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

Wysokie promieniowanie UV nie wyklucza możliwości istnienia życia na egzoplanetach

Recommended Posts

Na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society opublikowano artykuł, który daje nadzieję, że na najbliższych nam skalistych egzoplanetach może istnieć życie. Lisa Kaltenegger i Jack O'Malley-James z Carl Sagan Institute twierdzą, że wysoki poziom promieniowania ultrafioletowego wcale nie musi wykluczać istnienia życia.

Naukowcy modelowali promieniowanie UV na czterech najbliższych Ziemi egzoplanetach znajdujących się w ekosferach swoich gwiazd: Proxima-b, TRAPPIST-1e, Ross-128b oraz LHS-1140b.

Najbliższa z nich, Proxima-b, znajduje się w odległości nieco ponad 4 lat świetlnych od Ziemi. Dociera do niej 250 razy więcej promieniowania UV niż na Ziemię. Jednak Kaltenegger i O'Malley-James twierdzą, że może na niej istnieć życie, a dowodem na to... jesteśmy my.

Życie na Ziemi rozpoczęły organizmy, które żyły w czasach, gdy na naszą planetę docierało nawet więcej promieniowania UV niż dociera obecnie na Proximę-b. Przed 4 miliardami lat Ziemia była bombardowana olbrzymimi dawkami zabójczych promieni. A mimo to, życie na niej istniało. To samo może dziać się obecnie na niektórych z najbliższych nam egzoplanet.

Wspomniane planety krążą wokół czerwonych karłów, na których bardzo często dochodzi do rozbłysków, a wówczas do planet docierają duże dawki promieniowania UV. Wiadomo, że promieniowanie takie jest szkodliwe dla organizmów żywych i może niszczyć atmosferę.

O'Malley-James i Kaltenegger przeprowadzili symulacje z różnym składem atmosfery. Od takiej, podobnej do dzisiejszej atmosfery Ziemi, po cienką atmosferę, która nie zatrzymuje szkodliwego promieniowania. Ich modele wykazały, że im cieńsza atmosfera i mniej zawiera ozonu, tym większe dawki UV docierają do powierzchni planety. Następnie modele porównano z modelami ziemskiej atmosfery sprzed 4 miliardów lat.

Badania wykazały, że co prawda do wszystkich planet dociera więcej promieniowania UV niż obecnie do Ziemi, ale jest to znacznie mniej, niż Ziemia otrzymywała przed 3,9 miliardami lat.

Biorąc pod uwagę fakt, że w tym czasie na Ziemi istniało życie, wykazaliśmy, że promieniowanie UV nie powinno być uznawane za czynnik ograniczający istnienie życia na planetach krążących wokół gwiazd typu M. Najbliższe nam egzoplanety pozostają więc celem poszukiwania życia poza Układem Słonecznym, stwierdzili badacze.


« powrót do artykułu

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
      Czarnych dziur nie możemy bezpośrednio obserwować. Widzimy jednak gaz i pył, które świecą, gdy są przez nie wchłaniane. Wciągana do czarnej dziury materia wiruje na podobieństwo wody wpływającej do dziury, a nad i pod dziurą pojawia się tzw. korona, zbudowana z jasno świecącego ultragorącego gazu. Przed dwoma laty astronomowie ze zdumieniem zaobserwowali, że korona czarnej dziury w galaktyce 1ES 1927+654 szybko zniknęła, a później równie szybko jest pojawiła.
      Korony czarnych dziur mogą zmieniać jasność nawet 100-krotnie. Jednak w naszym przypadku doszło do bezprecedensowego wydarzenia. W ciągu zaledwie 40 dni jasność korony zmniejszyła się 10 000 razy. Niemal natychmiast korona zaczęła świecić coraz mocniej i po kolejnych 100 dniach jej blask był 20-krotniej silniejszy niż przed przygasaniem.
      Jako, że blask korony jest bezpośrednio związany z materią wchłanianą przez czarną dziurę, zaobserwowane zjawisko świadczyło o tym, że źródło materii zostało odcięte. Jednak co mogło być przyczyną tak spektakularnego wydarzenia?
      Międzynarodowy zespół astronomów z Izraela, USA, Wielkiej Brytanii, Chin, Kanady i Chile uważa, że przyczyną czasowego zniszczenia korony była zabłąkana gwiazda. Znalazła się ona zbyt blisko czarnej dziury i została rozerwana przez siły pływowe. Jej szybko poruszające się szczątki mogły spaść na dysk gazu otaczającego dziurę i chwilowo go rozproszyć.
      Zwykle nie obserwujemy tak dużych zmian w dysku akrecyjnym czarnej dziury, mówi główny autor badań, profesor Claudio Ricci z chilijskiego Uniwersytetu im. Diego Portalesa. To było tak dziwne, że początkowo sądziliśmy, iż coś jest nie tak z naszymi danymi. Gdy stwierdziliśmy, że są one prawidłowe, poczuliśmy dużą ekscytację. Nie mieliśmy jednak pojęcia, z czym mamy do czynienie. NIkt, z kim rozmawialiśmy, nie obserwował wcześniej takiego zjawiska.
      Hipotezę o rozerwanej gwieździe wzmacnia fakt, że kilka miesięcy przed zniknięciem korony zauważono, że dysk akrecyjny badanej czarnej dziury nagle pojaśniał w paśmie widzialnym. Być może był to wynik pierwszego zderzenia z resztkami gwiazdy.
      Najnowsze odkrycie jest również o tyle cenne, że naukowcy mogli całe zjawisko obserwować w czasie rzeczywistym. Oczywiście uwzględniając fakt, że galaktyka 1ES 1927+654 znajduje się w odległości 300 milionów lat świetlnych od Ziemi. Kiedy bowiem obserwatoria doniosły o pojaśnieniu dysku akrecyjnego zespół Ricciego zaczął obserwować czarną dziurę za pomocą kilku narzędzi. Wykorzystano teleskop NICER znajdujący się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, Neil Gehrels Swift Observatory, NuSTAR oraz XMM-Newton. Wszystkie one zapewniały ciągły napływ danych przez wiele miesięcy, co pozwoliło na obserwowanie zniknięcia i pojawienia się korony.
      Autorzy badań nie wykluczają, że mogą istnieć inne wyjaśnienia obserwowanego zjawiska. Podkreślają, że jedną z wyróżniających się cech tego, co obserwowali był fakt, że spadek jasności korony nie był liniowy. Zmiany zachodziły w różnym tempie, czasami jasność korony spadała 100-krotnie w czasie zaledwie 8 godzin. Wiadomo, że korony czarnych dziur mogą tak bardzo zmieniać jasność, jednak w znacznie dłuższym czasie. Tak dramatyczne skoki, do których dochodziło całymi miesiącami, to coś niezwykłego.
      Te dane wciąż stanowią zagadkę. Ale to niezwykle ekscytujące, gdyż oznacza, że uczymy się czegoś nowego o wszechświecie. Sądzimy, że hipoteza o gwieździe jest dobra, ale wiemy, że jeszcze przez długi czas będziemy to analizowali, mówi współautor badań profesor Erin Kara z MIT.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z Northwestern University zsyntetyzowali nową formę melaniny. Jest ona wzbogacona selenem. Selenomelanina, bo tak ją nazwano, ma bardzo obiecujące właściwości. Amerykanie uważają, że może się przydać do ochrony ludzkich tkanek przed promieniowaniem rentgenowskim podczas terapii medycznych czy podróży kosmicznych.
      Zważywszy na zwiększone zainteresowanie podróżami kosmicznymi i ogólne zapotrzebowanie na lekkie, wielofunkcyjne i radioprotekcyjne biomateriały, byliśmy podekscytowani potencjałem melaniny - podkreśla Nathan Gianneschi. Dr Wei Cao pomyślał, że melanina zawierająca selen może zapewniać lepszą ochronę niż inne jej formy. W tym momencie pojawiła się intrygująca możliwość, że ta nieodkryta dotąd forma melaniny równie dobrze istnieje w naturze i jest wykorzystywana właśnie w ten sposób. Pominęliśmy [jednak] etap odkrywania i postanowiliśmy wyprodukować ją samodzielnie.
      Melanina występuje u wielu organizmów z królestw roślin i zwierząt. Można ją także znaleźć u grzybów czy bakterii. Melanina odpowiada za pigmentację i za ochronę przed promieniowaniem. W naturze zaobserwowano 5 rodzajów melaniny; wykazano, że feomelanina, barwnik o kolorze od czerwonego do żółtego, pochłania promieniowanie rentgenowskie skuteczniej niż eumelanina (barwnik ciemny, o odcieniu od brązowego do czarnego).
      Do niechcianej ekspozycji na promieniowanie dochodzi podczas wielu codziennych sytuacji, np. podczas lotu samolotem czy diagnostyki medycznej. Naukowcy wspominają też o ekstremalnych zdarzeniach, takich jak awarie reaktorów jądrowych i lotach kosmicznych. Podczas słynnego Astronaut Twin Study NASA jeden z bliźniaków Scott Kelly spędził rok w kosmosie na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (MSK), podczas gdy drugi z braci, Mark, przebywał na Ziemi. Po zakończeniu One-Year Mission u Scotta odkryto m.in. trwałe zmiany w obrębie DNA.
      W porównaniu do tradycyjnych materiałów radioprotekcyjnych, takich jak ołów, melanina jest np. znacznie lżejsza. Obecnie próbki melaniny znajdują się na pokładzie MSK. Określa się reakcję materiału na promieniowanie.
      Ostatnie badania koncentrowały się na feomelaninie, która zawiera siarkę (uznawano ją za najlepszą kandydatkę do tego celu). Zespół Gianneschiego podejrzewał jednak, że nowy rodzaj melaniny - wzbogacony selenem zamiast siarki - zapewni lepszą ochronę przed promieniowaniem rentgenowskim. Selen to jeden z niezbędnych mikroelementów, który odgrywa ważną rolę w zapobieganiu nowotworom. Autorzy wcześniejszych badań donosili, że związki selenu mogą chronić zwierzęta przed promieniowaniem. Akademicy przypominają też, że aminokwas selenocysteina występuje w licznych białkach enzymatycznych.
      Naukowcy z Northwestern zsyntetyzowali nowy biomateriał zwany selenomelaniną. Wykorzystali do tego właśnie selenocysteinę. Okazało się, że nanocząstki selenomelaniny (ang. selenomelanin nanoparticles, SeNPs) chronią ludzkie neonatalne ketatynocyty przed zatrzymaniem cyklu komórkowego w fazie G2/M wskutek wysokich dawek promieniowania rentgenowskiego. Dla porównania prowadzono też badania na komórkach, do hodowli których dodawano m.in. nanocząstki syntetycznej feomelaniny. Uwzględniono również grupę kontrolną. Po otrzymaniu dawki promieniowania, która byłaby śmiertelna dla człowieka, tylko komórki z SeNPs nadal przejawiały normalny cykl komórkowy.
      Nasze badania pokazały, że selenomelanina zapewnia lepszą ochronę przed promieniowaniem - mówi Gianneschi. Odkryliśmy także, że łatwiej zsyntetyzować selenomelaninę niż feomelaninę i że to, co wyprodukowaliśmy, jest bliższe temu, co występuje w naturze niż syntetyczna feomelanina.
      Dalsze badania z bakteriami wykazały, że selenomelaninę można biosyntetyzować. Z bogatym źródłem selenu w środowisku pewne organizmy mogą być w stanie przystosować się do ekstremalnych okoliczności, takich jak promieniowanie [...].
      Gianneschi mówi, że nowy biomateriał można by, na przykład, nakładać na skórę, jak bazujący na melaninie filtr.
      Wyniki badań ukazały się w Journal of the American Chemical Society.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badanie RTG brzucha jest jednym ze standardowych badań obrazowych. Pomimo rozwoju technik obrazowania, szczególnie ultrasonografii, zastosowanie badania RTG brzucha jest ograniczone, ale jest relatywnie często stosowanym narzędziem diagnostycznym o nieocenionej wartości. Wykonywanie zdjęć rentgenowskich jamy brzusznej wiąże się z koniecznością narażenia na promieniowanie jonizujące. Dawka pojedynczego badania nie jest jednak duża ani zagrażająca życiu czy zdrowiu.
      Ochrona przeciw promieniom jonizującym
      Badanie RTG wykorzystuje fizyczne zjawisko emisji wysokoenergetycznych fal elektromagnetycznych przez elektrody aparatu rentgenowskiego. Przy pomocy przechodzących przez ciało promieni jonizujących możliwe jest uwidocznienie wewnętrznych struktur brzucha.
      Limity przyjętego w trakcie procedur medycznych promieniowania rentgenowskiego są ściśle określone prawnie w rozporządzeniu Rady Ministrów z 2005 r. Warto zaznaczyć, że dawki przyjętego promieniowania ulegają kumulacji. Komórki posiadają mechanizmy ochronne przeciw promieniowaniom. Każda komórka jest w stanie do pewnego stopnia naprawić uszkodzone nici DNA. Po skumulowaniu się dużej dawki energii komórki tracą jednak możliwości kompensowania nawarstwiających się, wywoływanych przez promieniowanie, uszkodzeń.
      Promieniowanie jonizujące oddziałujące na organizmy określane jest za pomocą jednostki milisiwert (mSv). 1 siwert jest równy 1 dżulowi energii przyjętemu przez kilogram masy ciała. Promieniowanie jonizujące jest wszechobecne. Przyjmuje się, że uśrednione promieniowanie tła, dawka promieniowania przyjęta w Polsce, wynosi ok. 3 mSv. Dawka ta rośnie na wyższych wysokościach oraz w niektórych rejonach geograficznych, a wynika przede wszystkim z naturalnie występującego radu.
      Badanie RTG brzucha wiąże się z jednorazową dawką promieniowania o wartości ok. 1,2 mSv. Oznacza to, że promieniowanie przyjęte w trakcie wykonywania zdjęcia równe jest promieniowaniu przyjmowanego przez 5 miesięcy podczas zwykłego życia. Dawka ta może wydawać się duża, jest jednak nieporównywalnie niższa niż roczna dawka przyjęta za bezpieczną. Dla ogółu populacji dawka graniczna ustalona jest na poziomie 50 mSv. Oznacza to, że wykonanie nawet 40 zdjęć jamy brzusznej w ciągu roku nie przynosi żadnych negatywnych konsekwencji dla zdrowia.
      Minimalizowanie ryzyka
      Minimalizowanie ryzyka związane jest przede wszystkim z racjonalnym użyciem narzędzia diagnostycznego, jakim jest zdjęcie RTG brzucha. Obecnie wskazaniem do wykonania badania są:
      •    podejrzenie perforacji przewodu pokarmowego,
      •    podejrzenie niedrożności przewodu pokarmowego,
      •    urografia (badanie układu moczowego).
      W wymienionych przypadkach korzyść z wykonania badania znacznie przewyższa ryzyko związane z badaniem.
      Mimo że nie ma odgórnie ustalonego postępowania przed badaniem, warto powstrzymać się od jedzenia kilka godzin przed nim oraz przyjąć leki rozbijające pęcherze powietrza w jelitach. Bąble powietrza mogą przysłaniać struktury jamy brzusznej, dlatego stosowane są preparaty rozpuszczające pęcherze powietrza takie jak np. Espumisan. Należy pamiętać, że wykonywanie badania w ciąży jest zabronione

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na North Carolina State Univeristy powstała nowa technika ochrony elektroniki przed promieniowaniem jonizującym. Jest ona tańsza od istniejących metod, a składnikiem, który zapewnił jej sukces jest... rdza.
      Dzięki naszej technice można albo zatrzymać tyle samo promieniowania co wcześniej, obniżając wagę osłon o 30% lub więcej, albo też zachować zachować wagę osłon, ale zatrzymać o co najmniej 30% więcej promieniowania, mówi współautor badań profesor Rob Hayes.
      Promieniowanie jonizujące może uszkodzić urządzenia elektroniczne lub powodować, że będą nieprawidłowo działały. Dlatego też elektronika narażona na takie promieniowanie, jak na przykład podzespoły pracujące w przestrzeni kosmicznej, jest chroniona specjalnymi osłonami.
      Waga jest bardzo ważnym czynnikiem branym pod uwagę przy projektowaniu urządzeń mających trafić poza Ziemię. Najczęściej w formie osłon wykorzystuje się aluminium, będące kompromisem pomiędzy wagą a poziomem oferowanej ochrony.
      Nowa technika polega na wymieszaniu sproszkowanego tlenku metalu, rdzy, z polimerem i wyprodukowanie z tego osłony. Sproszkowany tlenek metalu zapewnia słabszą osłonę niż sproszkowany metal, jednak jest mniej toksyczny i nie ma tutaj obawy o to, że zaburzy pracę urządzenia, wyjaśnia Hayes. Obliczenia wskazują, że sproszkowany tlenek metalu zapewnia podobną ochronę co tradycyjne osłony. Przy promieniowaniu o niskiej energii proszek taki zmniejsza promieniowanie gamma 300-krotnie i zmniejsza nawet o 225% liczbę uszkodzeń spowodowanych przemieszczeniem atomów w sieci krystalicznej w wyniku kolizji z neutronami, wyjaśnia główny autor badań, Mike DeVanzo.
      Jednocześnie, jakie osłony są lżejsze. Symulacje komputerowe wskazują, że w najgorszym scenariuszu takie rozwiązanie absorbuje o 30% więcej promieniowania co tradycyjna osłona o tej samej wadze, dodaje Hayes. Dodatkowo materiał ten jest tańszy niż czysty metal.
      Z artykułem Ionizing radiation shielding properties of metal oxide impregnated conformal coatings można zapoznać się na łamach Radiation Physics and Chemistry.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W razie ataku nuklearnego bądź wypadku z udziałem materiałów rozszczepialnych, specjaliści mogą wykorzystać smartfony ofiar do określenia dawki promieniowania, jaką otrzymały.
      Jak dowiadujemy się z najnowszego numeru Radiation Measurements, ceramiczne izolatory, obecne w wielu urządzeniach elektronicznych, poddane działaniu wysokiej temperatury zaczynają emitować światło, które wskazuje na poziom promieniowania, jakiemu były w przeszłości poddane. Dzięki temu specjaliści mogą w ciągu kilku godzin określić dawkę promieniowania, jaką przyjęła osoba posiadająca przy sobie smartfon. Określenie jej z próbki krwi trwa kilka tygodni.
      Gdy ceramika w podzespołach elektronicznych zostanie poddana promieniowaniu jonizującemu, dochodzi do zmiany układu elektronów w miejscach niedoskonałości struktury krystalicznej. Po podgrzaniu takiej ceramiki do temperatury kilkuset stopni Celsjusza pojawia się promieniowanie, a długość emitowanej fali światła wskazuje na rozkład elektronów w materiale. Z tego rozkładu specjaliści mogą określić dawkę promieniowania.
      Autorzy najnowszej pracy, Robert Hayes, inżynier atomowy z North Carolina State University oraz jego kolega Ryan O'Mara, przetestowali swoją technikę określania dawki promieniowania poddając powierzchniowo montowane oporniki działaniu promieniowania o dawkach 0,005; 0,015; 0,03; 0,06; 0,125; 0,25 oraz 0,5 grejów. Testy wykazały, że nowa technika pozwala na tyle precyzyjnie określić dawkę pochłoniętą, iż można stwierdzić, czy osoba wymaga natychmiastowego leczenia. Takie leczenie jest potrzebne po wchłonięci co najmniej 1 greja. Pozwala też oszacować zwiększone ryzyko nowotworu, które rośnie po wchłonięciu dawki 0,2 grejów.
      Obecnie problem może stanowić fakt, że urządzenie do pomiaru luminescencji ceramiki kosztuje około 150 000 USD, zatem osoby, które mogły zostać napromieniowane, musiałyby wysyłać swoje urządzenia elektroniczne do wyspecjalizowanych odpowiednio wyposażonych laboratoriów.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...