetté azonban mintegy 70%-kal mélyebb, ami a WR komponens tömegvesztési rátájának hirtelen megnövekedésére utal. [David-Uraz és tsai]
A jelenség a fedést létrehozó anyag, végső soron pedig a WR komponens tömegvesztési rátájának hasonló mértékű megnövekedésével magyarázható. Korábban azonban még soha nem észlelték a csillagszél paramétereinek ilyen rövid idő alatt bekövetkező drasztikus változását. A hirtelen nagyobb tömegben kibocsátott anyag a por csomósodását gyorsíthatja fel, azaz a fotometriai megfigyelésekkel tulajdonképpen a porképződés folyamatának egy mozzanatát sikerült elcsípni.

Új víztisztítót tesztelnek az utolsó űrrepülőgépen

A tiszta víz nagy kincs a világűrben. A Nemzetközi Űrállomáson nemrég új víztisztító berendezést állítottak működésbe, de a rendszer nem volt hibátlan, és a távlati fejlesztéseket szem előtt tartva azóta is kísérleteznek a további módszerekkel.

Egy ilyen tesztre kerül sor az utolsó űrrepülőgépes küldetés során is. Az új készülék az ozmózis elve alapján tisztítja meg és teszi ihatóvá a vizet. A folyamatban egy féligáteresztő hártya játssza a főszerepet, amely a vízmolekulákat átengedi, de sok egyéb szennyezőanyagnak útját állja. A technológiát rendszeresen alkalmazzák a Földön, de a világűrben még nem tesztelték részletesen.

A súlytalanságban nem tudni, hogy pontosan miként működik a folyamat. A felhasznált tégelyekbe mesterségesen oldatokat injekcióznak, és azt vizsgálják, hogy miként mozognak a víz és a benne oldott anyag molekulái. Elképezhető ugyanis, hogy az összetevők cseppeket alkotnak, és nem haladnak át a membránon.

Az elhasznált víz, valamint a vizelet tisztítására is alkalmas új eszközt próbálnak ki az Atlantis utolsó útja során. Sikeres tesztek esetén a műszert az űrruhába is beszerelhetik, hogy az űrhajósok a mozgásuk révén segítsék a saját vizeletük megtisztítását.

Az egyik fontos feladathoz, a vizelet tisztásához mindez azonban nem elegendő, ott aktív szenet tartalmazó szűrőt is használnak majd. Az Atlantis küldetése során hat tartályban, öt órán keresztül zajlanak majd a kísérletek azt követően, hogy az űrrepülőgép levált az űrállomásról.

A tasakok felét néhány percig rázni is fogják, vizsgálandó a mechanikai hatás következményeit. Ha a rázás segít a folyamatban, a rendszer továbbfejlesztett változatát az űrruhába is beszerelhetik, és az asztronauta munkavégzése során fellépő mozgás segíthet a folyadék, esetleg saját vizelete megtisztításában.

Elektromos orrot készítettek a nanotechnológia felhasználásával

Egy holland kutatóközpont számos gázérzékelő eljáráson dolgozik, miközben szüntelenül igyekszik csökkenteni az érzékelők, a kiolvasó elektronika méretét és az energiafogyasztást. Legújabb fejlesztésük egy önálló chipre ültetett e-orr (elektromos orr).

A Holst Központ által kifejlesztett nitrogén-oxid gázérzékelő rendkívül érzékeny, és tervezésekor a költséghatékony tömegtermelést is szem előtt tartották. A világ egyik legkisebb, alacsony energiafogyasztású gázérzékelője már ppb (parts per billion, azaz egy részecske egymilliárd között) mennyiségben képes érzékelni a különböző nitrogén-oxidokat.

A nitrogén-oxidok, különösen a nitrogén-monoxid és a nitrogén-dioxid gyakori légszennyező anyagok, és a fő kiindulási anyagai sokféle másodlagos szennyező anyagnak. Természetes módon is előfordulnak a levegőben néhány tíz ppb mennyiségben. Amikor azonban koncentrációjuk 100 ppb fölé emelkedik, légzési és más egészségügyi problémákat okozhatnak.

Korábban ilyen mennyiségű nitrogén-oxid érzékelése csak nagyméretű, nagy energiafogyasztású eszközökkel volt lehetséges, amely korlátozta a berendezések használhatóságát. Az Imec és a Holst Központ most egy olyan új szenzort mutatott be, amely ugyanolyan pontosságot nyújt, mint a korábbi "behemót" eszközök, az átmérője azonban csupán néhány mikrométer.

Mikroprocesszor vezérli az intelligens műlábat

Már nem katonai személyek is hozzájuthatnak a bionikus lábhoz, mely funkcióit tekintve alig különbözik az igazitól. A protézis egy teljesen intelligensen működő láb mikroproceszorral és öt érzékelővel, amely szinkronizálja a végtag mozgását, és akár hátrafelé is lehet vele menni. A bionikus láb kis darabszámban készül, az ára 95 ezer dollár (17,5 millió forint).

A fejlettebb gerincesekhez hasonló intelligenciájuk van a polipoknak

A lassú mozgású puhatestűeket általában nem tartjuk intelligenciabajnokoknak, és egy csiga vagy kagyló valóban nemigen tündököl az eszével. Akad azonban a puhatestűeknek egy csoportja, ahová olyan állatok tartoznak, amelyek értelmi képességei egyes kutatók szerint megközelítik a csimpánzokét.

A polipok nagyon kíváncsi állatok, és Arisztotelész ezt annak idején ostobaságuk jeleként értékelte. Elvégre - érvelt - elég csak a kezünkkel integetni az irányukba, és ezzel olyan közel csalhatjuk őket, hogy könnyen megfoghatjuk az állatokat. Ma már tudjuk, hogy ez csupán egyik példája annak, mennyire okosak. A lábasfejűek - polipok, kalmárok, tintahalak és csigaházas polipok - képesek labirintusokban navigálni, eszközt használni, más fajokat utánozni, egymástól tanulni és összetett feladatokat megoldani. Ha elfogadjuk a legújabb kutatások eredményeit, akkor ezek a képességek az éntudat kezdetleges formájának tekinthetők.

A lábasfejűek leghatásosabb trükkjeihez hasonlókat csak a legértelmesebb gerinceseknél, a csimpánzoknál, delfineknél és varjúféléknél figyelhetünk meg, holott egészen eltérő útvonalon fejlődtek csigaszerű ősökből, és agyuk is teljesen idegen számunkra.

Annak megértése tehát, hogy miként vezetett ez a két nagyon különböző útvonal ugyanazokhoz a bámulatos képességekhez, azzal kecsegtet, hogy eljutunk az intelligencia gyökereihez. Ötvenévnyi kutatás után a legutóbbi anatómiai tanulmányok már némi bepillantást engednek abba, milyen felépítés szükséges az összetett viselkedéshez. Más kutatók eközben azt vizsgálják, mikor és miért alakult ki ez az intelligencia, és mely állatok jutottak el először erre a szintre.

A polipagy vizsgálata

Egészen a közelmúltig lehetetlen volt megvizsgálni a lábasfejűek agyának belső működését. Annyit sikerült kideríteni, hogy a lábasfejűek agya - a gerincesekéhez hasonlóan - a fejben koncentrálódik, sőt egy részét egy porcos tok veszi körül. A többi gerinctelennél nincs ilyen központosított agy, hanem az idegdúcok vagy ganglionok kötéllétraszerűen futnak végig a test hosszában.

A polipok agyát mintegy 500 millió neuron alkotja - hozzávetőleg annyi, mint a kutyákét. A miénkhez hasonlóan két félre oszlik, ezeket idegrostok kötik össze. Az agy ezután még újabb specializált lebenyekre oszlik. Egyes lebenyek - az emlősök agyához hasonlóan - barázdáltak, ami jelentősen megnöveli a felszínt. A neuronok közötti távolság rövidebb, mint más puhatestűeknél, ami az idegimpulzusok gyorsabb átvitelét teszi lehetővé. Mindez ahhoz vezet, hogy az agy gyorsan tudja feldolgozni az információt, és sok hely marad a memóriatárolásra.

Tintahal

Az elmúlt néhány évben a kutatók a legújabb technikák felhasználásával mélyebb ismereteket szereztek az élő agyszövetről. Minél többet tudnak meg a polipok agyműködéséről, annál több párhuzamot fedeznek fel saját agyunk működésével.

A munka egyik vezető kutatója Binyamin Hochner, a jeruzsálemi Héber Egyetem neurofiziológusa. Hochner felfedezte, hogy a függőleges lebeny - amelyről már régóta tudják , hogy a tanulás és a memória központja a legtöbb lábasfejűnél - neuronjai  nagyon hasonlóan szerveződnek a gerincesek hippokampuszához, amely többé-kevésbé hasonló feladatokat lát el.

A hasonlóság lenyűgöző, különösen, ha azt is figyelembe vesszük, hogy a lábasfejűek neuronjai sokkal egyszerűbbek, mint a gerincesek agysejtjei. Nem borítja őket például az ingerületátvitelt meggyorsító mielinhüvely, ami arra utal, hogy ha az intelligens viselkedésről van szó, akkor nem az építőelemek, hanem az agy általános felépítése számít inkább.

Példák az intelligens viselkedésre

A lábasfejűek rendkívüli hasznot húznak abból, hogy testük alakja szinte korlátlanul változtatható. Ezenkívül rendkívül jól bánnak 8 (polipok), 10 (tintahalak és kalmárok), illetve még több (csigaházas polipok) karjukkal. A polipagykutatókat például néha az őrületbe kergetik manipulációs képességeikkel.

Jennifer Basil, a New York Városi Egyetem lábasfejűekkel foglalkozó kutatója elmesélte, hogy tréfálta meg egyik munkatársát egy polip. "Azt gondolta, hogy sikerült elaltatnia a polipot, így beleszúrta az elektródát. A polip erre kinyújtotta az egyik karját, és kihúzta." A kolléga ezután felhagyott a polipokkal való munkával. Azt mondta, sok állattal dolgozott már, de ezek az állatok tudják, mire gondol. Persze csak viccelt, de sok kutató komolyan gondolja, hogy a lábasfejűek rendelkeznek bizonyos éntudattal.

Az elképzelés fő szószólója Jennifer Mather, a kanadai Lethbridge-i Egyetem összehasonlító pszichológusa. Az éntudatot nehéz meghatározni, de Mather azt mondja, hogy ha az én térbeli érzékelését, illetve a korábbi tapasztalatokra és a jelenlegi helyzet mérlegelésére alapozott döntéshozatal képességét tekintjük, akkor a lábasfejűek gond nélkül megfelelnek az elvárásoknak.

Nagy visszhangot keltett az a felfedezés is, hogy a polipok eszközöket használnak, amit korábban szintén csak a legértelmesebb gerinceseknél figyeltek meg. A Csendes-óceán trópusi vizeiben, főként Indonézia környékén élő, közepes termetű erezett polip (Amphioctopus marginatus) megmerevíti 15 centiméter hosszú karjait, és így, "gólyalábakon" járva képes magával hurcolni egy fél kókuszdióhéjat az óceán fenekén. A polip kissé esetlen manőverezésének egyetlen haszna van: az arréb hurcolt kókuszhéjat később búvóhelyeként vagy álcaként használhatja a sivár tengerfenéken.

A lábasfejűek agyának és értelmének kutatása most is nagy lendülettel folyik, és az egyre fejlettebb technikák alkalmazása valószínűleg még sok meglepetéssel szolgál majd e különös lények intelligenciájáról.

Sosem látott alakzatokat azonosítottak a Merkúr felszínén

Ismeretlen eredetű világos foltokat, a Holdétól eltérő ásványi összetételt és rejtélyes részecskezáporokat figyelt meg a Messenger-űrszonda a Merkúron. A bolygó körül keringő szonda március óta közel tízezer képet készített, és a mágneses teret is részletesen tanulmányozta.

"Sosem láttunk még ilyen alakzatokat sem a Merkúron, sem a Holdon" - mondta Brett Denevi, a Johns Hopkins Egyetem munkatársa a Messenger-űrszonda eredményeiről. A NASA június 16-án tartott sajtótájékoztatót a Merkúrral kapcsolatos legújabb felfedezésekről.

A bolygó körül lassan már harmadik hónapja keringő űreszköz tökéletes állapotban van. A Messenger 2011. március 18. óta majdnem tízezer felvételt rögzített a bolygóról, emellett sok színképi mérést is végzett, valamint a mágneses teret is részletesen tanulmányozta. Az elmúlt hetekben a Merkúr és vele együtt a szonda is áthaladt pályájának a Naphoz legközelebbi pontján, ahol igen erős besugárzás érkezik csillagunktól - a kérdéses időszakot probléma nélkül vészelte át az űreszköz.

Az első felvételeken megfigyelt talán legérdekesebb alakzatok a már részben korábban is észlelt világos foltok, amelyek kráterek aljzatán mutatkoznak. Bár az alakzatok eredete továbbra is kérdéses, a 10 méteres felbontású képeken sok újabb részletet figyeltek meg. Kiderült, hogy gyakran kisebb mélyedésekből és azokat övező világos halmokból tevődnek össze.

A Merkúr melletti elhaladások során (balra) és bolygó körüli pályán keringve (jobbra) készült képek ugyanarról a helyről(NASA, JHUAPL, UW)

Ezeknek a néhány száz méter vagy kilométer átmérőjű mélyedéseknek nincs peremük, és feltehetőleg nem becsapódásos kráterek, hanem talán egykori vulkáni kitörési központok, de erre jelenleg nincs bizonyíték. Elterjedésüket tekintve a kráterek központi csúcsánál, az aljzaton futó gyűrű alakú töréseknél vagy a kráterlejtők belső peremén jellemzők, és viszonylag fiatalnak tűnnek.

A világos belső területeket mutató Degas-kráter

Néhány furcsa, világos peremű kis mélyedés (NASA, JHUAPL, UW)

A színképi mérések alapján a Holddal ellentétben a Merkúr felszínén nem a földpát ásványok dominálhatnak, de a pontos összetétel még nem ismert. A mérések továbbá viszonylag sok ként mutattak ki, ami egybevág korábbi földi távcsöves megfigyelésekkel, amelyek szulfid ásványok jelenlétére utaltak a bolygón. Úgy fest, hogy az anyag, amelyből a Merkúr kialakult, kevésbé volt oxidált állapotban, mint azok az ősi szemcsék, amelyek a Földet és a mi bolygónk naptávolságában lévő testeket építették fel.

Az elemarányok alapján a Merkúr kőzetei (körök középen lent) a Mars és a Föld kőzeteihez jobban hasonlítanak, mint a Holdon megfigyeltekhez (NASA, JHOUAPL, UW)

A lézeres magasságmérő domborzatmérései alapján a bolygónak az északi sarkvidéke viszonylag kis magasságban fekszik, emellett a Merkúr legmagasabb és legmélyebb pontjának szintkülönbsége nem több 9 kilométernél. A magasságmérések szerint a poláris kráterek elég mélyek ahhoz, hogy belsejükbe szinte soha ne világítson be a napfény, és aljzatukon a korábbi feltételezéseknek megfelelően vízjég lehessen.

A bolygó mágneses terének megfigyelése során négy alkalommal azonosítottak intenzív kitöréseket, amikor a Merkúr magnetoszférájában mozgó töltött részecskék mennyisége és az általuk szállított energia ugrásszerűen megnövekedett. A jelenség oka egyelőre nem ismert. A Messenger a következő hónapokban is folytatja megfigyeléseit, és az idei év végére, legkésőbb 2012 elejére sok újabb érdekesség bejelentése várható az eddig Földre érkezett adatok mennyisége alapján.

Hajtóművekhez hasonló anyagkibocsátás mozgatja a hiperaktív üstököst

Hiperaktív üstökösnek nevezték a nemrég meglátogatott Hartley-2 jelű kométát a szakemberek. Az üstökösmag két nagy része eltérő körülmények között jöhetett létre, több tengely körüli forgását ma is aktív folyamatok gerjeszthetik.

Különleges üstökösnek bizonyult a Hartley-2, amelyet az EPOXI-űrszonda 2010. november 4-én látogatott meg. Az űreszköz egyik eleme eredetileg Deep Impact néven hajtott végre sikeres becsapódást a Temple-1 üstökösnél, majd újabb feladatot kapott, és ekkor keresztelték át EPOXI-ra. Az új küldetés keretében mintegy 700 kilométerre haladt el a Hartley-2 üstökös mellett és készített róla látványos felvételeket.

A megfigyelések alapján egyértelmű, hogy az üstökösmagot két nagy, egyenetlen felszínű tömb és egy azokat összekötő keskenyebb, sima rész építi fel. Az utóbbi terület a kutatók szerint üledékes eredetű, és olyan szemcsék alkotják, amelyek a két nagy, szélső tömbről kis sebességgel lelökődtek, majd a felszínre visszahullottak, vagy esetleg a felszínen mozogtak és felhalmozódtak.

A jelenlegi megfigyelések elsőként utalnak arra, hogy az üstökösök felszínén is van olyan anyagmozgás, amelynek keretében egyes szemcsék úgy változtatnak helyet, hogy az égitesten maradnak vagy oda visszahullanak. Korábban csak arra volt bizonyíték, hogy az anyag egy része végleg elhagyja az üstökösmagokat. A kutatók a Science folyóirat június 16-i számában közölték új eredményeiket a küldetésről.

Az üstökös két nagy tömbjének felszínén néhol akár 50 méter magas és 80 méter átmérőjű kiálló testek is megjelennek (az üstökösmag teljes hossza körülbelül 1,5 kilométer). Ezeknek a kiálló testeknek némelyike szokatlanul erősen veri vissza a fényt, aminek az oka egyelőre nem ismert. Emellett a két nagy tömbből kiáramló szén-dioxid és víz aránya nem egyezik meg egymással. Elképzelhető, hogy mindez összetételbeli különbséget tükröz - ebben az esetben a két nagy test talán egymástól eltérő körülmények között jött létre.

Az üstökös magja körül mozgó, a felszínről kilökődött jégtömbök (NASA)

Az üstökösmag mozgásával kapcsolatban kiderült, hogy egyszerre két tengely körül is forog (ami önmagában nem egyedi a Naprendszerben az apró égitestek között). Elképzelhető, hogy a bukdácsoló jellegű mozgás gyakori az ennyire aktív üstökösmagoknál. Ennek oka, hogy a felszínről kiinduló anyagkibocsátás miniatűr rakétahajtóművekhez hasonlóan próbálja módosítani a test mozgását. Az utóbbi erőhatások pedig igen változékonyak, mivel a besugárzástól és a felszíni anyag jellemzőitől egyaránt függhet, hogy mikor melyik terület lesz aktív, és bocsát ki port és gázt.

A Hartley-2 két nagy oldalsó tömbjéből kiszabaduló szén-dioxi anyagáramlásának modellje (NASA)

A Hartley-2 a legaktívabb üstökös az eddig űrszondával meglátogatott kométák között, bár a csak távcsővel megfigyelt üstökösmagok között sok hasonlóan aktív égitest létezik. Maga az EPOXI-szonda továbbra is jó állapotban van, de a hajtóanyaga gyakorlatilag elfogyott, ezért további égitestet feltehetőleg már nem tud meglátogatni.

Így ihatnánk meg a tengervizet 

A világon egyre nagyobb gondot jelent az emberek ellátása édesvízzel. A tengervíz sótalanítása azonban jelenleg nagyon drága és kis hatásfokú. Egy angol kutatócsoport által javasolt nanotechnológiai eljárás hatékonyabb megoldást kínálhat.

A világ népességének növekedési üteme alapján feltételezik, hogy 2030-ra a mostani egyharmadával növekszik a Föld lakosságának édesvízigénye. Ez azért is aggasztó előrejelzés, mert több mint egymilliárd ember már most sem jut elegendő mennyiségű és minőségű ivóvízhez. A gond egyik megoldása lehetne, ha sikerülne elfogadható áron megvalósítani a tengervíz ma még rendkívül költséges sótalanítását.

Jason Reese, a glasgow-i Strathclyde Egyetem termodinamikai és folyadékmechanikai professzora úgy véli, hogy szén nanocsövek felhasználásával a jelenleginél jóval olcsóbbá lehetne tenni a tengervíz sótalanítását. Elképzelését a Physics World szakfolyóirat e havi számában ismertette.

Reese és kutatócsoportja egyatomnyi vastagságú, hengerekbe göngyölt szén nanocsöveket vizsgált számítógépes szimulációkkal a laboratóriumában. Céljuk az volt, hogy kiderítsék, miként lehet felhasználni ezeket a szerkezeteket arra, hogy tiszta ivóvizet állítsanak elő tengervízből.

Akár több száz évig is élhetünk

Az Egyesült Államokban élő magyar kutatóorvos Koller Ákos professzor, a Pécsi Tudományegyetem Kórélettani és Gerontológiai Intézete vezetőjének meghívására érkezett a baranyai megyeszékhelyre, a Magyar Élettani Társaság idei vándorgyűlésére.

A FAMÉ 2011 elnevezésű rendezvényen az oklahomai egyetem kutatói, így Ungvári Zoltán mellett William Sonntag és Csiszár Anna az öregedés különböző aspektusairól tartottak előadást.

Miért él a kagyló 400 évig?

Ungvári Zoltán a konferencián rámutatott: a mai napig nem értik, hogy miért élnek bizonyos állatok csupán három évig, míg mások, mint az egyik tengeri kagylófaj, négyszázig, miközben az utóbbi szíve élete során másfél milliárdszor ver. Az oklahomai docens kutatócsoportja abból indul ki, ha megértik, hogyan volt képes az ember 6 millió éves evolúció során megduplázni élettartamát, akkor közelebb kerülnek olyan terápiás megoldásokhoz, amelyek ezt tovább növelhetik. A kutatóorvos az MTI kérdésére, hogy meddig élhet az ember pár száz év múlva a fejlett világban, azt válaszolta: sok öregedéssel foglalkozó kutató a több száz évet sem tartja kizártnak.

Ungvári Zoltán szerint mindez csak akkor következhet be, ha a kormányok és gazdasági szereplők áldoznak az öregedéssel kapcsolatos kutatásokra, amire az Egyesült Államokban már van példa. A docens, aki Koller Ákos volt tanítványa, abban a világhírű laboratóriumban szervez gyakorlatokat, ahol Szent-Györgyi Albert is hosszú ideig folytatott kutatómunkát.

Az Oklahomában kidolgozott, az öregség egészségügyi kérdéseit vizsgáló, azaz a geriátriai oktató program hazai bevezetését együtt tervezi Koller Ákos és Ungvári Zoltán. Ennek keretében orvostanhallgatókat készítenek fel az idős betegekkel való foglalkozásra úgy, hogy az öregkori problémákat szimuláló segédeszközöket kell viselniük. A kifejlesztők szerint így sokkal nagyobb empátiával lehet az idős betegekhez viszonyulni.

Az emberi evolúció lassabb, mint hitték

Az emberi genom hatmilliárd, genetikai információt hordozó molekulát, más néven nukleotidot tartalmaz. Ebből minden szülő hárommilliárdot örökít a gyermekére. Egyetlen nukleotid másolási hibája a genetikai mutáció.

A kutatók eddig úgy vélték, hogy a szülők áltagosan 100-200 „hibát” adnak át a gyermekeiknek a nukleotidokban – közölte Philip Awadalla, a Montreali Egyetem munkatársa, a Nature Genetics című szakfolyóiratban megjelent tanulmány egyik fő szerzője. Awadalla szerint kutatásuk kimutatta, hogy valójában jóval kevesebb a mutáció.

A szülők átlagosan hatvan új mutációt örökítenek át a gyermekeikre a tanulmány szerint, amely során közel hatezer potenciális mutációt vizsgáltak meg két, egyenként egy-egy gyermeket nevelő család esetében. Ez egy ilyen kutatásnál korlátozott mintavételnek számít.

Az új genetikai szekvenciákban jelentkező mutációk fontos szerepet játszanak a fajok evolúciós folyamatában. Ha egyik nemzedékről a másikra háromszor kevesebb mutáció történik, az evolúció is háromszor olyan lassan zajlik, mint ahogyan korábban gondolták – fejtette ki a kutató, aki szerint felül kellene vizsgálni az embert a csimpánzokkal közös ősétől elválasztó nemzedékek számát.

Mikor váltunk szét a csimpánzoktól?

Az ember és a csimpánz szétválásának időszakát 7 millió évvel csökkenteni lehetne, mint ahogyan arra a legutóbb feltárt kövületek is következtetni engednek – jegyezték meg a tanulmány szerzői.

A tanulmány azt is ellenőrizni kívánta, hogy az apa valóban több mutációt örökít-e át a gyermekére, mint az anya. Az eredeti csírasejtekből a férfi sokkal több ondósejtet termel, mint a nő petesejtet. Márpedig minél több a DNS másolásával járó sejtosztódás, annál nagyobb a hibalehetőség – vélték eddig a kutatók.

Az eredmény meglepő volt: az egyik családban az apa a mutációk 92 százalékát örökítette át, míg a másik családban csak 36 százalékát. „Most már tudjuk, hogy egyes családokban a legtöbb mutáció az anyától eredhet, míg másokban az apától, ami meglepő” – összegezte Matt Hurles, a nagy-britanniai Cambrigde-ben működő Wellcome trust Sanger Institut munkatársa, a tanulmány társszerzője.

Awadalla professzor szerint a mutációk aránya egyénenként rendkívül változó, aminek az orvosi diagnosztikában is nagy szerepe lehet a kutatók szerint.

Buborékos a Naprendszer pereme

Az 1977 óta úton lévő Voyager űrszondák a napszél által uralt helioszféra legkülső nyúlványait kutatják, ahol a Napból kifelé irányuló áramlás lelassul és meghajlik a galaxis naprendszerünkön kívülről érkező erőinek hatására. "Mivel a Nap forog, mágneses mezeje megcsavarodik és redőződik, kicsit úgy, mint egy balerina szoknyája" - magyarázta Merav Opher, a Boston Egyetem csillagásza a Nap forgásának a mágneses mezőre gyakorolt hatását. "Messze távol a Naptól, ahol a Voyagerek járnak, a szoknya redői feltorlódnak"

A Voyager 1 körülbelül 17,4 milliárd kilométerre jár a Földtől egy alig ismert határvidéken, ahol a napszélre és a mágneses mezőre nyomást gyakorolnak a Tejút naprendszerünkkel szomszédos csillagaiból származó anyagok. Ez a "viharos mágneses buboréktenger" ott alakul ki, ahol a Nap mágneses mezeje a ránehezedő külső nyomás hatására felbomlik, majd újrarendeződik.

Hatalmas, megközelítőleg 160 millió kilométer átmérőjű buborékokról beszélünk, melyek átszelése több hétig tart a Voyagernek. A tudósok eddig egészen másként képzelték el a Nap mágneses mezejének meggörbülését, ami az elméletek szerint egy viszonylag egységes szerkezetű, simaszélű ívet felvéve visszahajlik. A Naprendszer végső határát jelentő heliopauza és a terminációs lökés között elhelyezkedő mágneses hüvely (heliosheath) sima ívéről alkotott elméletet azonban kénytelenek voltak elvetni a Voyagerek által festett buborékos és "tajtékzó" terület fényében.

Az Astrophysical Journal június 9-i számában közzétett felfedezés a Voyagerek adatait elemző új számítógépes modellnek köszönhető. "Úgy tűnik, ezek a mágneses buborékok képezik a kozmikus sugárzás elleni első védvonalat" - mondta Opher, hozzá téve, hogy ez a porózusnak tűnő terület koránt sem tűnik olyan hatékonynak, mint a korábban feltételezett, szilárd pajzsként magasodó, egységes ívű szerkezet. "Azt még nem sikerült kiderítenünk, hogy ez jó, vagy nem"

 

Antianyag 16 percig

Siker a CERN-ben

A genfi CERN fizikusainak tizenhat percen át sikerült antianyagból álló atomokat mágnescsapdában tartaniuk – jelentette a Nature Physics.

A CERN-központ Reuters – Denis Balibouse Ez a tizenhat perc már kellően hosszú idő ahhoz, hogy a csapdába csalt antianyagatomok tulajdonságait részletesen tanulmányozhassák. Azt azonban senki se gondolja, hogy hétköznapi érzékkel megfogható mennyiségről van szó – mindössze háromszáz atomot sikerült az abszolút nulla fok közelére lehűtött bonyolult mágneses teret előállító Alpha-detektorral befogni. Miért fontos, hogy antianyagot állítottak elő? Mert feltételezések szerint a nagy ősrobbanást követően az anyag és az antianyag egyenlő mennyiségben volt jelen–utóbbinak azonban nem találjuk nyomát. Mi történt az antianyaggal? Miért életképesebb az anyag, mint az antianyag? Valami különbségnek lennie kell. „Ugyanakkor a számítások szerint mégsem lehet különbség az anyag két típusa között. Az ellentmondás feloldása miatt kell az antianyagot jobban megismerni” – nyilatkozta lapunknak Horváth Dezső fizikus, aki a CERN-ben résztvevője az antianyaggal kapcsolatos kísérleteknek.

Ezer másodpercre "palackba" zártható az antianyag

Az anyag és az antianyag a töltésüktől eltekintve azonosak, az elméletek szerint az ősrobbanás egyforma mennyiségben hozta létre a két típust, a kozmosz mégis az anyagot favorizálta valamiért. "Tavaly novemberi eredményeink óta javítottunk a csapdába ejtés hatékonyságán" - mondta Jeffrey Hangst, a Cern svájci részecskefizikai laboratóriumában működő Alpha (Antihidrogén Lézerfizikai Berendezés) együttműködés tagja. "Annak érdekében, hogy elvégezhessük ezeket a tanulmányokat, körülbelül ötszörös növekedést kellett elérnünk az atomok számában. Tavaly 38 foglyul ejtett atomról számolhattunk be, most pedig közel 300-at tanulmányoztunk, amiket különböző időintervallumokon át tartottunk fogva"

A normál anyagnál egy hidrogén atom egy protonból és a hozzá kötődő elektronból áll, míg antianyag párjánál az elektron ellentéte, egy pozitron kapcsolódik egy antiprotonhoz. Ez a két részecske együtt egy semleges antiatomot alkot. A részecskefizikai laboratóriumok, mint a Cern, már rutinszerűen állítják elő ezeket az antianyag részecskéket, azonban egészen mostanáig, nagy nehézséget okozott az antianyag megőrzése, mivel a hagyományos anyagból készült tárolókkal való kölcsönhatás azonnal megsemmisíti, az elektromos mezők nem hatnak rájuk, kizárólag a szupravezető mágnesek jelentenek megoldást, ezekhez azonban igen egzotikus körülményeket kell biztosítani. 

Az Alpha együttműködés a fenti problémák kiküszöbölésére kifejlesztett egy hideg, mindenféle anyagtól mentes mágneses "palackot", ami lehetővé teszi az antihidrogén részecskék tárolását. Eleinte mindössze egy másodperc tizedrészéig sikerült az antianyag részecskéket tárolni, mára azonban ezt az időt az ötezerszeresére növelték, ami már lehetővé teszi, hogy a részecskék legkisebb energiájú állapotukban, vagyis az alapállapotukon pihenjenek. "Ha egy atomra egy kis bolygórendszerként tekintünk, melyben az elektron, vagy esetünkben egy pozitron a nukleusz körül kering, az alapállapot az, ahol az elektron vagy a pozitron a legközelebb helyezkedik el a nukleuszhoz" - magyarázta dr. Hangst, aki munkatáraival elsőként az antianyag energiaeloszlását mérte. "Úgy vélem sikerült antihidrogénünket gerjesztenünk, más szavakkal a pozitront nagyobb távolságba vinni a nukleusztól, így nagyobb az energiája"

Ez volt a hosszú életű antihidrogén atomokkal elvégzett első kísérlet, a tudósok rendelkezésére álló 1000 másodperc azonban ennél sokkal érdekesebb dolgokra is fényt deríthet, hiszen az atomoknak a létrejöttüktől csupán egy félmásodpercre van szükségük az alapállapot eléréséhez. Az Alpha csapat következő lépésként az antihidrogén atomok belső szerkezetének mikrohullámokkal történő vizsgálatát tervezi, valamint azt is szeretnék látni, hogyan viselkednek ugyanezek a részecskék univerzumunk gravitációs mezőiben. 

Ez utóbbi kísérlethez még hidegebb körülményeket kell teremteniük. Jelenleg az antihidrogén atomokat mindössze fél fokkal az abszolút nulla fölött tárolják, a gravitációs kísérlethez viszont csak néhány ezred fokkal léphetik túl az elméletben elérhető legalacsonyabb hőmérsékletet, hogy lézerek alkalmazásával színkép vizsgálatokat végezhessenek az antianyagon. "A kérdés nagyon egyszerű: az anyag és az antianyag ugyanazoknak a fizikai törvényeknek engedelmeskedik-e?" - nyilatkozott Hangst professzor a BBC-nek. "Az ősrobbanás-elmélet szerint a kezdetekkor egyenlő mennyiségben volt jelen az anyag és az antianyag, a természet azonban az anyagot választotta. Tudjuk, hogy valami hiányzik az univerzum működéséről alkotott jelenlegi modellből, csak azt nem tudjuk mi, ezért amikor csak a kezünk közé kerül az antianyag, akkor nagyon alaposan szemügyre kell vennünk, hátha találunk valamilyen különbséget"

Az időtartam növelése után a fő feladat immár a csapdába ejthető atomok számának növelése. A csapat szerint ez jelenleg fontosabb, mint az antiatomok élettartamának meghosszabbítása, ami már megfelelő a tervezett kísérletek elvégzéséhez, melyben a színképelemzés mellett szeretnék szemügyre venni az antiatomok CPT (töltés-paritás-idő) szimmetriáját is. Ez a szimmetria azt jelenti, hogy az adott részecske ugyanúgy viselkedik egy tüköruniverzumban, ha ellentétes töltéssel rendelkezik és visszafelé mozog az időben. "Bármilyen jel, ami CPT-szimmetria sérülésére utal, a természetről alkotott alapelveink komoly átgondolását jelentené" - tette hozzá Hangst.

A Jupiter miatt lett kisebb a Mars mint a Föld

2011. június 7., kedd 16:47

A Naprendszer kialakulását szimuláló új modell szerint a Mars azért sokkal kisebb a Földnél, mert a protoplanetáris korong belső tartományaiba betörő fiatal Jupiter az anyag jelentős részét elragadhatta onnan.

A Naprendszer kialakulásával foglalkozó kutatások régi problémája, hogy a Mars a Földhöz képest miért olyan kicsi. Az elképzelések szerint a szomszédos belső bolygók együtt alakulhattak ki, ezért furcsa, hogy a vörös bolygó eltörpül az egymáshoz képest nagyon hasonló nagyságú és tömegű Vénuszhoz és Földhöz viszonyítva: mérete fele, tömege pedig csak tizede bolygónkénak.

A kérdés megválaszolására Kevin Walsh (Southwest Research Institute) és munkatársai a Naprendszer korai állapotára vonatkozó szimulációkat végeztek, melyekkel azt akarták ellenőrizni, hogy vajon a gáz által dominált protoplanetáris korongból néhány millió év alatt kialakult fiatal Jupiter a születési helyéről indulva behatolhatott-e a Naptól körülbelül 1,5 csillagászati egység távolságig. Majd ott jelentős mennyiségű anyagot összegyűjtve megfordulhatott-e a Szaturnusz kialakulásának idejére, hogy kifele mozogva visszaérjen a jelenlegi pozíciójáig.

Ha ez a folyamat néhány százezer éves időskálán bekövetkezhetett, az óriásbolygó körülbelül a Föld távolságáig erősen megritkíthatta a protoplanetáris korongot, a fellépő anyaghiány pedig magyarázhatja a Mars kis méretét és tömegét. A szimulációknak természetesen arról is számot kellett adniuk, hogy a Jupiternek ez a befele/kifele mozgása a 2-4 csillagászati egység közötti tartományban összeegyeztethető-e a ma ott elhelyezkedő kisbolygóöv létével.

hirdetés

A kapott eredmények nem csak azt mutatták, hogy a migráció konzisztens az aszteroidaöv létével, de annak olyan tulajdonságait is megvilágították, melyekre korábban nem volt elfogadható magyarázat. A kisbolygóöv objektumai alapvetően két nagy csoportba sorolhatók: ez egyikbe a száraz, míg a másikba az üstökösökhöz hasonló, vízben gazdag égitestek tartoznak. Walsh és kollégái kimutatták, hogy a Jupiter áthaladása először kiürítette, majd újranépesítette a tartományt, mégpedig a belső részét 1-3 csillagászati egység távolságból, míg a külső részét az óriásbolygók közül vagy azokon túlról származó testekkel, megmagyarázva ezzel a kisbolygóövön keresztülhaladva tapasztalható jelentős összetételbeli különbségeket (S és C típusú kisbolygók).

A kutatók a modelljüket a Grand Tack Scenario elnevezéssel illetik, utalva a Jupiter 1,5 csillagászati egység távolságban történő visszafordulására, a titulussal a mozzanatot egy vitorlás bója körüli megfordulásához hasonlítva. Az óriásbolygók vándorlásának lehetőségét azok az exobolygó-rendszerek is alátámasztják, melyekben a központi csillagtól számítva széles távolságtartományokban azonosítottak a gázóriásainkhoz hasonló méretű objektumokat.