همه نوشته های علم نجوم

بوزون هیگز در حال فروپاشی به جفت‌ کوارک‌های b است

بیگ بنگ: فیزیکدان بوزون هیگز را مشاهده کرده‌اند که به جفت کوارک‌های b در حال فروپاشی است. این امر پیش‌بینی‌های مدل استاندارد فیزیک ذره‌ای را تأیید می‌کند.

Higgs boson celebrated ebbing into pairs of b quarksبه گزارش بیگ بنگ، بوزون هیگز یک ذره‌ی ابتداییِ ضروری برای مدل استاندارد است. این ذره به میدان هیگز مربوط می‌شود، یک میدان انرژی که جرم ذرات را برای آنها فراهم می‌کند. دانشمندان از برخورد دهنده‌های ذره استفاده می‌کنند تا ذرات را بهم برخورد دهند، در نتیجه تنوعی از ذرات خارجی و زیراتمی را تولید می‌کنند. اطلس یکی از ۶ شتاب‌دهنده‌ ذره‌ای در تجهیزات برخورددهنده‌ هادرونی بزرگ سرن(CERN) در سوئیس است.

شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که بوزون هیگز باید به یک جفت از کوارک b شصت درصد پایین‌تر فروپاشی شود، اما فیزیکدانان سعی کردند این فروپاشی را مشاهده کنند. نتایج آزمایش جدید اطلس که همین هفته در کنفرانس فیزیک انرژی بالا در سئول، کره‌ی جنوبی(۲۰۱۸) ارائه شد نشان می‌دهد که نرخ فروپاشی بوزون هیگز به کوارک‌های b با پیش‌بینی‌های مدل استاندارد همخوانی دارد.

روش‌های سنتی برای تولید بوزون هیگز در واقع کوارک‌های b را تولید کردند که باعث شد تمایز محصول فرعی این تولید با نابودی ذره کار آسانی نباشد. دانشمندان بطور  منظم شاهد فروپاشی بوزون هیگز به فوتون‌ها، تاو، لپتون‌ها و بوزون‌های W و Z بودند اما کوارک‌های b به سختی مشاهده شدند. فیزیکدانان همراه با اطلس دائمأ روند تولید را اصلاح کردند تا تعداد فعل و انفعالات پس‌زمینه‌ایِ تولید کنندۀ کوارک‌های b را کاهش دهند. پس از آزمایش‌های زیاد، دانشمندان در نهایت توانستند نویز پس‌زمینه را به اندازه‌ای کاهش دهند که بتوانند بر کوارک‌های b ناشی از فروپاشی تمرکز کنند.

در حالیکه مشاهدات اخیر با مدل استاندارد مطابقت دارند، روش جدید برای خرد کردن ذرات تنها در برخوردهای ذرۀ مورد نظر، دانشمندان را قادر می‌سازد تا نظریات فیزیک ذره‌ای را بررسی نمایند. محققان در یک خبر نوشتند: «با این مشاهدات، عرصه‌ جدیدی از اندازه‌گیری‌های دقیق در بخش هیگز باز می‌شود که براساس آن مدل استاندارد بیشتر به چالش کشیده می‌شود. مطالعات این فروپاشی جدید یک پنجرۀ کاملأ جدید به سوی هیگز باز کند و همچنین به فیزیک مدرن فراتر از نظریات فعلی اشاره کند.»

ترجمه: سحر الله وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: upi.com

اخترشناسان یک سیگنال رادیویی رازآلود کشف کردند

بیگ بنگ: اخترشناسان یک انفجار رادیویی سریع(FRB) قدرتمند و رازآلود دیگر شناسایی کردند که از یک منبع ناشناخته در فضا به زمین رسیده است. اگر فکر می کنید این کشف به اندازۀ کافی برایتان عجیب نیست، باید بدانید که این انفجار رادیویی سریع به طرز باورنکردنی در دامنه فرکانسی ۵۸۰ مگاهرتز قرار دارد؛ یعنی تقریبا ۲۰۰ مگاهرتز پایین‌تر از هر انفجار رادیویی سریع دیگری که قبلا شناسایی شده، بود. اگر نام «انفجارهای رادیویی سریع» یا «FRB» تابحال به گوشتان نخورده است، بدانید که این سیگنال‌ها یکی از رازآلودترین و شدیدترین رویدادها در جهان به شمار می روند.

Radio vigilance detector CHIMEبه گزارش بیگ بنگ، این انفجارها می توانند در عرض چند ثانیه، انرژی برابر با ۵۰۰ میلیون خورشید تولید کنند و احتمال می رود هر یک ثانیه یکبار این اتفاق در جهان بیفتد. مشکل اینجاست که ما هنوز از عامل ایجاد آنها اطلاعی نداریم. یکی از سیگنال‌هایی که کشف کرده‌ایم، به کرّات دریافت شده است. بر اساس این سیگنال، چند انفجار رادیویی سریع فقط از یک موقعیت ارسال می شوند. این عامل به ما اجازه داده تا تشخیص دهیم این سیگنال از کجایِ جهان به دستمان می رسد. فعلا به شما میگوییم که منبع آن، کهکشان ما نیست. هنوز به طور قطعی از عامل ایجاد آن خبری نداریم؛ شاید انواع مختلفی از انفجارهای رادیویی سریع وجود دارد که از منابع مختلف نشات می گیرند. حالا با این سیگنال، چالش دیگری در پیش داریم که باید مورد بررسی قرار دهیم.

بر اساس گزارشی در تلگرام اخترشناسان(The Astronomer’s Telegram) در ۲۵ جولای ۲۰۱۸، آرایه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی در بریتیش کلمبیای کانادا موفق به شناسایی این انفجار رادیویی سریع و بسیار عجیب شد. این انفجار رادیویی سریع با نام «FRB 180725A» شناخته می شود. جالب است این سیگنال شدید با فرکانس رادیوییِ خیلی پایین ۵۸۰ مگاهرتزی شناسایی شد. لذا اولین انفجار رادیویی سریع به شمار می رود که فرکانسی زیر ۷۰۰ مگاهرتز دارد. “تلگرام اخترشناسان” یک هیئت بولتن از مشاهداتی است که محققان معتبر و سرشناس منتشر می کنند. پس اگرچه اینها از جمله شناسایی‌های اصیل به شمار می روند، اما توجه به این نکته هم خالی از لطف نیست که هنوز تیم‌های تحقیقاتی مستقل به تایید یا رد منشا این سیگنال‌ها نپرداخته‌اند.

شاید گفتن چنین چیزی قدری احمقانه به نظر برسد، اما فراموش نکنیم که محققان در سال ۱۹۹۸ تصور کردند نوع جدیدی از سیگنال رادیویی را کشف کرده‌اند که از فضا سرچشمه می گیرد؛ در صورتی که ۱۷ سال بعد مشخص شد که آن سیگنال مرموز از یک اجاق مایکروویو در مرکز تحقیقاتی‌شان نشات می گیرد. ولی خب تاکنون، همه شواهد و قرائن بر جدید بودن این انفجار رادیویی سریع دلالت دارد. «پاتریک بویل» مدیر پروژه «آزمایش ترسیم شدت هیدروژن در کانادا» در بولتن تلگرام اخترشناسان نوشت: «این رویدادها هم در طول روز و هم در طول شب رخ می دهند و زمان رسیدن آنها با فعالیت‌های محلی شناخته شده یا سایر منابع شناخته شده در ارتباط نیست.»

ECE The brief detonate of radio waves rescued by a state of a art mپس دانشمندان فکر می کنند این سیگنال‌های عجیب چه می توانند باشند؟ جدیدترین تحقیقات در زمینه انفجارهای رادیویی سریعی که به دفعات روی می دهند، نشان می دهد که منبع آنها یک ستاره نوترونی است، اما از جمله سایر فرضیه‌های دیگر در خصوص این رویدادها میتوان به سیاهچاله‌ها، تپ اخترهایی با ستاره‌های همدم و … اشاره کرد. البته این احتمال نیز می رود که بیش از یک توضیح برای این رویدادها وجود داشته باشد. البته این نکته غیرممکن نیست که انفجارهای رادیویی سریع به مثابه موتورهایی برای نیرودهی به فضاپیماهای عظیم بیگانه باشند. آنچه ما می دانیم این است که انفجارهای رادیویی سریع از مکان‌های بسیار دوری می آیند و شاید میلیاردها سال نوری با ما فاصله دارند. پس هر آن چیزی که آنها را به وجود می آورد، باید بسیار پرانرژی باشد.

صرف‌نظر از منبع انفجارهای رادیویی سریع، اگر عملکرد بهتری در شناسایی آنها داشته باشیم و به شکل بهتری منشاء آنها را درک کنیم، می توانند سرنخ‌هایی را در خصوص منشا کائنات و دوره اسرارآمیز بازیونش به ما بدهند؛ دوره‌ای که در آن، واسطه میان ستاره‌ای(عمدتا هیدروژن) در جهان اولیه دچار فرایند یونش شد. «آناستازیا فیالکوف» از مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسونیان خاطر نشان کرد: «انفجارهای رادیویی سریع مثل چراغ قوه‌های فوق‌العاده قدرتمند هستند که می توانند از این واسطه میان ستاره‌ای گذر کنند و از فواصل بسیار دور هم قابل مشاهده باشند. این عامل می تواند به ما اجازه دهد تا پیدایش جهان را به شیوه جدید مورد بررسی و مطالعه قرار دهیم.»

دانشمندان با بهره‌گیری از ابزارهای قدرتمند و تازه‌ای که به آنها کمک می کند انفجارهای رادیویی سریع بیشتری را شناسایی کنند، ابراز امیدواری کردند که طولی نخواهد کشید منشاء آن رویدادهای پرانرژی و انفجاری را پیدا کنیم. علاوه بر این، دانشمندان امیدوارند بزودی عامل ایجاد انفجارهای رادیویی سریع را هم بفهمند. ما علاقمندان هم باید تا آن زمان صبر کنیم.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

آغاز به کار رسمی تلسکوپ TESS بزرگترین شکارچی سیارات فراخورشیدی

آغاز به کار رسمی تلسکوپ TESS بزرگترین شکارچی سیارات فراخورشیدی

بی‌شک یکی از جذاب‌ترین حوزه‌های حال حاضر نجوم، سیارات فراخورشیدی است. تلسکوپی چون کپلر، بیشترین نقش را در افزایش دانش بشر از این جهان‌های بیگانه داشته است. اکنون تلسکوپ TESS با آغاز کار رسمی خود جایگزینی قوی‌تر برای کپلر خواهد بود. TESS می‌تواند حامل خبرهای بسیار هیجان‌انگیزی از کشف دنیاهای جدید باشد.

چهار ماه پیش ناسا توسط موشک فالکون ۹ اسپیس ایکس، تلسکوپ TESS را به فضا پرتاب کرد. اما کمتر از یک ماه پیش بود که این تلسکوپ به نقطه مداری مناسب خود رسید. مداری بسیار بیضوی که بین زمین و ماه قرار گرفته است. اکنون تلسکوپ TESS یا (Transiting Exoplanet Survey Satellite) مشغول اسکن‌کردن ۸۵ درصد از آسمان است تا سیارات فراخورشیدی خاکی و زمین‌مانند را در سامانه‌های ستاره‌ای دوردست کشف کند. اما در مقیاس‌های آسمانی، این فواصل جزو فاصله‌های نزدیک به شمار می‌آیند. ستاره‌هایی که ده‌ها یا صدها سال نوری از زمین فاصله داشته و نورشان به طور متناوب کم و زیاد می‌شود.

تلسکوپ TESS برای دو سال آینده مشغول به کار خواهد بود و در این مدت بیش از ۲۰۰ هزار ستاره را بررسی خواهد کرد. اواین داده‌های این شکارچی سیارات، به زمین مخابره شده و پس از این هر چند مدت تصاویر و داده‌های ثبت‌شده به زمین ارسال می‌شود. هر ۱۳.۷ روز یک بار، تلسکوپ TESS در مدار خود گردش می‌کند و زمانی که کمتری فاصله را با زمین داد، بهترین موقع برای ارسال داده‌های آن محسوب می‌شود. فرآیند ارسال نیز حدود ۱۶ ساعت طول خواهد کشید.

تعداد سیارات موجود در کیهان، بیشتر از ستاره‌ها است و تنها محدودیت‌های ابزاری باعث شده که هنوز تعداد سیارات کشف‌شده از چند هزار عبور نکند. تلسکوپ TESS می‌تواند نقش مهمی در این زمینه ایفا کند و ده‌ها سیاره زمین‌مانند را در سال‌های آینده کشف کند.

تلسکوپ TESS قوی‌ترین ابزار جستجوی سیارات زمین‌مانند

از جهات بسیاری TESS را می‌توان ادامه‌دهنده راه تلسکوپ کپلر دانست. تلسکوپی که در سال ۲۰۰۹ به فضا پرتاب شد و به مدت سه سال به گوشه‌ای کوچک از آسمان چشم دوخته بود. کپلر می‌توانست کوچکترین تغییرات نوری در ستاره‌های این بخش را ثبت کند. تغییراتی که می‌توانست نشان‌دهنده گذر یک سیاره فراخورشیدی از برابر قرص ستاره‌ای خود باشد.

کپلر توانست تا بیش از ۴۰۰۰ سیاره را در همین ناحیه کوچک کشف کند. کشف این تعداد سیاره به دانشمندان این پیام را می‌رساند که در کهکشان راه شیری ما بیش از دو میلیارد سیاره می‌تواند وجود داشته باشد. یعنی به ازای هر ستاره حدود ده سیاره خواهیم داشت.

در میان یافته‌های کپلر، حدود ۵۰ سیاره خاکی زمین‌‌مانند نیز وجود دارد. این پروژه که با تغییر کاربری، هنوز هم با نام K2 در حال تلاش برای کشف سیارات فراخورشیدی است، به زودی با اتمام سوختش به کار خود پایان خواهد داد. اکنون با آغاز به کار TESS، دانشمندان حوزه سیارات فراخورشیدی بلافاصله با داده‌های این تلسکوپ روبرو خواهند بود. تلسکوپی که قدرتمندتر از کپلر، در مسیر کشف دنیاهای ناشناخته گام برمی‌دارد.

مقایسه محدوده رصد تلسکوپ کپلر و TESS

با وجود شباهت در روش کار کپلر و TESS، در شیوه نگاه این دو تلسکوپ به آسمان تفاوت زیادی وجود دارد. هر دوی آنها با خیره‌شدن به ستارگان، دنبال افت نوری متناوب در منحنی نوری هر ستاره هستند. اما نگاه کپلر مانند شلیک یک گلوله و نگاه TESS همانند منفجر شدن یک بمب کوچک است.

کپلر ناحیه کوچکی از آسمان را تا اعماق بسیاری جستجو می‌کرد. اما TESS هر ۲۷ روز ناحیه جدیدی از آسمان را رصد می‌کند. چهار دوربین نصب‌شده بر این تلسکوپ، بیش از ۲۰۰ هزار ستاره را مورد مطالعه قرار می‌ دهند. حدود ۳۳ درصد بیش از ستاره‌های رصدشده با کپلر، با مساحتی ۳۵۰ برابر مساحتی که کپلر به آن می‌نگریست. عمق نگاه TESS هم ۱۵ برابر کمتر از تلسکوپ کپلر است.

تلسکوپ TESS به طور متناوب بخش‌های مختلف آسمان را رصد می‌کند

یافتن کاندیدهای سیاره‌ای اولین گام از روند طولانی و پیچیده اعلام کشف یک سیاره است. پس از اعلام کاندیداتوری یک سیاره، باید مطمئن شد که این به ظاهر سیاره، واقعا سیاره است. چرا که عوامل دیگری چون منظومه‌های ستاره‌ای دوتایی می‌توانند طوری وانمود کنند که گذر یک سیاره اتفاق افتاده است.

اما پس از تایید یک سیاره، رصدهای بعدی آن نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. از رصدهایی با تلسکوپ‌های زمینی گرفته برای محاسبه جرم و در نهایت چگالی سیاره، تا رصدی که با تلسکوپ جیمز وب می‌تواند انجام شود تا اطلاعاتی از ساختار جو سیاره مورد نظر به دست آید.

کشف حیات بیگانه توسط تلسکوپ TESS

کاتالوگ جدید تلسکوپ TESS از سیارات زمین‌مانند، اهداف زیادی را برای مطالعه بیشتر توسط تلسکوپ جیمز وب فراهم خواهد کرد. تلسکوپی که می‌تواند حتی نور بازتابی از جو سیارات فراخورشیدی را مطالعه کند تا از طریق آن به نشانه‌های غیرمستقیم از حیات بیگانه دست یابد.

مطالعه جو سیارات فراخورشیدی از زمین نیز ممکن خواهد بود. تلسکوپ GMT یا تلسکوپ غول‌پیکر ماژلان که یکی از دو تلسکوپ بسیار بزرگ در حال ساخت است، چنین قدرتی را در آینده نزدیک خواهد داشت.

با آغاز به کار GMT در سال ۲۰۲۳، دانشمندان در انتظار مشاهده جزییاتی چهار برابر دقیق‌تر از تلسکوپ جیمز وب خواهند بود. جزییاتی که از زمان کشف اولین سیاره فراخورشیدی در سال ۱۹۹۲ انتطارش را می‌کشیدند.

هر ستاره دارای طیف منحصر به فرد خود است. طیف ستاره به مجموعه‌ای از نورهای رسیده از آن در طول موج‌های مختلف نامیده می‌شود. عناصر سازنده ستاره طول موج‌های مختلفی را جذب و بازتابش می‌کنند و به این ترتیب حضور خود را در لایه‌های مختلف ستاره ابراز می‌کنند. حال اگر سیاره‌ای از جلوی این ستاره عبور کند، بخشی از نورهای ساطع‌شده از ستاره، از میان جو سیاره مورد نظر نیز عبور خواهند کرد. حال عناصر موجود در جو سیاره‌اند که فرصت ابراز وجود خواهند یافت. اگر قدرت تلسکوپ به حد کافی بالا باشد، (همانطور که در مورد GMT چنین است) می‌توان اثر انگشت عناصر شکل دهنده جو سیاره را در نور ستاره مشاهده کرد.

تصویری شبیه‌سازی‌شده از هفت آینه بزرگ نصب شده بر تلسکوپ غول‌پیکر GMT

به طور مثال اگر در جو سیاره‌ای ترکیبی از اکسیژن و متان وجود داشته باشد، همانطور که در جو زمین شاهد آن هستیم، شاهد نشانه‌ای از وجود حیات بر سطح آن سیاره هستیم.

تلسکوپ‌هایی چون GMT قادرند تا ترکیب سیستم‌های آب و هوایی موجود بر سطح دورترین سیارات فراخورشیدی را مشخص کنند. در فضا نیز اگر خوش‌شانس باشیم، روزی فرا خواهد رسید که فضاپیماهای سریع‌السیری را به سوی این سیارات بیگانه روانه کنیم. سیاراتی که شانس بیشتری برای شکل‌دادن به نوعی از حیات را دارا باشند، قطعا در اولویت خواهند بود.

کشف یک اَبر زمین در فاصله‌ ۱۶ سال نوری

بیگ بنگ: اخترشناسان یک سیاره‌ فراخورشیدی کشف کردند که جرمی چند برابر جرم زمین دارد و به دور یک ستاره‌ نزدیک گردش می‌کند. سیاره HD 26965b یک دنیای بیگانه‌ی تازه کشف شده است که ۸٫۴۷ برابر جرم زمین را دارد و در فاصلۀ ۱۶ سال نوری از ما واقع شده است.

image e HD bبه گزارش بیگ بنگ، این سیاره هر ۴۲٫۴ روز به دور ستاره‌ی کوتوله‌ و درخشانِ کلاسK به نام HD 26965 می‌چرخد. ستاره‌ی میزبان تقریبأ ۶٫۹ میلیارد ساله است، جرم آن تقریبأ ۷۸% جرم خورشید است و شعاع آن به بزرگیِ ۸۷% شعاع خورشید می باشد. “بو ما”، ستاره‌شناس دانشگاه فلوریدا و یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «HD 26965 اولین ستاره از یک سامانه‌ی سه‌تایی مجزا می‌باشد. دو ستاره‌ی دیگر کوتوله‌ی M4 و کوتوله‌ی سفید هستند.»

وی افزود: «این ستاره یک ستارۀ فلزی ضعیف و بسیار درخشان است که اندازه‌ی مطلق آن V=4.4 می‌باشد. این امر موجب می‌شود این ستاره دومین ستاره‌ی درخشان در آسمان شب باشد که درست در پشت آن یک ابرزمین به نام HD20794 قرار گرفته است. حقیقت جالب این است که سیارۀ HD 20794 خاصیت فلزی مشابهی با ستارۀ خود دارد و مطابق با این یافته است که سیارات کوچکتر در اطراف ستاره‌هایی با خواص فلزی متنوعی یافت می‌شوند.»

به گفته محققان: «با توجه به سیارات دیگر با جرم و شعاع شناخته شده می‌توان گفت که سیاره HD 26965b با حداقل جرم ۸٫۴ جرم زمین، احتمالأ یک جو گازی دارد. هرچند، توجه داشته باشید که کپلر-۱۰c جرم و مدار مشابهی دارد، یک ستاره‌ی مشابه با خواص فلزی پایین میزبان آن است و فاقد پوشش است، بنابراین HD 26965b یک نوع جهان مشابه است.» سیاره HD 26965b با استفاده از روش جنبان(wobble method) که سرعت شعاعی نامیده می‌شود و همچنین در بررسی سیارۀ دارما(DPS) کشف شد. این روش به دنبال لرزش‌های آشکار ستارگان در حین کشش‌های گرانشی سیاره ایجاد می شود؛ اندازۀ این لرزش‌ها جرم سیاره را مشخص می‌کند.

اخترشناسان افزودند: «ما داده‌های اولیه‌ی بررسی DPS را مطالعه کردیم و یک سیگنال سرعت شعاعی را کشف کردیم که با ابرسیاره‌ی HD 26965 که به دور ستاره‌ی کوتوله‌ی V=4.4 K می‌چرخید سازگاری داشت. داده‌های اضافیِ مربوط به سرعت شعاعی از آرشیو «کک و آرشیو هارپس بدست آمدند. همین سیگنال را “ماتیاس دیاز” از دانشگاه شیلی به طور جداگانه کشف کرده بود، اما نتوانست تأیید کند که متعلق به یک سیاره است یا یک فعالیت ستاره‌ای.» جزئیات بیشتر این مقاله در مجله  Monthly Notices of a Royal Astronomical Society منتشر شده است.

مترجم: سحر الله وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com

ستاره شناسان در خارج از منظومه شمسی آهن کشف کردند

ستاره شناسان در خارج از منظومه شمسی آهن کشف کردند

کشف آهن در خارج از منظومه شمسی موجی از هیجان و خوشحالی را در میان ستاره شناسان و پژوهشگران ایجاد کرده ، زیرا برای نخستین بار است که در خارج از منظومه شمسی چنین عنصری یافت شده است.

کشف آهن در خارج از منظومه شمسی می تواند برای بسیاری از ستاره شناسان هیجان انگیز باشد. در واقع آهن کشف شده در اتمسفر یک سیاره فراخورشید قرار گرفته است. این سیاره فراخورشیدی KELT-9b نام دارد که دارای فاصله ۶۲۰ سال نوری با زمین است.

سیاره فراخورشیدی یاد شده گرم ترین سیاره از این دست است که تاکنون کشف گردیده. درجه حرارت بر روی این سیاره فرا خورشیدی در حدود ۳ هزار و ۷۵۰ درجه سانتیگراد بوده و اینکه یک سیاره فراخورشیدی حتی از یک ستاره هم داغ تر باشد برای ستاره شناسان امری عجیب و اسرارآمیز به نظر می رسد.

مطالعات اخیر بر روی سیاره فرا خورشیدی یاد شده به کشفیات جالبی منتهی شد که در راس آنها کشف آهن و تیتانیوم در اتمسفر این سیاره بود. هر چند عنصر آهن جز عناصری است که به وفور در کیهان مشاهده می شود، اما تاکنون وجود چنین عنصری در اتمسفر سیارات خورشیدی و خارج از منظومه شمسی کشف نشده بود.

فرایند پیچیده کشف آهن در خارج از منظومه شمسی

البته کشف آهن در اتمسفر یک سیاره فراخورشیدی فرایند ساده ای نیست زیرا آهن به خاطر ویژگی های خاص، رد چندانی از خود به جای نمی گذارد و لذا نمی توان با مشاهده نوری که از یک سیاره فراخورشیدی ساطع می شود به راحتی وجود یا عدم وجود آهن را برآورد کرد.

پژوهشگران با انجام یک آزمایش شبیه سازی دقیق موفق شدند در نهایت وجود آهن در اتمسفر KELT-9b  را تایید کنند. در زمان انجام این آزمایش آنها در صدد یافتن پاسخی برای این سوال بودند که اتمسفر سیاره فراخورشیدی در بردارنده چه عناصری می تواند باشد؟

شبیه سازی اتمسفر این سیاره نشان داد که اکثر مولکول های این سیاره فراخورشیدی به خاطر درجه حرارت بالا باید به شکل اتم درآمده باشند، زیرا درجه حرارت باعث برخورد ذرات با یکدیگر شده و پیوست های مولکولی را در هم شکسته است.

ترکیب نتایج شبیه سازی با مشاهده گذار سیاره فراخورشیدی یاد شده از مقابل ستاره میزبان، در نهایت پژوهشگران را قانع کرد که در اتمسفر این سیاره آهن وجود دارد. آنها حتی پا را از این فراتر نهاده و به وجود تیتانیوم در اتمسفر این سیاره پی بردند.

سیاره فراخورشیدی KELT-9b در زمره سیارات بشدت داغ طبقع بندی می شود. از نکات جالب این سیاره می توان به اتمسفر فوق پیچیده آن اشاره کرد که از یک سو ویژگی های اتمسفر ستاره ها را دارد و از سوی دیگر منعکس کننده ویژگی های اتمسفر های سیاره ای است.

یک سیاره فراخورشیدی به سیاره ای اطلاق می شود که در خارج از منظومه شمسی قرار دارد. اینها همان سیاراتی هستند که به دور ستاره ای غیر از خورشید در حال چرخش هستند. مشاهد این سیارات چالشی بزرگ برای ستاره شناسان است، زیرا نور کمی از خود ساطع می کنند. بر همین اساس اکثر سیارات فراخورشیدی که تاکنون کشف شده اند چندین برابر زمین هستند، زیرا کشف سیارات فراخورشیدی هم اندازه زمین بسیار چالشی خواهد بود.

در کجا باید بدنبال نشانه‌های حیات روی “تیتان” بود؟

بیگ بنگ: یافته‌های جدیدی که در مجلۀ Astrobiology منتشر شده است؛ نشان می‌دهد که دهانه‌های بزرگ، مکان‌هایی هستند که می‌توان در آنها به دنبال عناصر سازنده حیات روی “تیتان” بزرگ‌ترین قمرِ زحل، بود.

wheretosearc

نگاه کاسینی به تیتان. برخی از دریاچه‌های بزرگِ پر از متان و اتان، از طریق مه قابل مشاهده هستند.

به گزارش بیگ بنگ، تیتان، گستره‌ای یخی پوشیده از مولکول‌های آلی، با دریاچه‌های متان مایعی است که توسط جوّ ضخیم و غبارآلودی از متان و نیتروژن پوشانده شده است؛ که این پرسش را مطرح می‌کند: چرا در این دنیایی که به طور عجیبی شبیه به زمین است، حیات وجود ندارد؟ دمای سطح آن شاید -۱۷۹ درجه سلسیوس (-۳۰۰ درجه فارنهایت) باشد که احتمالاً مانع از رخ دادن هرگونه واکنش زیست‌شیمیایی می‌شود. اما آیا هیچ مکانی روی تیتان وجود ندارد که به آن امید داشت که بیومولکول‌هایی نظیر آمینواسیدها بتوانند روی آن شکل بگیرند؟ گروهی می‌خواست جواب این پرسش را پیدا کند.

دانشمندانی به سرپرستی دکتر “کاترین نیش”، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه انتاریوی غربی، با استفاده از تصاویر و داده‌های فضاپیمای کاسینی و کاوشگر هویگنس، به دنبال بهترین مکان برای جستجوی مولکول‌های بیولوژیکی روی سطح تیتان بودند. همانطور که می‌دانیم، حیات مبتنی بر کربن است و از آب مایع به عنوان حلال استفاده می‌کند. سطح تیتان پر از مولکول‌های غنی از کربن (هیدروکربن‌ها) است که نشان داده شده که وقتی در معرض آب مایع در شبیه‌سازی‌های آزمایشگاه قرار گرفتند، آمینواسیدها، یعنی عناصر اصلی‌ای که پروتئین‌ها برای حیات نیاز دارند، را شکل می‌دهند.

مسئله اینجاست: تیتان آن قدر سرد است که احتمالاً آب مایع در سطح آن وجود ندارد. گرچه این سناریوی مطلوبی برای شکل‌گیری مولکول‌های حیات‌بخش نیست، اما این امید وجود دارد.

دهانه‌های در حالِ محو شدن

اندازه‌گیری‌های راداریِ کاسینی، که ۱۳ سال است به دور زحل می‌چرخد، توانست از طریق جوّ تیتان که به لحاظ نوری ضعیف است، قلمروی این جهانى مبهم را آشکار کند. آنچه که آشکار شده بود غیرمنتظره بود- تیتان فعال است. دستگاه‌های رادار کاسینی، دریاچه‌ها، تپه‌ها، کوهستان‌ها، دره‌های رودخانه‌ای را نشان دادند و دهانه‌های زیادی را نشان ندارند؛ که این امر نشان می‌دهد که فرآیندهایی روی سطح تیتان در حال رخ دادن است که دهانه‌ها را یا پر می‌کنند و یا فرسایش می‌دهند. کشف دنیایی شبیه به زمین که فاصلۀ آن تا خورشید، نه برابر فاصلۀ زمین تا خورشید است، شگفت‌آور بود.

titan

ناسا بتازگی تصاویری از تیتان قمر مه‌آلود زحل منتشر کرد. این تصاویر که در طیف فروسرخ گرفته شده حاصل ۱۳ سال گردآوری اطلاعات ثبت شدۀ فضاپیمای کاسینی میباشد

مجای تیتان، با چنین چشم‌انداز مشابه و آشنایی با زمین، بهترین مکان‌ها برای یافتن نشانه‌های حیات است؟ گرچه دریاچه‌های متان ممکن است گزینۀ واضح و روشنی به نظر برسند، اما در عوض نیش و همکارانش دریافتند که دهانه‌ها و آب‌فشان‌ها (مناطقی که از زیر سطح یخی تیتان، آب مایع فوران می‌کند) دو عدد از جذاب‌ترین مکان‌ها هستند. هر دوی آنها امید به ذوب شدن یخ‌های تیتان به شکل آب مایع را نشان می‌دهند، که این گامی ضروری برای شکل‌گیری بیومولکول‌های پیچیده است.

دکتر مورگان کابل، فن‌شناس در بخش پیاده‌سازی سیستم‌های ابزار دقیق و مفاهیم در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنا کالیفرنیا، متخصص «تلین» (مواد آلی‌ای که وقتی ترکیبات سادۀ گاز در معرض تشعشعات کیهانی قرار می‌گیرند، تولید می‌شود) است. وی اظهار داشت: «وقتی تلین‌ها را با آب مایع ترکیب می‌کنیم، آمینواسیدهایی را می‌سازیم که واقعا سریع هستند. بنابراین هر جایی از سطخ تیتان یا در نزدیکی سطح تیتان که آب مایع وجود داشته باشد می‌تواند پیش‌ماده‌های حیات ـ بیومولکول‌ها که برای حیات بسیار مهم هستند ـ را بسازد؛ و این واقعا هیجان‌انگیز است.»

wheretosearc

سورتا فاکولا، آب‌فشانی روی تیتان است. این تصویر که از توپوگرافی رادار با رنگ‌های فرو سرخ به دست آمده است، مخروط آتشفشان، قله‌های کوه‌ها و جریان‌های نازک و درخشانِ دور از آب‌فشان‌ها را نشان می‌دهد.

دهانه‌ها بهترین گزینه هستند

آب‌فشان‌ها و دهانه‌ها بهترین نقاط برای ذوب شدن روی تیتان هستند، اما کدام یک از این دو است که باید در مورد آن شرط‌بندی کنیم؟ عجیب است که پاسخ آن از نظر نیش، دهانه‌ها هستند، با وجود اینکه تعداد دهانه‌ها به اندازۀ تعدادشان روی ماه نیست و کمتر است. نیش گفت: «به سه دلیل دهانه‌ها واقعا برنده‌های واضحی هستند. یکی اینکه کاملاً مطمئن هستیم دهانه‌هایی روی تیتان وجود دارد. به وجود آمدن دهانه، فرآیند ژئولوژیکیِ بسیار رایجی است و ما ویژگی‌های مدوری را می‌بینیم که تقریباً روی سطح به شکل دهانه ایجاد می‌شوند.»

نیش با افزودنِ اینکه آب مایع عامل مهمی برای رخ دادنِ واکنش‌های شیمیاییِ پیچیده است، گفت دومین دلیل این است که دهانه‌ها احتمالاً مذاب بیشتری نسبت به آبفشان تولید می‌کنند، یعنی «یخ زدنِ آنها بیشتر طول می‌کشد و در نتیجه [آب] برای مدت طولانی‌تری به صورت مایع باقی خواهد ماند.» نیش اظهار داشت: «آخرین دلیل این است که دهانه‌های ضربه‌ای باید آبی را تولید کنند که نسبت به آبفشان‌ها، دمای بالاتری دارد. آبِ داغ‌تر به معنای سرعت بالاتر واکنش‌ شیمیایی است، که این امر امید به ایجاد شدنِ مولکول‌های حیات‌بخش را بیشتر می‌کند.»

کابل گفت: «آب می‌تواند تا هزاران سال یا بیشتر، در آن محیط‌ها به صورت مایع باقی بماند.» از سوی دیگر، آبفشان‌ها آن قدر که باید، داغ نیستند. نیش گفت: «وقتی آبفشان فوران می‌کند، معمولاً دقیقاً در دمای ذوبِ یخ فوران می‌کند؛ و ما فکر می‌کنیم که هر «گدازه‌ای» [در این مورد، شکلِ شفافی از آب] روی تیتان به شدت با آمونیاک آمیخته می‌شود، و در نتیجه نقطۀ انجماد را کاملاً خاموش می‌کند به طوری که می‌تواند گدازه را کاملاً سرد کند.»

wheretosearc

سورتا فاکولا، آب‌فشانی روی تیتان است. این تصویر که از توپوگرافی رادار با رنگ‌های فرو سرخ به دست آمده است، مخروط آتشفشان، قله‌های کوه‌ها و جریان‌های نازک و درخشانِ دور از آب‌فشان‌ها را نشان می‌دهد.

 آخرین نکته در مورد آبفشان‌های یخی این است که این آبفشان‌ها به فرآیند مبهم‌تر و فرّارتری تبدیل می‌شوند. تصور کنید یخ، که چگالی کمتری نسبت به آب دارد، در لیوانی از آب شناور باشد. نیش می‌گوید: «وقتی چگالی یخ کمتر از آب است، تلاشِ آب برای بالاتر رفتن از یخ و قرار گرفتن روی آن کاملاً دشوار است. بودنِ آبفشان به عنوان مکانی حیات‌بخش دشوارتر است و شواهد بسیار کمی از آن روی تیتان وجود دارد.»

در واقع ممکن است آبفشان روی تیتان حتی واقعی نباشد. نیش افزود: «سورتا فاکولا [کوهستانی روی تیتان که ظاهراً تورفتگی‌ای مانند مخروط آتشفشان دارد] شاید بهترین و تنها نمونه‌ از آبفشان روی تیتان باشد. بنابراین بسیار نادرتر است، اصلاً اگر وجود داشته باشد.»

اندازه‌گیری‌های در محل

دهانه‌های سینلاپ (با قطر ۱۱۲ کیلومتر)، سلک (با قطر ۹۰ کیلومتر) و منروا (با قطر ۳۹۲ کیلومتر)، که بزرگ‌ترین دهانه‌های جدید در تیتان هستند، مکان‌هایی اصلی هستند که در نهایت برای جستجوی قابلیت‌های بیومولکول‌ها باید در این دهانه‌ها به دنبال یافتن آن بود.ما به کاوشگری نیاز داریم که روی تیتان فرود آید و اندازه‌گیری‌های در جایی را در آنجا انجام دهد تا به چنین کشفی دست یابد. اما آیا این مقصدها، گزینه‌های بعدی برای مأموریت آیندۀ تیتان هستند؟ همه متقاعد نشده‌اند.

Titan xدکتر دیوید گرینسپون، دانشمند ارشد مؤسسه علم سیاره‌ای، بیان دارد: «حتی با وجود نتایجی مانند این، باز هم نمی‌دانیم در کجا باید به دنبال نشانه‌های حیات باشیم. من از این نتایج برای هدایت مأموریت بعدی به تیتان استفاده نمی‌کنم. این نتایج شتاب‌آمیز است.»

در عوض، گرینسپون می‌خواهد مکان‌های بیشتری را در تیتان بررسی کند. وی می‌گوید: «از آنجایی که در مورد این سیاره اطلاعات بسیار کمی در دست داریم، ابتدا محاسبۀ طیفی از محیط‌ها معنادارتر است.» با این حال گرچه تیتان پیچیده و گیج‌کننده است، اما برای جستجوی عناصر اصلی حیات در این دنیای بسیار سرد باید از جایی آغاز به کار کنیم و نتیجه این تحقیقات به تحقیق ما نمی‌رسد، اما سه گزینۀ بالقوه برای شروع جستجو در دست داریم؛ و امید داریم گزینه‌های بسیار بیشتری یافته شود.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

قدیمی‌ترین کهکشان‌های کیهان کشف شدند

c chalky approach and surrounding dwarf galaxies splبه گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، اخترشناسان موفق به کشف ۴ کهکشان اقماری کوچک شدند که زمان تولد آن‌ها به ۱۳ میلیارد سال نوری پیش باز می‌گردد. این کهکشان‌ها مدت کوتاهی پس از بیگ بنگ متولد شدند و به دور کهکشان “راه شیری” می چرخند. “کهکشان اقماری” کهکشانی است که به صورت مداری، دور یک کهکشان بزرگ می‌چرخد. این گردش بر اثر کشش گرانشی است. ستاره‌شناسانی که این کهکشان‌ها را کشف کردند، این یافته‌ها را به بقایای باقی مانده از انسان‌های نخستین تشبیه کردند.

بنا بر اعلام محققان “مرکز اخترفیزیک هاروارد” و موسسه محاسبات کیهانی دانشگاه “دورام” این اکتشاف جدید موجب بروز تکاملی جدید در مطالعات کیهان است. این کهکشان‌ها که ” Segue-۱”، ” Bootes I”،” Tucana II” و ” Ursa Major I” نام گرفته‌اند، نور بسیار ضعیفی دارند و جزء ابتدایی‌ترین کهکشان‌های متولد شده در کیهان هستند.

many smaller galaxies surround

در تصویر نمایی از کهکشان‌های اقماری در اطراف یک کهکشان شبیه‌سازی شده می بینید. دایره‌های آبی، کهکشان‌های اقماری روشن‌تر را نشان می دهد، در حالی که دایره‌های سفید کهکشان‌های اقماری فوق‌العاده کم نور را نشان می دهد

 زمانی‌ که جهان ۳۸۰ هزار ساله بود، اولین اتم‌های کیهان شکل گرفتند. “هیدروژن” اولین و ساده‌ترین اتمی بود که تشکیل شد. یکی از محققان این پروژه گفت: یکی از جنبه‌های حائز اهمیت این پروژه این است که این اکتشاف، مکملی میان مدل‌های پیش‌بینی شده و داده‌های واقعی است. نتایج این مطالعه در ” The Astrophysical Journal” منتشر شد.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: dailymail.co.uk

پارادوکس فرمی: چرا خبری از بیگانگان فضایی نیست؟

بیگ بنگ: تقریبا ۷۰ سال پیش، فیزیکدان برنده جایزه نوبل «انریکو فرمی» این سوال مشهور را پرسید: «پس دیگران کجا هستند؟» او با این سوال به موجودات فضایی اشاره می کرد که با توجه به قدمت طولانی کهکشان راه شیری و میلیاردها سیاره قابل سکونتش ظاهرا باید تاکنون خودشان را نشان داده بودند. اما فضا بسیار بزرگ است و فاصله میان ستاره‌ها زیاد است. پس منطقی است که فکر کنیم سیگنال های حیات هوشمند بیگانه با وجود محدودیت سرعت نور، هنوز به ما نرسیده باشند.

maxresdefaultبه گزارش بیگ بنگ، اما هر وقت بحث برخورد با فرازمینی‌ها می‌شود٬ باور عمومی این است که آن‌ها بسیار پیشرفته‌تر از ما هستند. این باور به طول‌ عمر مورد انتظار فنی برای یک تمدن ربط دارد. بیایید فرض کنیم که عدد عادی برای این موضوع کمتر از هزار سال باشد و ما ۱۰۰ سال از طول عمر پیشرفته‌ی خود را( از زمانی که ارتباطات رادیویی ممکن شده است) پشت سر گذاشته‌ایم. از استدلال‌های آماری و تصور نقطه ‌شروع‌های تصادفی در زمان٬ اکثر تمدن‌های بیگانه بایست در این دوره‌ی پیشرفت بسیار جلوتر باشند.

خیلی خودخواهانه به نظر می‌رسد باور کنیم که می‌توانیم انگیزه‌هایی که آن‌ها می‌توانند برای رفتارشان با یک تمدن سطح پایین‌تر مثل ما داشته باشند را متصور شویم. با این حال٬ بعضی تلاش می‌کنند پارادوکس فرمی را با یک فرضیه‌ی باغ‌وحش( یا ترجیحا یک ذخیره‌گاه طبیعی) توضیح دهند. این فرضیه می‌گوید که بیگانه‌ها ما را مثل کاری که ما با یک ذخیره‌گاه طبیعی می‌کنیم تنها گذاشته‌اند؛ آن‌ها در کار ما دخالت نمی‌کنند تا به ما اجازه دهند آزادانه و با مسیر خودمان رشد و توسعه پیدا کنیم. موجودات هوشمند فرازمینی آنجا هستند ولی هیچ‌وقت خود را نشان نمی‌دهند. درعوض٬ آن‌ها نقش مشاهده‌کننده را ایفا‌ء خواهند کرد.

هر چند فرضیه‌ی باغ‌وحش چند نقطه‌ضعف مشخص دارد. یکی این است که هوش زمینی اخیرا به وجود آمده است و تماشا یا نگه‌داری یک قرنطینه از جانداران تک‌سلولی به نظر نمی‌رسد کار خیلی مفیدی باشد. در چنین موردی آن‌ها باید بسیار عجله داشته و با تشخیص هوش٬ سریعا یک ذخیره‌گاه طبیعی را تشکیل داده و خود را نامرئی کرده باشند. مشکل دیگر این نوع سناریو این است که نمی‌توان آن را آزمایش کرد. اگر تمدن‌های برتر می‌خواهند پنهان بمانند٬‌ هر چقدر هم تلاش کنیم٬ احتمال دارد هیچ‌وقت نتوانیم وجود آن‌ها را ثابت کنیم. اگر شما بخواهید علت عدم رویارویی بشر با بیگانگان را بنویسید، چه عاملی را دخیل می دانید؟

📚برشی از کتاب “در جستجوی حیات بیگانه” نوشته پیتر لینده با ترجمه: امیرحسین سلیمان میگونی از سایت بیگ بنگ

برای خرید این کتاب به اینجا مراجعه کنید

یک جستجوی دیگر برای ماده‌ تاریک

بیگ بنگ: یک بار دیگر، ماده‌ تاریک پیدا نشد در صورتی که محققان امیدوار بودند آن را پیدا کنند. پانداکس(PandaX)– یک تانکر حاوی ۵۸۰ کیلوگرم زنون مایع در زیر کوهستان‌های جینپینگ سیچوان – چین – یکی از حساس‌ترین ردیاب‌های ماده‌ تاریک در سیاره‌ زمین است.

Dark Matterبه گزارش بیگ بنگ، اگر ماده‌ تاریک بتواند به ماده‌ای قابل شناسایی تبدیل شود و اگر ماده‌ تاریک از ذرات بزرگ و حجم‌دار به نام WIMPs تشکیل شده باشد (ذرات پرجرمی که فعل و انفعال ضعیفی با هم دارند) همانطور که دانشمندان برای مدت‌های طولانی فرض می‌کردند، آنگاه دیر یا زود مقداری از ماده‌ تاریک باید در ذرات زنون درون پانداکس وجود داشته باشد به گونه‌ای که محققان بتوانند آن را ردیابی کنند. اما اخیرأ داده‌های گزارش شده از یک آزمایش ۸۰ روزه که در سال ۲۰۱۵ کامل شد به فیزیکدانان می‌گویند که این اتفاق هنوز نیوفتاده است. و این نتیجه‌ی پوچ و بی معنی در شکار ماده‎ تاریک اطلاعاتی را درباره‌ی ماده‌ تاریک ارائه می‌دهد.

ماده‌ تاریک یک پازل گمشدۀ بزرگ در جهان است. وقتی دانشمندان طریقه‌ حرکت ستارگان در طول فضا و ساختار بزرگ مقیاس جهان را مطالعه می‌کنند، می‌توانند ببینند که چیزی گم شده است. هر چیزی که قادر به دیدن آن هستیم طوری رفتار می‌کند که گویی مادۀ خیلی بیشتری نسبت به چیزی که تلسکوپ نشان می‌دهد وجود دارد و کشش گرانشی را ایجاد می‌کند. این ماده‌ تاریک گمشده حداقل ۸۰ درصد از جرم جهان را توضیح می‌دهد. اما محققان هیچ ایده‌ای در مورد مواد تشکیل‌دهندۀ آن ندارند.

در مقاله‌ای که در ۱۲ جولای ۲۰۱۸ در مجله‌ Physical Review Letters منتشر شده، تیمی از محققان داده‌های صفرِ پانداکس را تفسیر کردند تا محدودیت‌های جدیدی را برای ماده‌ تاریک تعیین کنند – و این کار توضیح می‌دهد چه چیزی در بیرون وجود دارد. فرآیند بنیادی حذف که در این مقاله گزارش شده به نظر نسبتأ ساده است: این احتمال وجود ندارد که ماده‌ تاریک از ذراتی تشکیل شده باشد که فعل و انفعال معناداری با ماده‌ی معمولی دارند و جرم آنها بین ۵ میلیون تا ۱۰ میلیون برابر جرم پروتون است. اما این یک معامله‌ی بزرگ است، همانطور که “های-بو یو”، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، و نویسنده‌ این مقاله توضیح می‌دهد.

به گفته‌ وی، این امر نشان می‌دهد که توضیحات احتمالی برای ماده‌ تاریک – مهمتر از همه WIMPs که باید در آزمایشی بر روی مقیاس پانداکس نمایش داده شود – می‌توانند نادرست باشند. ذرات ماده‌ تاریک احتمالأ کوچکتر از WIMPs هستند و به گونه‌ای رفتار نمی‌کنند که مطالعه‎ آنها آسان شود. یو افزود: «باید آمادۀ این ایده شویم که ماده‌ تاریک با هیچ مادۀ دیگری فعل و انفعال ندارد به جز از طریق گرانش.»

بر اساس محدودیت‌های ماده‌ی تاریک که پانداکس و آزمایشات دیگر تعیین کرده‌اند، یو و همکارانش نتیجه می‌گیرند که بهترین آزمایشگاه برای درک ماده‌ تاریک همان آسمان شب است. ستارگان و کهکشان‌ها رفتارهای ظریفی را از خود نشان می‌دهند که محققان از آنها برای یافتن اطلاعاتی دربارۀ ماده‌ تاریک استفاده می‌کنند.

به گفته‌ یو، مشاهدات ستاره‌شناسی به مدلی اشاره دارند که ماده‌ تاریک خودتعاملی نامیده می‌شود – ذراتی که عمدتأ به طرق ناشناخته باهم فعل و انفعال دارند، بجای اینکه غالبأ با ماده‌ معمولی که به آن عادت کردیم تعامل داشته باشند. و بهترین راه برای مشاهدۀ این نوع ماده‌ تاریک از طریق تأثیر آن بر چیزی است که در فضای خارجی مشاهده می‌کنیم. (البته تمام دانشمندان با این قضیه موافق نیستند. حتی شک و تردیدهایی در مورد وجود داشتن ماده‌ی تاریک وجود دارد، گرچه آنها در اقلیت رو به افزایشند.)

یو گفت که هنوز فضا برای آزمایشات بر روی زمین وجود دارد تا ماده‌ تاریک به طور عمیق‌تری جستجو شود و حداقل فرآیند بیشترِ حذف را اجرا کند. یک محفظه‌ حاوی زنون بزرگتر و سنگین‌تر که نمی‌توان در آن به دنبال ذرات ماده‌ تاریک کوچکتر احتمالی گشت، همانند ذرات ابتدایی فرضی به نام آگزیون، می‌تواند محل شروع خوبی باشد.

ترجمه: سحر الله وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: Livescience.com

این تصویر یکی از کامل‌ترین نقشه­‌های مغز یک موجود است

بیگ بنگ: نقشه‌برداری مغز انسان با جزئیات کامل میتواند به کشف برخی از اسرار آن کمک کند، اما مغزهای ما ارگان‌های بسیار پیچیده‌­ای هستند، بنابراین برای تحقق بخشیدن به این رویا باید همچنان منتظر باشیم. با این حال، دانشمندان قدم مهمی را در راستای رسیدن به این هدف برداشته­‌اند. یک تیم پژوهشی، تصویری با کیفیت بالا و سه بعدی از مغزی کوچکتر تهیه کردند: مغز یک مگس سرکه. از آنجایی که این نقشه هر یک از صد هزار نورون موجود در مغز این حشره را نشان می­دهد، دقیق‌­ترین نقشۀ مغزی است که تاکنون ایجاد شده است.

fruit fly mind mapبه گزارش بیگ بنگ، مغز مگس سرکه(Drosophila melanogaster) تنها به اندازه یک دانۀ خشخاش است، اما در مقیاسی باور نکردنی پیچیده است: این کار با ترکیب حدود ۲۱ میلیون عکس گرفته شده در بیش از ۷۰۰۰ برش از مغز این موجود انجام شد؛ و چیزی که در پایان نصیب دانشمندان شد، تصویری فوق­‌العاده دقیق است که اگر دانشمندان آن را تا ابعاد نانو زوم کنند، قادرند تک تک نورون‌ها را دیده و مسیر آنها را دنبال کنند.

امید است که این نقشه ما را در درک بهتر عملکرد مغز و سلول‌های عصبی چه در مگس سرکه و چه در انسان کمک کند. به تمام راه‌­های دیوانه‌­واری که این نورون­‌ها را به هم متصل می ­کنند، نگاه کنید:

fruit fly mind mapداوی بوک، عصب‌پژوه در موسسه پزشکی هوارد هیوز در مریلند می­ گوید: «پیش از این، مغز مگس سرکه هرگز با این کیفیت و رزولوشون بالا تصویربرداری نشده بود. این نخستین‌بار است که تک تک نورون­‌ها را به صورت مجزا می­ توان مشاهده نمود. هر زمان که تصویری کامل‌تر و با وضوح بالاتر را نگاه می­ کنید، چیزهای جدیدی کشف می­ کنید.»

برای تولید چنین تصویری، پژوهشگران از تکنیکی به نام میکروسکوپ الکترونی عبوری بخش به بخش(serial territory delivery nucleus microscopy) استفاده نمودند. ابتدا تیم غشاهای سلول‌ها را با فلزات سنگین با­رگذاری کرد و خطوط نورون­ها و سیناپس‌­هایی را که آنها را به هم متصل می­ کند، نشانه­‌گذاری نمود. سپس پرتوهای الکترونی به سمت مغر شلیک شدند. این الکترونها وقتی که به فلز برخورد می­ کنند پراکنده و منعکس می­ شوند، همانطور که پرتو ایکس هنگام برخورد با استخوان‌ها مسدود می­ شود.

بوک می­ گوید: «این به ما اجازه می دهد تا رشته‌­های اسپاگتی­‌ای که همگی در کاسۀ بزرگ مغز به صورت در هم ریخته‌­ای قرار دارند، را ببینیم.» از دو دوربین با سرعت بالا و دو سیستم سفارشی نیز استفاده شد تا فرایند جمع­‌آوری میلیون‌ها عکس، بسیار سریع‌تر از حد نرمال باشد. در این صورت، تصویر کل مغز را می­ توان در کمتر از ۷ دقیقه تولید کرد، و این حدود پنج برابر سریع‌تر از آنچه که با تنظیمات قبلی انجام می­ شده است، می­ باشد. بعد از آن نوبت به فرآیند نقشه‌برداری از ۱۰۰ هزار نورون موجود در مغز مگس سرکه می­ رسد که به مدت زمان زیادی نیاز دارد.

این نقشه، تاکنون به کشفیاتی منجر شده است: این تیم مسیر گروهی از نورون‌ها که به بخشی از مغز که در حافظه و یادگیری دخیل است و بعنوان نورون‌های بویایی شناخته شده‌­اند، ردیابی کرده است. آنها نورون‌ها و مسیرهای اطلاعاتی که پیش از این مشخص نشده بودند را کشف کردند، این امر به دانشمندان کمک خواهند کرد که چگونگی یادگیری در مگس­‌های میوه را درک کنند. ویدئوی نقشه مغز مگس را در زیر مشاهده کنید:

بوک افزود: «مگس­‌های میوه دارای قدرت یادگیری و به خاطر سپردن هستند. آنها می­دانند که کدام مکان‌ها خطرناک و کدام­یک از آنها امن هستند. آنها همچنین روش‌های معاشقه و آرایش را به صورت استادانه‌­ای ایجاد کرده‌اند.» این داده­‌ها اکنون برای هر فردی که به موشکافی آنها علاقه‌­مند است قابل دانلود و دسترسی است، و تیم امیدوار است که این پژوهش به درک بهترِ رفتار مگس سرکه منجر شود.

آیا همین روش بر روی مغز انسان  نیز قابل استفاده است؟ در مغز انسان حدود یک میلیون برابر بیشتر نورون وجود دارد، بنابراین این فرآیندها باید به طور قابل ملاحظه‌­ای افزایش یابند و تصویربرداری از مغز انسان احتمالا سال‌ها طول خواهد کشید. هم­ اکنون دانشمندان مشغول مطالعۀ داده­‌های جذابِ تصویرهای مربوط به مغز مگس سرکه هستند. پژوهشگران مسئول این پروژه می­ گویند که این حشرات کوچک افکار و مغزی پیچیده‌­تر از آنچه که ما انتظار داشتیم دارند. این بدان معنی است که باید منبع عظیمی از ارتباطات عصبی برای تحلیل بیشتر وجود داشته باشد. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجلۀ Cell منتشر شده است.

ترجمه: آوین تهمتن/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com