Планети извън слънчевата система

Към днешна дата са известни 329 планети които обикалят други слънца.

Звездно клатушкане

Повечето от тях са открити от два екипа (в началото оглавени от Джеоф Марси в Калифорния, Съединените Щати и Мишел Майор в Шевйцария) които са усъвършенствали метод, с които измерват прецизно изместванията в позицията на тъмните лиинии в спектрите на звездите (до няколко километра в секунда). Тъмните линии са понижения (локални минимуми) в спектрите на различните звезди, чиито съществуване зависи от температурата на звездната атмосфера и на специфичната гравитация. Позицията на тъмните линии в спектъра е определена, но се променя ако източника се движи спрямо наблюдателя.

Когато една (или повече) планети се намират в орбита около други звезди, планетите и звездата обикалят около общия център на тежестта. Ама, някои ще вмъкне, нали са ни учили в училище, "Земята обикаля около слънцето." Ако искаме да сме педантични, това твърдение не е съвсем правилно. По-точно е да кажем че и планетата и звездата обикалят около въображаема точка наречена център на тежеста. Понеже слънцето е много по-масивно от земята, този център на тежестта е всъщност много близо до геометричния център на слънцето - само на 449 км от него, при радиус на слънцето 696000 км (нека забравим за момент останалите планети и варианта в които те всички са наредени в редичка от едната страна на слънцето, макар че и тази екстремна ситуация не променя много нещата, освен че в този случай центъра на тежестта е извън слънцето). За земята и слънцето, твърдението "земята обикаля около слънцето" не е толкова далече от истината. Важно е обаче, че както и нашето слънце, и другите звезди с планети се "клатушкат" напред назад, обикаляйки тази въображаема точка на тежестта. И това клатушкане се отразява периодично на позициите на тъмните линии в техните спектри.

Сянка

Друг начин да откриеш планети извън слънчевата система е да следиш светлината идваща от дадена звезда за малки понижения, които се образуват когато достатъчно голяма по площ планета периодично "засенчва" малка част от излъчващата повърхност на звездата.

Това не са единствените методи за откриване на планети извън слънчевата система, но тези два са най-ефективните до днес.

Снимка

Наскоро обаче, астрономите успяха да заснемат дирактно планети около други звезди! На 13 ти ноември 2008 година, две статии бяха публикувани едновременно в списанието "Наука: Експрес" от Кристиян Мароа и колеги от Канада и Пол Калас и колеги от Калифорнийския Университет в Бъркли.



Фомалхаут (от арабски "устата на кита") е звезда отдалечена на само 25 светлинни години от земята. Астрономите знаят вече от няколко години, че около нея се намира тънък орбитален пръстен от материя останала от акреционния диск на звездата. Такива тънки пръстени от материя, подобни на пръстените на сатурн, се се формират често когато една или повече планети (или луни, в случая на Сатурн) ваят материята останала в диска след тяхното формиране. Калас и колегите му са открили причинта за съществуването на този тънък пръстен от материя - планета 3 пъти по тежка от Юпитер, която обикаля на 18 а.е. (астономическа единица = разстоянието между земята и слънцето) от пръстена и 119 а.е. от Фомалхаут. На снимката от Хъбъл, звездата се намира в средата закрита от филтър, понеже контраста между светлината от звездата и тези от пръстенът и планетата е прекалено голям за детектора. Ясно се различава пръстенът от материя и по-трудно малката светла точка на планетата. В малкото прозорче долу в дясно се вижда по добре планетата заснета през две различни епохи (през 2004 и 2006): наречена Фомалхаут б, тя прави пълна обиколка около звездата за около 870 години.


Втората снимка, получена от Кристиян Мароа и колеги, включва цяла "слънчева система" от три планети обикалящи около звездата ХР 8799, която е отдалечена на 129 светлинни години от земята. Трите планети, които тежат от 5 до 13 пъти повече от Юпитер, са заснети на разстояние 24, 38 и 68 а.е. от звездата. Те правят пълна обиколка около ХР 8799 за около 100, 190 и 460 години, сьответно. Снимката възпроизведена тук е заснета с инфрачервени лъчи и обработена по специален начин. Трите планети се виждат на нея като малки червени точки (третата е долу и леко в дясно от центъра).



Планетите на Фомалхаут и ХР 8799 са много, много масивни. Ако са над 13.6 пъти по масивни от Юпитер, космическите тела се наричат "кафяви джуджета" - газови гиганти които се смятат за "неуспели" звезди - прекалено леки да поддържат постоянно ядрени реакции в ядрото си и да светят като звезди.

За допълнителна информация (на английски), започнете тук и тук.

Умен Инсулин

Биотехнолгичнта компания "Умна Клетка" разработва ново лекарство наречено "Умен Инсулин" което ще позволи на диабетиците да контролират инсулина си само с по една инжекция на ден, без опастност да превишат дозата. Лекарството регистрира променящото се нивото на глюкозата и автоматично отпуска повече инсулин.

При здравите хора, бета клетките на панкреаса произвеждат инсулин когато нивото на глюкозата в кръвта се увеличи. Инсулина е хормон който контролира нивото на глюкозата в кръвта като помага на клетките да погълнат излишната глюкоза (която се използва от клетките като "гориво"). Диабетиците (от тип 1, тип 2 е така наречения инсулино-независим) не произвеждат достатъчно инсулин и нивото на глюкозата им се повишава причинявайки симптоми като извънредна жажда, умора, учестено уриниране, и т.н.

Как работи новото умно лекарство?

Откривателя на новото лекарство, Тод Зион, е успял да прикрепи към инсулина специален полимер с "лепкави" захарни групи. Този модифициран инсулин се смесва в разтвор от молекули които лесно се свързват със захарни групи (нека ги наречем захар-свързващи молекули). Когато повече и повече захар-свързващи молекули се прикрепят към модифицирания инсулин се формира мрежа, която де факто държи инсулина на място. Когато към системата се прибави глюкоза, тя измества лепкавите захарни групи на модифицирания инсулин и сама се свързва с захар-свързващите молекули. Колкото повече глюкоза се прибави към тази система, толкова повече инсулин се освобождава от захарната мрежата.

Новото лекарство е в пре-клинични тестове (без участието на хора), и ще започне клинични тестове в следващите две години.

Източникът на информацията ще намерите тук (на английски).

Една снимка вместо хиляди думи (или: едно много тънко и дълго парче вселена)

На английски има един израз - "A picture is worth a thousand words" - грубо преведено - Снимката замества (буквално: струва колкото) хиляди думи. За снимката, за която искам да ви разкажа, ще се изпишат стотици хиляди думи в най-близко бъдеще, от астрономи работещи по проекта GOODS (виж речника в края). Този къс небе е изучаван подробно с най-добрите телескопи в орбита около земята, с рентгенови, инфрачервени и видими лъчи.

Астрономите работят със снимки. За разлика от физиците например, които могат да създадат сами и после да контролират експериментите си в лабораторията, астрономите са наблюдатели по професия. Вселената си е каквато е, астрономите я наблюдават, създават си теории за нея и после ги тестват с още наблюдения. Имат контрол най-вече върху апаратурата с която наблюдават (телескопите и детекторите на данни), но не и върху това кога ще се случи нещо или какво би било протекло различно например, ако се увеличи температурата на даден район докато плътността остане константа. Снимките получени през различни филтри и спектрите излъчвани от различните обекти са всичко, с което астрономите разполагат.

Европейската организация за астрономически изследвания в южното полукълбо (ESO) обяви наскоро, че астрономи са получили нова снимка на космосa в ултравиолетови лъчи. Интересното на тази снимка е че е най-дълбоката снимка на космоса заснета в близките ултравиолетови лъчи (U филтър) получена до днес от земята (общо 40 часа наблюдения). Голяма част от спектъра на ултравиолетовите лъчи, които се излъчват предимно от масивни млади звезди от близки и далечни галактики или от материята обикляща черните дупки, неутронни звезди, или белите джуджета (особенно свръхтежките черни дупки намиращи се в центровете на галактиките), се поглъща от озонния слои на земната атмосфера. (В пооследното изречение, изброените източници на ултравиолетови лъчи се отнасят за космоса като цяло, за нас на земята най-близкия и поради това най-силен източник на ултравиолетови лъчи е нашето слънце - не много масивна звезда на средна възраст.) Поглъщането на ултравиолетовите лъчи от земната атмосфера е чудесно за нас хората от медицинска гледна точка - късите ултравиотелови лъчи предизвикват рак на кожата - но прави работата на астрономите по-трудна.

Само част от близките ултравиолетовите лъчи достигат до земята и много телескопи и детектори в ултравиолетовата астрономията заснемат космоса от сателити в орбита около земята вместо от телескопи на земята. Колко дълбока е една снимка на космоса зависи от големината на телескопа (и дължината на наблюдението при достатъчна разделителна способност): за дадено време, големите телескопи "виждат" по надалеч, тоест до по-голяма дълбочина. Да изпратим по-големи (тоест по-тежки) телескопи в космоса е скъпо и трудно.

Новата дълбоката снимка заснета в близките ултравиолетови лъчи е получена от инструмента VIMOS прикачен на Very Large Telescope (VLT включва 8.2 метрови телескопа) на Паранал, Чили. Снимката която виждате обаче включва и 15 часова снимка през "червения филтър", както и снимка получена през "синия филтър" на друг, по-малък (2.2 метра) телескоп също намиращ се в Чили.

Някои може да запита, "Но какво значение има дълбочината на една космическа снимка?" Колкото по дълбока е една снимка на космоса, толкова по далечни обекти могат да бъдат различени и изучавани от нея. А далечните обекти в космоса са също и обекти от миналото на космоса. (Това е така защото светлината не се движи към нас безкрайно бързо и тази която достига детекторите ни днес е тръгнала преди много, много време към нас.) Дълбоките снимки на космоса - тази е с ширина и дължина 14.1х21.6 арк-минути (за сравнение, диаметъра на луната е около 30 арк-минути) - са двуизмерни снимки на един триизмерен свят. Ако тази снимка разреши на астрономите да изучават галактики отдалечени, да речем, на 17 милиарда светлинни години от нас (тоест червено отместване причинено от разширяването на вселената равно на 2), дължината и ширината на заснетото парче космос  съответстват на около 7х13 милиона светлинни години. Третото измерение на тази снимка е много, много по дълбоко (повече от хиляда пъти) - парчето космос от тази снимка е едно много, много дълго и тънко парче! А вселената е била само на 3.3 милиарда години, при червено отместване равно на 2, докато днес е вече на 13.7 милиарда години!

За повече информация (на английски) и по добри снимки идете тук.

Речник:

GOODS - Great Observatories Origins Deep Surveys - "изследване на произхода на галактиките с великите обсерватории" - проект включващ данни от Чандра, Хъбъл, и Спитцър, трите най-добри телескпи в орбита около земята, за рентгенови, видими, и инфра-червени лъчи.
VIMOS - Visible wide field IMager and Multi Objects Spectrograph - "широко-обхватна камера за видими лъчи и много-обектен спектрограф" (инструмент приказчен към телекопа VLT)
VLT - Very Large Telescope - "много голям телескоп", 4 8.2 метрови телескопа на планината Паранал в Чили
U or Ultraviolet filter - ултравиолетов филтър, които пропуска лъчи с дължина на вълната между 360 и 400 нанометра
R or Red filter - червен филтър, пропуска лъчи от видимия спектър, с дължина на вълната между 550 и 700 нанометра
B or Blue filter - син филтър, пропуска лъчи от видимия спектър, с дължина на вълната между 400 и 500 нанометра

Да се учиш не е задължително - да оцелееш също.

Може би не е подходящо да започвам с тази сентенция. Помня я от подписа на приятел, четях я в края на всяко ногово електронно съобщение през дългите години когато той учеше в Съединените Щати, работейки по доктората си в компютърните науки. Тогава аз също учех, в един известен университет в "щата на градините", но не компютри а астрономия. Оттогава изминаха почти десет години - и двамата завършихме, съградихме семейства, родиха ни се деца и след много местене на "постояните" адреси, най-накрая се установихме - той в нов щат, аз в нова държава, с нов език.

Сентенцията на Уилям Едуардс Деминг ми се струва малко неудачна защото не знам почти нищо за нейния автор. Според уикипедията - американски статистик, университетски професор, автор, лектор, консултант. Аз се старая да не съм повърхностен човек; в науката пък е невъзможно да си повърхностен - да вникваш дълбоко в същността на нещата е нещо като дефиниция на научния процес. Но - и това е важно - сентенцията добре описва начина по който виждам света: да мислиш и учиш нови неща за света около себе си и за себе си помага с оцеляването, в буквалния смисъл на думата. А и прави живота по-интересен и смислен, не само по-лесен.

За какво искам да пиша по тези страници? За интересни научни открития от различни области на науката, медицината, образованието. За книги които мисля че си струва да се прочетат. За някои лични наблюдения от живота около мен.

А защо? Ами защо не? Моите интереси са "широки", имам поглед върху интернационалния печат и способноста да интерпретирам научна информация. Ако нещата потръгнат, тези страници ще бъдат за мен и начин да поддържам връзката си с България и с българския език. Вярно, много по-лесно би ми било да пиша на английски - повечето от информацията в научния свят се публикува на английски, няма да има нужда да превеждам. Отсега искам да се извиня на тези от вас, които не четат на англйски или немски - понякога ще посочвам връзки, които са на чужд език. Ще го правя за да разширя възможностите на тези които ползват чужди езици да прочетат повече по темата или да отидат направо при източника на информацията, но ще се старая да напиша достатъчно на български за да си струва да четете тези страници и без това. Ако нещата потръгнат, тези страници могат да се превърнат за мен в начин дам нещо обратно на хората от страната в която израстнах.