Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Tajemnicze sygnały wstrząsną współczesną fizyką?

Recommended Posts

Przed dwoma laty nad Antarktyką zarejestrowano zjawisko, którego fizycy wciąż nie potrafią jednoznacznie wyjaśnić. Niewykluczone, że nie pasuje ono do Modelu Standardowego.

W marcu 2016 roku należący do NASA Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA), dryfujący nad Antarktyką balon z anteną wykrywającą promieniowanie kosmiczne, zarejestrował dwa impulsy promieniowania kosmicznego, które... pochodziły z Ziemi. Od tamtej pory zaproponowano szereg wyjaśnień tego zjawiska. Mówiono o sterylnych neutrino i o nietypowym rozkładzie ciemnej materii we wnętrzu Ziemi.

Astrofizycy z Penn State University opublikowali artykuł, w którym informują, że to, co zarejestrowała ANITA nie jest jedynym zjawiskiem tego typu. Okazało się, że trzykrotnie podobne impulsy wykryło IceCube, umieszczone w lodzie Antarktyki obserwatorium neutrin. Z artykułu autorstwa Dereka Foxa, Steinna Sigurdsonna i innych dowiadujemy się też, że szansa, iż zaobserwowane zjawisko jest zgodne z Modelem Standardowym wynosi 1/3.500.000.

Fox, Sigurdsson i ich koledzy sprawdzili dane z innych detektorów, poszukując w nich sygnałów podobnych do tych, jakie zarejestrowała ANITA. Gdy okazało się, że promieniowanie kosmiczne pochodzące z Ziemi zostało trzykrotnie zarejestrowane przez IceCube, naukowcy zdali sobie sprawę, że wpadli na trop czegoś, co może zmienić współczesną fizykę. To skłoniło mnie do poważnego przyjrzenia się danym z ANITA. Właśnie po to jest się fizykiem. By łamać modele, ustalać nowe stałe, dowiadywać się o świecie czegoś, czego nie wiemy, mówi Fox.

Nawet jeśli Model Standardowy świetnie wyjaśnia nam szereg zjawisk, to ma on wiele luk. Na przykład nie pasuje do niego istnienie ciemniej materii, masa neutrino czy asymetria materii i antymaterii we wszechświecie, mówi Seyda Ipek, fizyk cząstek z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine.

Nadzieją na jakiś przełom w fizyce był Wielki Zderzacz Hadronów. Urządzenie wykryło bozon Higgsa, brakujący element Modelu Standardowego, i na tym się skończyło. Tymczasem fizycy na całym świecie szukają nowych idei, które pozwoliłyby lepiej zrozumieć wszechświat.

Teraz część naukowców twierdzi, że artykuł fizyków z Penn State dostarcza solidnych podstaw dających nadzieję, że w końcu w fizyce wydarzy się coś nowego. Od samego początku było jasne, że jeśli wydarzenia zarejestrowane przez ANITA są spowodowane cząstkami, które przebyły tysiące kilometrów przez naszą planetę, to cząstki te z bardzo dużym prawdopodobieństwem nie należą do Modelu Standardowego, stwierdza Mauricio Bustamante, astrofizyk z Uniwersytetu w Kopenhadze. Opublikowany artykuł to pierwsze solidne wyliczenie prawdopodobieństwa, które pokazuje, jak mało możliwe jest, że mamy tu do czynienia z czymś, co zgadza się z Modelem Standardowym, dodaje. Podobnego zdania jest Bill Louis, fizyk neutrino z Los Alamos National Laboratory.

Jeśli wspomniane sygnały pochodziłyby od cząstek z Modelu Standardowego, to cząstkami tymi byłyby neutrino. Żadne inna cząstka nie przedostałaby się przez cały przekrój naszej planety. Jednak, jak mówi Louis, neutrino zdolne do przelecenia przez przekrój Ziemi mają tak małą energię, że nie powinny zostać wykryte przez ANITA i IceCube. Te o większych energiach, które mogłyby zostać zarejestrowane, zostałyby wcześniej przechwycone przez Ziemię. Zdaniem Louisa artykuł z Penn State wskazuje, że to, co wywołało zarejestrowane sygnały jest zgodne z teorią o supersymetrii.

Zdaniem autorów artykułu, najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem pojawienia się zarejestrowanych sygnałów jest istnienie sleptonów stau. Wedle teorii o supersymetrii są one supersymetrycznymi partnerami leptonów tau Modelu Standardowego.
Louis dodaje, że na obecnym etapie badań tak dokładne wskazanie na konkretne cząstki jest nieco naciągane. Autorzy z Penn State dokonali solidnych obliczeń wskazujących, że najprawdopodobniej żadna znana cząstka nie mogła przebyć Ziemi w taki sposób, jak te zarejestrowane. Jednak wciąż nie ma całkowitej pewności. Na pewno zaś mamy za mało danych, by wskazywać na konkretną cząstkę.

Fox zgadza się z tym, co mówi Louis. Jako obserwator nie mam możliwości definitywnego stwierdzenia,  że to stau. Analizowałem dane, próbując dowiedzieć się czegoś nowego o wszechświecie i trafiłem na dziwaczne zjawisko. Potem wraz z kolegami przejrzeliśmy literaturę fachową, by sprawdzić, czy ktoś już tego nie wyjaśnił. Znaleźliśmy artykuły, w tym jeden sprzed 14 lat, których autorzy przewidywali coś podobnego, dodaje.

Okazuje się, że niektórzy fizycy teoretycy przewidywali, iż sleptony stau mogą dawać takie właśnie sygnały w detektorach neutrin. Jako, że prace te były pisane na długo zanim ANITA zarejestrowała sygnały, nie można wykluczyć, iż fizycy ci byli na dobrym tropie.

Fox nie wyklucza, że jeśli naukowcy pracujący przy IceCube sięgną głębiej do swoich archiwów, to znajdą tam kolejne sygnały, których wcześniej nie zauważono. Louis i Bustamante uważają, że NASA powinna przeprowadzić więcej badań za pomocą ANITA i spróbować zarejestrować kolejne sygnały tego typu. Musimy być pewni, że zjawiska te nie są związane z jakimiś nieznanymi nam czynnikami, na przykład z nierozpoznanymi właściwościami lodu Antarktyki. Potrzebujemy kolejnych instrumentów, które wykryłyby podobne sygnały, mówi Bustamante.

Jeśli dokonane dotychczas obserwacje się potwierdzą, może okazać się, że ANITA może mieć większy wkład w naukę niż Wielki Zderzacz Hadronów (LHC). Każdy przypadek zaobserwowania cząstek nienależących do Modelu Standardowego będzie przełomem, gdyż pokaże nam, gdzie mamy poszukiwać fizyki spoza Modelu Standardowego. W LHC bardzo trudno byłoby uzyskać i wykryć cząstki supersymetryczne, stwierdza Ipek. Naukowcy dodają, że dzięki danym z ANITA można będzie ewentualnie tak dostroić LHC by Zderzacz zaczął badań supersymetryczne cząstki.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 hours ago, KopalniaWiedzy.pl said:

szansa, iż zaobserwowane zjawisko jest zgodne z Modelem Standardowym wynosi 1/3.500.000

Czyli, jeśli zanotowanoby 7 milionów takich zdarzeń idących od strony nieba i dwa od strony Ziemi, to wszystko byłoby OK? Wiadomo jak to faktycznie wygląda w pomiarach?

Edited by Przemek Kobel

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 godziny temu, ex nihilo napisał:

I na tym właśnie cała zabawa polega - ANITA zarejestrował wylatujące z Ziemi coś, czego by nie miał prawa zarejestrować, gdyby tym czymś były neutrina.

Ciekawe czy zarejestrowali ten sam sygnał co IceCube, jakoś niejasno jest to opisane. Obserwacji trochę mało żeby wykluczyć błąd. Do tego obserwacja pośrednia impulsu elektromagnetycznego wiązki cząstek po zderzeniu, może takie impulsy nie mają tylko jednej przyczyny? Ale ja tam nic nie wiem, pewnie charakterystyka tych impulsów jest dokładnie obliczona i bardzo egzotyczna w porównaniu z szumami które generuje skorupa ziemska i wszystko co na niej się znajduje.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

No tak :)
Ale :D

pamiętam doniesienia o neutrinach szybszych od światła :)

O tym odkryciu już od miesięcy gdzieś tam się mówi ale nikt na razie głowy nie da że to jest niezgodne z Modelem Standardowym.
(za neutrina szybsze od światła głowy poleciały).

Detekcja jakiś cząstek od strony Ziemi nie przekonuje mnie specjalnie ponieważ jest wiele procesów w czasie których emisja może powstać - oczywiście są charakterystyki wiele przypadków wykluczające ale czy wszystkie.
A co przede wszystkim to dobrze byłoby te cząstki zaobserwować nie tylko nad Antarktyką.

Bez powtarzalności, bez potwierdzenia - to nie jest element układanki tylko poszlaka gdzie mamy szukać.

Cytat

Zdaniem autorów artykułu, najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem pojawienia się zarejestrowanych sygnałów jest istnienie sleptonów stau

No to już nawet wiemy gdzie szukać i czego.

Tylko nie wiemy czy to istnieje. Ja nadal obstawiam że to raczej pomyłka.

A obstawiam tak tylko na podstawie jednej rzeczy: Model Standardowy daje nam fenomenalną dokładność wyliczania niektórych parametrów do kilkunastu miejsc po przecinku.

Gdyby był w nim jakiś brak to wydaje mi się że odcisnąłby się na wielu parametrach w mocno zauważalny sposób.

Co nie znaczy że Model Standardowy to wszystko.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie NASA odpowiedzialni za znajdującą się w przestrzeni międzygwiezdnej sondę Voyager 1, próbują rozwiązać zagadkę nietypowych danych, jakie pojazd przysyła. Voyager 1 pracuje normalnie, odbiera i wykonuje komendy z Ziemi, prowadzi badania naukowe, zbiera dane i wysyła je na Ziemię. Jednak odczyty z systemu AACS (attitude articulation and control system) nie oddają tego, co dzieje się na pokładzie sondy.
      AACS od 45 lat odpowiada za prawidłową orientację pojazdu. Do jednego z zadań systemu należy dopilnowanie, by antena Voyager 1 była skierowana dokładnie na Ziemię. Wszystko wskazuje na to, że AACS działa, ale coś jest nie tak z danymi telemetrycznymi. Czasami wyglądają tak, jakby były generowane losowo, innym razem nie oddają żadnego stanu, w jakim AACS może się znaleźć.
      Co interesujące, problem z AACS nie uruchomił żadnego z zabezpieczeń, odpowiedzialnych za wprowadzenie Voyagera w stan bezpieczny. W stanie tym pojazd przeprowadzałby tylko niezbędne operacje, dając inżynierom czas na zdiagnozowanie usterki. Jednak nic takiego się nie stało. Co więcej, sygnał z sondy nie stracił na mocy, co wskazuje, że jej antena jest skierowana precyzyjnie w stronę naszej planety.
      Inżynierowie analizują sygnały, próbując się dowiedzieć, czy niezwykłe dane pochodzą bezpośrednio z AACS czy też z innego układu zaangażowanego w wytwarzanie i przesyłanie danych telemetrycznych. W tej chwili specjaliści nie potrafią powiedzieć, czy obserwowane problemy mogą w większym zakresie wpłynąć na Voyagera i czy skrócą czas jego pracy.
      Tajemnice takie jak ta, to na tym etapie część misji Voyager, mówi Suzanne Dodd, odpowiedzialna za Voyagera 1 i Voyagera 2. Oba pojazdy mają niemal 45 lat, pracują znacznie dłużej, niż planowano. Znajdują się też w przestrzeni międzygwiezdnej, w miejscu o wysokim promieniowaniu, w którym nigdy wcześniej nie latał żaden pojazd. Dla zespołu inżynieryjnego to olbrzymie wyzwanie. Myślę jednak, że nasz zespół poradzi sobie z problemem z AACS.
      Pani Dodd nie wyklucza, że problemu nie uda się rozwiązać i trzeba będzie się do tego przyzwyczaić. Jeśli jednak uda się znaleźć jego przyczynę, być może trzeba będzie wprowadzić zmiany w oprogramowaniu lub też użyć jednego z systemów zapasowych Voyagera. Jeśli tak się stanie, to nie będzie to pierwszy raz, gdy Voyager 1 używa systemów zapasowych. W 2014 roku główne silniki pojazdu zaczęły wykazywać oznaki degradacji, więc włączono silniki zapasowe, które wcześniej wykorzystywano podczas przelotów w pobliżu planet. Okazało się, że silniki te działają bez zakłóceń, mimo że nie były używane przez 37 lat.
      Voyager 1 znajduje się obecnie w odległości 23,3 miliarda kilometrów od Ziemi. Światło pokonuje tę drogę w ciągu 20 godzin i 33 minut. By uświadomić sobie, jak olbrzymia to odległość wystarczy pamiętać, że światło ze Słońca na Ziemię biegnie 8 minut.
      Voyager 2 działa normalnie. Znajduje się w odległości 19,5 miliarda kilometrów od Ziemi.
      Oba Voyagery zostały wystrzelone w 1977 roku. Pracują znacznie dłużej niż planowano. Są jedynymi pojazdami wysłanymi przez człowieka, które dotarły do przestrzeni międzygwiezdnej. Dostarczyły nam bezcennych informacji na temat heliosfery, bariery za pomocą której Słońce chroni Układ Słoneczny. Wcale nie było pewne, czy tam dotrą. Przed 12 laty opisywaliśmy obawy związane z dotarciem Voyagera 1 do heliopauzy i spotkaniem z łukiem uderzeniowym.
      Każdego roku możliwość produkcji energii pojazdów zmniejsza się o około 4 waty. Dlatego też przez lata stopniowo wyłączano poszczególne podzespoły, by zapewnić energię dla najważniejszych instrumentów naukowych i niezbędnych systemów. Dzięki przemyślanym działaniom nie wyłączono dotychczas żadnego urządzenia naukowego. Inżynierowie z NASA chcą, by Voyagery pracowały jeszcze w roku 2026.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po 10 latach analiz i wielokrotnego sprawdzania wyników, badacze z projektu CDF collaboration prowadzonego przez Fermi National Accelarator Laboratory (Fermilab) ogłosili, że dokonali najbardziej precyzyjnych pomiarów masy bozonu W, nośnika jednego z czterech podstawowych oddziaływań fizycznych. Uzyskane wyniki sugerują, że Model Standardowy powinien zostać poprawiony lub poszerzony.
      Znamy cztery podstawowe oddziaływania fizyczne: grawitacyjne, słabe, elektromagnetyczne i silne. Bozon W jest nośnikiem oddziaływań słabych. Specjaliści z Fermilab, wykorzystując dane z Collider Detector at Fermilab (CDF) okreslili masę bozonu W z dokładnością do 0,01%. Pomiar jest dwukrotnie bardziej dokładny niż dotychczasowe. Po jego wykonaniu  naukowcy wykorzystali nową wartość do przetestowania Modelu Standardowego.
      Wprowadziliśmy olbrzymią liczbę poprawek i dodatkowych weryfikacji. Wzięliśmy pod uwagę nasze lepsze rozumienie samego wykrywacza cząstek oraz postępy w teoretycznym i eksperymentalnym rozumieniu interakcji bozonu W z innymi cząstkami. Gdy w końcu przeprowadziliśmy wszystkie obliczenia okazało się, że różnią się one od przewidywań Modelu Standardowego, mówi Ashutosh V. Kotwal z Duke University, który stał na czele grupy wykonującej obliczenia. Jest on jednym z 400 naukowców skupionych wokół CDF collaboration.
      Nowe pomiary w wielu aspektach zgadzają się z wcześniejszymi pomiarami masy bozonu W, ale w niektórych są z nimi rozbieżne. Dlatego też konieczne będą kolejne badania. To bardzo intrygujące wyniki, ale do ich pełnego wyjaśnienie konieczne jest potwierdzenie w ramach innych eksperymentów, mówi zastępca dyrektora Fermilab, Joe Lykken.
      Bozon W, nośnik oddziaływań słabych, jest m.in odpowiedzialny za procesy powodujące, że Słońce świeci, a cząstki się rozpadają. Fermilab, a którym działał niezwykle zasłużony dla nauki akcelerator Tevatron, dysponuje olbrzymią ilością danych zbieranych w latach 1985–2011. Pomiary CDF były prowadzone przez wiele lat. Wyniki tych pomiarów były ukryte w danych, które trzeba było szczegółowo przeanalizować. Gdy w końcu je uzyskaliśmy, byliśmy zdumieni, mówi fizyk Chris Hays z Uniwersytetu Oksfordzkiego.
      Masa bozonu W jest około 80-krotnie większa od masy protonu i wynosi około 80 000 MeV/c2. Teraz naukowcy z Fermilab ją uściślili. Dzięki ich pracy wiemy, że wynosi ona 80 433 ± 9 MeV/c2. Wynik ten bazuje na badaniach 4,2 milionów bozonów W uzyskanych w Fermilab.
      W ciągu ostatnich 40 lat eksperymenty w wielu akceleratorach pozwoliły na badanie bozonu W. To bardzo trudne, złożone pomiary, które cały czas są doprecyzowywane. Nam praca zajęła wiele lat. Dokonaliśmy najbardziej precyzyjnych pomiarów, dzięki czemu mogliśmy stwierdzić, że istnieje rozbieżność pomiędzy wartością zmierzoną, a oczekiwaną, mówi rzecznik CDF collaboration Giogrio Chiarelli z Włoskiego Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej.
      Najbardziej precyzyjne obliczenia masy bozonu W wykonane na podstawie Modelu Standardowego – w których wykorzystuje się pomiary masy kwarka górnego i bozonu Higgsa – dają wynik 80 357 ± 6 MeV/c2. Różnica pomiędzy teoretycznymi obliczeniami a wykonanymi pomiarami jest więc widoczna. Teraz autorzy kolejnych eksperymentów oraz fizycy teoretyczni powinni spróbować ją wyjaśnić. Jeśli różnica pomiędzy wynikiem eksperymentów a teoretycznymi obliczeniami jest spowodowana istnieniem jakiegoś nowego oddziaływania – a to tylko jedna z możliwości – to przyszłe eksperymenty powinny je wykryć.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W 2018 roku amerykańscy astronomowie pracujący przy radioteleskopie EDGES w Australii poinformowali o odkryciu sygnału radiowego o szczególnej częstotliwości. Był on znacząco słabszy od innych sygnałów. Wyniki swoich badań opublikowali na łamach Nature, gdzie ogłosili, że znaleziony sygnał pochodzi z narodzin pierwszych gwiazd po Wielkim Wybuchu. Co więcej, dane były inne, niż przewidziane przez teoretyków. Wskazywały one, że wczesny wszechświat był zadziwiająco chłodny. Teoretycy siedli do pracy, by to wyjaśnić, a inne zespoły ruszyły do teleskopów, by potwierdzić istnienie sygnału.
      Wśród tych, którzy postanowili zarejestrować sygnał zauważony przez Amerykanów byli naukowcy z Raman Research Institute w Bangalore w Indiach. Wykorzystali oni radioteleskop SARAS-3. Niewielkie urządzenie pływa na dwóch jeziorach w odległych regionach Indii. Indyjscy naukowcy zebrali dane i przez ostatnie dwa lata szczegółowo je analizowali. Właśnie poinformowali na łamach Nature Astronomy, że w danych nie znaleziono żadnego śladu sygnału, o którym pisali Amerykanie.
      Jeśli tam by coś było, to by to zauważyli, mówi radioastronom Aaron Parsons z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Nie ma tutaj zbytnio miejsca na wątpliwości, dodaje uczony, który nie był zaangażowany w żadne z opisywanych badań.
      Judd Bowman, który stoi na czele zespołu badawczego teleskopu EDGES i kierował badaniami sprzed 4 lat dodaje, że konieczne są dalsze prace, by rozstrzygnąć, kto ma rację. Biorąc pod uwagę, jak trudne są tego typu obserwacja, czeka nas sporo pracy. Musimy włączyć te badania w te wciąż prowadzone.
      Zarówno EDGES jak i SARAS usiłowały wykryć emisję pochodzącą z wodoru. Pierwiastek ten w sposób naturalny absorbuje i emituje fale radiowe o długości 21 centymetrów. Na trasie swojej podróży w kierunku Ziemi fale te coraz bardziej się rozciągają. Fale z bardziej odległych chmur wodoru są rozciągnięte bardziej, niż te z chmur bliższych. A topień ich rozciągnięcia świadczy o tym, z jakie odległości – czyli i z jakiego czasu – pochodzą.
      Astronomowie już od ponad 50 lat wykorzystują emisję wodoru do badania pobliskich galaktyk. Jednak dzięki postępowi technologicznemu takie instrumenty jak EDGES i SARAS mogą rejestrować też fale pochodzące z większych odległości, bardziej rozciągnięte, które trudniej jest badać, gdyż zakłócają je naturalne i sztuczne sygnały z Ziemi.
      Gdy atomy wodoru dopiero powstawały po Wielkim Wybuchu, absorbowały i emitowały tyle samo promieniowania o długości fali 21 centymetrów. Przez to chmury wypełniającego wszechświat wodoru były niewidoczne.
      Później zaś nastąpił kosmiczny świt. Promieniowanie ultrafioletowe z pierwszych gwiaz wzbudziło atomy wodoru, przez co mogły one absorbować więcej promieniowania niż pochłaniały. Zjawisko to, obserwowane obecnie z Ziemi, powinno objawiać się nagłym spadkiem jasności fal o określonej długości. Ten spadek wyznacza moment powstania pierwszych gwiazd. Z czasem te pierwsze gwiazdy zapadły się w czarne dziury. Gorący gaz z dysków wokół czarnych dziur emitował promieniowanie rentgenowskie. Podgrzało ono wodór, zwiększając jego emisję w paśmie 21 centymetrów. To zaś objawia się zwiększeniem jasności fal o minimalnie mniejszej długości niż wcześniejsze fale. Wynik netto tych zmian, to spadek jasności w wąskim zakresie fal. Taki właśnie spadek spodziewali się wykryć naukowcy pracujący przy EDGES.
      Znaleźli jednak coś innego. Spadek dotyczyły fal o długości 4 metrów. Analiza takich danych wskazywała, że pierwsze gwiazdy powstały zadziwiająco szybko i szybko doszło do pojawienia się promieniowania X. Co więcej, dane pokazywały też, że wodór we wczesnym wszechświecie był chłodniejszy niż przewidywały teorie.
      Pojawiły się różne próby wyjaśnienia tego zjawiska. Wiadomo też było, że zakłócenia do sygnału może wprowadzać sam radioteleskop i jego konstrukcja. Edges otoczony jest przez duży, 30-metrowy metalowy ekran, który ma blokować emisję radiową pochodzącą z gruntu. Amerykański zespół uwzględnił w swojej pracy możliwość pojawienia się zakłóceń pochodzących z krawędzi tego ekranu. Jednak specjaliści zwracają uwagę, że wystarczy niewielki błąd w korekcie, by w analizie pojawiły się dane nie do odróżnienia od danych rzeczywistych.
      Naukowcy z Bangalore zaprojektowali swój radioteleskop tak, by był on bardziej odporny na zakłócenia. Dodatkowo umieścili go na jeziorze, dzięki czemu zyskali pewność, że w promieniu 100 metrów od teleskopu nie pojawią się żadne odbicia horyzontalne. Sama zaś woda jeziora powodowała, że odbite od dna sygnały biegły wolniej, a dzięki jednorodnej gęstości wody łatwiej modelować całe otoczenie teleskopu i wyławiać z danych fałszywe sygnały.
      Dzięki temu naukowcom pracującym przy SARAS udało się dokładnie przeanalizować całe spektrum wokół fal o długości 4 metrów i stwierdzić, że nie widać w nim żadnego spadku jasności zarejestrowanego przez EDGES.
      Cynthia Chiang, radioastronom z kanadyjskiego McGill University stwierdziła, że oba zespoły naukowe – amerykański i indyjski – bardzo dobrze i ostrożnie przeprowadziły wszelkie prace nad kalibracją urządzeń i analizą danych, dlatego też jest obecnie zbyt wcześnie, by orzekać, który z nich ma rację.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W pobliżu Lodowca Szelfowego Filchnera na południu Morza Weddella w Antarktyce znaleziono największy obszar rozrodu ryb. Podwodna kamera sfilmowała tysiące gniazd ryby z gatunku Naopagetopsis ionah. Na podstawie zajmowanego obszaru i zagęszczenia oszacowano, że może znajdować się tam około 60 milionów gniazd. Naukowcy podkreślają, że odkrycie potwierdza słuszność starań o utworzenie obszaru chronionego na atlantyckiej części Oceanu Południowego.
      Na pierwsze gniazda natrafiono w lutym 2021 roku. Zauważyli je naukowcy z Instytutu Badań Polarnych i Morskich im. Alfreda Wegenera (Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung) pracujący pod kierunkiem Autuna Pursera na statku Polarstern. Gniazda znajdowały się na głębokości 535–420 metrów. A im większy obszar uczeni sprawdzali, tym więcej gniazd widzieli. Trwające wiele miesięcy badania wykazały, że średnie zagęszczenie gniazd wynosi 1 na 3 m2, chociaż zdarzały się fragmenty dna, gdzie odnotowywano nawet 2 gniazda na m2. Przeprowadzone mapowanie wskazuje, że cały region gniazdowania obejmuje 240 km2, i znajduje się na nim około 60 milionów gniazd.
      Naukowcy z Instytutu Wegenera badają ten region z pokładu Polarsetrna już od początku lat 80. ubiegłego wieku. Dotychczas znajdowano pojedyncze lub niewielkie grupki gniazd Naopagetopsis ionah.
      Podczas badań naukowcy wykorzystali OFOBS (Ocean Floor Observation and Bathymetry System). To specjalna klatka na kamerę, przystosowana do pracy w ekstremalnych warunkach. Po spektakularnym odkryciu tak wielu gniazd, zaczęliśmy opracowywać strategię, która pozwoli nam ocenić wielkość obszaru. Gniazda ciągnęły się bez końca, a każde z nich ma około 75 cm średnicy. Są więc znacznie większe niż struktury i zwierzęta, jakie zwykle wykrywamy za pomocą systemu OFOBS. Unieśliśmy więc nieco kamerę nad dnem i zwiększyliśmy prędkość do maksymalnej możliwej przy opuszczonej kamerze. Zbadaliśmy w ten sposób 45 600 metrów kwadratowych powierzchni i naliczyliśmy tam niewiarygodną liczbę 16 160 gniazd, ekscytuje się Purser.
      Badania wykazały, że każde gniazdo ma głębokość około 15 cm i średnicę 75 cm. Zostało wydrążone w mulistym dnie, a centralne części gniazd są otoczone niewielkimi kamykami. Naukowcom udało się wyróżnić kilka typów gniazd. W „aktywnych” zauważyli od 1500 do 2500 jaj. W 75% przypadków gniazda takie były pilnowane przez dorosłe ryby. Znaleziono też gniazda „nieaktywne”. W nich jaj nie było. Znajdowała się tam ryba lub też martwa ryba.
      Gdy naukowcy przyjrzeli się danym oceanograficznym i biologicznym, okazało się, że obszar gniazdowania nakłada się z obszarem napływu cieplejszych wód z Morza Weddella w kierunku szelfu. Uczeni zauważyli też, że region ten jest wyjątkowo często odwiedzane przez foki, prawdopodobnie poszukujące tam pożywienia. Masę kolonii ryb oszacowano na 60 000 ton.
      Biorąc pod uwagę biomasę ryb, ten wielki obszar rozrodu jest niezwykle ważnym elementem ekosystemu Morza Weddella i jest najprawdopodobniej największym znanym tam tego typu obszarem na świecie, napisali naukowcy na łamach Current Biology.
      Odkrycie to pokazuje, jak ważne jest ustanowienie tutaj Morskiego Obszaru Chronionego, mówi profesor Antje Boetius, dyrektor Instytutu Wegenera. Niestety Morski Obszar Chroniony Morza Weddella wciąż nie został jednogłośnie zatwierdzony przez Komisję ds. Zachowania Żywych Zasobów Morskich Anarktyki (CCAMLR).
      CCAMLR powstała w 1982 roku w celu ochrony zasobów Antarktyki. Jej członkowie zgodzili się dbać o to, by nie dochodziło tam do nadmiernego odławiania ryb. Jednak wiadomo, że w Antarktyce dochodzi do nielegalnych połowów. Nowo odkrytemu obszarowi rozrodczemu na razie to nie grozi, gdyż znajduje się on pod lodem, zatem by się tam dostać potrzebny jest lodołamacz. Jednak tak ważny obszar powinien być zdecydowanie lepiej chroniony. Stąd potrzeba utworzenia Morskiego Obszaru Chronionego.
      Utworzenie Morskiego Obszaru Chronionego Morza Weddela zaproponowały w 2016 roku Niemcy i Unia Europejska. Miałby on objąć region o powierzchni 1,8 miliona km2. Obecnie oceany są chronione w niewielkim tylko stopniu. Obszary chronione zajmują jedynie ok. 8% powierzchni oceanów, ale rzeczywista ochrona jest roztoczona na 5%. W tym jedynie na niewielkich fragmentach całkowicie zakazano jakiejkolwiek działalności związanej z połowem, wydobywaniem zasobów, transportem czy turystyką.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Michał Styczyński z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego odkrył, że bakterie z Antarktyki wytwarzają naturalną substancję z grupy melanin. Można by ją wykorzystać w kremach z filtrem UV, zastępując syntetyczny oksybenzon, który przyczynia się do wymierania koralowców. Środek ten zaburza gospodarkę hormonalną parzydełkowców, uniemożliwiając im rozmnażanie się.
      Uczony zauważył, że pod wpływem odpowiedniego stresu środowiskowego bakterie wytwarzają substancję z grupy melanin. Może ona potencjalnie posłużyć do zastąpienia nią oksybenzonu. Antarktyka jest jednym z najbardziej ekstremalnych regionów na Ziemi. Charakteryzuje się ona bardzo niskimi temperaturami, dochodzącymi do -90 °C, wysoką ekspozycją na promieniowanie UV, niską dostępnością substancji odżywczych, a także obecnością silnie zasolonych zbiorników wodnych. Organizmy występujące w tak skrajnych warunkach musiały wykształcić szereg cech adaptacyjnych umożliwiających im przeżycie. Zimnolubne bakterie, określane jako psychrofile lub psychrotoleranty, wytwarzają m.in. specyficzne metabolity wtórne, takie jak barwniki ochronne, dzięki którym mogą optymalnie funkcjonować w polarnym środowisku, mówi Styczyński. Naturalną melaninę można by wytwarzać na skalę przemysłową namnażając bakterie w laboratorium i poddając je następnie odpowiedniej stymulacji.
      Jednak to nie jedyna zaleta bakterii arktycznych. Badania wykazały, że wytwarzają one też karotenoidy posiadające bardzo silne właściwości przeciwutleniające. Również i one mogą odegrać ważną rolę. Wytwarzane przez bakterie związki, ze względu na swoją specyficzną, wielonienasyconą strukturę i wynikające z niej właściwości przeciwutleniające, zapobiegają szkodliwemu działaniu promieniowania UV. Ponadto odgrywają one istotną rolę w kontrolowaniu płynności błon i chronią komórki bakteryjne przed uszkodzeniem na skutek zamarzania. Tego rodzaju substancje mają zdolność wychwytywania wolnych rodników, dlatego są w centrum zainteresowania laboratoriów produkujących preparaty kosmetyczne do pielęgnacji skóry o działaniu przeciwstarzeniowym. Na rynku obowiązują jednak ścisłe normy i restrykcje, które definiują zawartość zanieczyszczeń pochodzących z syntezy chemicznej. Nasze odkrycia wskazują, że przemysł kosmetyczny mógłby na dużo większą skalę korzystać z substancji pochodzenia naturalnego, dodaje Michał Styczyński.
      Niezwykle ważną cechą bakterii antarktycznych jest fakt, że łatwo jest je hodować. Ze względu na ich fizjologię organizmy te mają niewielkie wymagania odnośnie temperatury i dostępności pokarmu. Nie ma żadnych większych przeszkód natury technologicznej, by tą drogą pozyskiwać naturalne substancje na skalę przemysłową. Bakterie z Antarktydy mogą też wspomagać wzrost roślin. Mogą zwiększać dostępność mikroelementów, co można wykorzystać w rolnictwie. W praktyce można więc wykorzystać szczepy bakterii do zwiększania jakości i biomasy roślin uprawnych, chronić je przed chorobami, a także redukować ilość stosowanych nawozów chemicznych, wyjaśnia naukowiec.
      Komercjalizacją odkryć ma zająć się spółka Biotemist, utworzona przy Uniwersytecie Warszawskim.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...