Sign in to follow this
Followers
0
Chińczycy odkryli najpotężniejsze pole magnetyczne we wszechświecie
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
W przeszłości Mars posiadał silne pole magnetyczne. Obecnie pozostały po nim ślady w marsjańskich skałach. Są to jednak ślady nietypowe. Sonda Mars Global Surveyor już w 1999 roku zauważyła, że skały na południowej półkuli Marsa noszą ślady silnego oddziaływania pola magnetycznego. Na półkuli północnej tak silnych sygnałów nie zauważono. Zjawisko to od dawna zastanawiało naukowców. Teraz uczeni z Instytutu Geofizyki University of Texas zaproponowali rozwiązanie zagadki.
Ostatnie pomiary wykonane przez misję InSight pokazują, że jądro Marsa jest mniej gęste niż sądzono. To wskazuje, że Mars prawdopodobnie nigdy nie miał stałego jądra, czytamy na łamach Geophysical Research Letters. Zespół Chi Yana opisał wyniki swoich symulacji komputerowych, z których wynika, że całkowicie płynne jądro, bez części z ciała stałego, dobrze wyjaśnia widoczną różnicę w zapisie oddziaływania pola magnetycznego na różnych półkulach. Jeśli nie ma sztywnego wewnętrznego jądra, ze znacznie większą łatwością powstaje pole magnetyczne obejmujące tylko jedną półkulę. To zaś mogło mieć wpływ zarówno na działanie pola magnetycznego Marsa oraz jego możliwość utrzymania atmosfery, wyjaśnia Yan.
Dotychczas większość badaczy zakładała, że jądro Marsa jest podobne do ziemskiego i składa się ze stałego jądra wewnętrznego oraz otaczającego je płynnego jądra zewnętrznego. Badania misji InSight pokazały, że jądro Marsa składa się z lżejszych pierwiastków niż się spodziewano. To zaś oznacza, że jego temperatura topnienia jest inna niż temperatura topnienia jądra Ziemi i prawdopodobnie jest ono całkowicie płynne. Jeśli zaś jądro Czerwonej Planety jest płynne obecnie, to niemal na pewno było płynne 4 miliardy lat temu, gdy Mars posiadał silne pole magnetyczne, wyjaśnia profesor Sabine Stanley z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.
Uczeni postanowili przetestować tę hipotezę i stworzyli model, który symulował całkowicie płynne jądro Marsa. Uruchomili go kilkanaście razy, za każdym tak ustawiając parametry symulacji, by płaszcz planety na półkuli północnej był nieco cieplejszy niż na półkuli południowej. Okazało się, że przy pewnej różnicy temperatur ciepło uciekające z jądra było uwalniane tylko przez chłodniejszą półkulę południową, co powodowało pojawienie się na niej silnego pola magnetycznego. Nie wiemy, czy to wyjaśnia historię pola magnetycznego Marsa, ale niezwykle ekscytujące jest samo stwierdzenie, że na planecie może istnieć pole magnetyczne obejmujące tylko jej część, a struktura symulowanego jądra pasuje do badań przeprowadzonych przez InSight, mówi Stanley.
Zdaniem naukowców, ich badania to przekonująca alternatywa dla hipotezy mówiącej, że ślady działania pola magnetycznego na półkuli północnej zostały zniszczone przez uderzenia asteroid.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Na łamach Physical Review Research ukazał się artykuł, którego autorzy informują o skonstruowaniu urządzenia generującego energię elektryczną z... ruchu obrotowego Ziemi. Christopher F. Chyba (Princeton University), Kevin P. Hand (Jet Propulsion Laboratory) oraz Thomas H. Chyba (Spectral Sensor Solutions) postanowili przetestować hipotezę, zgodnie z którą energię elektryczną można generować z ruchu obrotowego Ziemi za pomocą specjalnego urządzenia wchodzącego w interakcje z ziemskim polem magnetycznym.
W 2016 roku Christopher Chyba i Kevin Hand opublikowali na łamach Physical Review Applied artykuł, w którym rozważali możliwość użycia ruchu obrotowego Ziemi i jej pola magnetycznego do generowania energii elektrycznej. Artykuł został skrytykowany, gdyż obowiązując teorie wskazywały, że każde napięcie elektryczne wygenerowane w takiej sytuacji zostanie zniwelowane wskutek przemieszczenia się elektronów podczas tworzenia pola elektrycznego.
Naukowcy zaczęli więc szukać sposobów na uniknięcie niwelacji napięcia. Żeby sprawdzić swoje pomysły stworzyli urządzenie złożone z cylindra z ferrytu manganowo-cynkowego, który działał jak osłona magnetyczna. Cylinder umieścili na linii północ-południe pod kątem 57 stopni. W ten sposób był on zorientowany prostopadle do ruchu obrotowego planety i ziemskiego pola magnetycznego. Na obu końca cylindra umieścili elektrody. Pomiary wykazały, że w ten sposób wygenerowali napięcie elektryczne rzędu 18 mikrowoltów, którego nie byli w stanie przypisać do żadnego innego źródła, niż ruch obrotowy Ziemi.
Eksperyment odbywał się w ciemności, by uniknąć efektu fotoelektrycznego, uczeni wzięli pod uwagę napięcie, jakie mogło się pojawić w wyniku różnicy temperatur pomiędzy oboma końcami cylindra. Zauważyli też, że napięcie – zgodnie z przewidywaniami – nie pojawia się przy innych ustawiniach cylindra. Takie same wyniki uzyskano podczas badań w innej lokalizacji o podobnym środowisku geomagnetycznym.
Eksperyment nie został jeszcze powtórzony przez inne zespoły badawcze, które mogłyby sprawdzić, czy zmierzone napięcie nie jest wynikiem zjawiska, którego trzej naukowcy nie wzięli pod uwagę. Autorzy badań stwierdzają, że jeśli uzyskane przez nich wyniki zostaną potwierdzone, warto będzie rozpocząć prace nad zwiększeniem uzyskiwanego napięcia do bardziej użytecznego poziomu.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
W Instytucie Inteligentnych Systemów im. Maxa Plancka naukowcy stworzyli miniaturowe roboty – pokryli jednokomórkowe glony materiałem magnetycznym. Następnie sprawdzili, czy są one w stanie poruszać się w wąskich przestrzeniach i w płynach o takiej lepkości, jak płyny w ludzkim organizmie. Wyniki badań opublikowali zaś w piśmie Matter.
Niewielkie, 10-mikrometrowe glony, są świetnymi pływakami. Poruszają się za pomocą dwóch wici z przodu. Naukowcy z Niemiec postanowili sprawdzić, czy miniaturowe rozmiary i umiejętności pływania można będzie wykorzystać. Pokryli więc glony naturalnym polimerem chitosanem wymieszanym z magnetycznymi nanocząstkami. Nie wiedzieli jednak, czy po takich zabiegach glony nadal będą zdolne do pływania.
Okazało się, że dodatkowe obciążenie w niewielkim stopniu wpłynęło na ruchy glonów. Nadal potrafiły się poruszać z imponująca prędkością 115 mikrometrów na sekundę. Zatem w ciągu jednej sekundy przebywały długość równą niemal 12 długościom swojego ciała. Człowiek nie może się z nimi równać. Najlepsi pływacy wśród H. sapiens w ciągu sekundy przebywają odległość nieco większą niż 1 długość ich ciała.
Po co jednak komu glony pokryte magnetycznymi nanocząstkami? Autorzy badań chcą wykorzystać je do dostarczania leków w wyznaczone miejsce w organizmie. Magnetyczne nanocząstki pozwolą sterować ruchem alg.
Podczas badań nakładanie powłoki na glony trwało kilka minut, a skuteczność metody wynosiła 90%. Następnie algi testowano pod kątem zdolności pływania w wodzie w ciasnym labiryncie. Ruchami glonów kierowano za pomocą magnesów. Gdy testy wypadły pomyślnie, zwiększono lepkość płynu i znowu wpuszczono doń glony. Chcieliśmy sprawdzić, jak nasi pływacy sprawują się w płynie o gęstości śluzu. Odkryliśmy, że lepkość wpływa na ich zdolność poruszania się. Im była większa, tym wolniej się poruszały, zmieniał się też ich sposób ruchu. Po przyłożeniu pola magnetycznego, glony zaczęły drgać, pływając zygzakiem. To pokazuje, jak ważne dla optymalizacji pracy mikrorobotów jest odpowiednie dobranie pola magnetycznego do lepkości środowiska, mówi doktorantka Saadet Baltaci.
Chcemy wykorzystać mikroroboty w złożonych ciasnych środowiskach, takich jak ludzkie tkanki. Nasze badania dają możliwość zastosowania ich do dostarczania leków, zapewniając biokompatybilne rozwiązanie o dużym potencjale rozwojowym w przyszłości, stwierdzają autorzy badań.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
O niesporczakach, albatrosach, gepardach i innych rekordzistach świata zwierząt słyszeliśmy niejednokrotnie. Jednak świat pełen jest niezwykłych stworzeń, o których mało kto słyszał. Dlatego nasze zestawienie niezwykłych osiągnięć przygotowaliśmy nieco inaczej. Uwzględniliśmy w nim te mniej znane, może nie tak spektakularne, ale na pewno warte poznania zwierzęta.
Złote włosy i łuski
Jednym z takich niezwykłych, a przy tym niemal zupełnie nieznanych zwierząt jest Chrysomallon squamiferum. Już jego wygląd wskazuje, że nie mamy do czynienia ze ślimakiem jak każdy inny. Jego nazwa gatunkowa, przełożona na polski, brzmi "Złotowłosy noszący łuski". Niezwykły, przepiękny mięczak został po raz pierwszy zauważony w 2001 roku na głębokości ponad 2000 metrów w pobliżu studni hydrotermalnych. Nieformalnie nazywano go „łuskostopym”. I nic dziwnego, bo setki czarnych metalicznych sklerytów pokrywają stopę tego ślimaka. Miękki rdzeń rdzeń sklerytów pokryty jest konchioliną, biopolimerem stanowiącym warstwę ochronną mięczaków. Konchiolina była z kolei pokryta siarczkami żelaza: pirytem i greigitem. Nadawały one zwierzęciu wspaniały złoty kolor. Więc dwa lata po odkryciu pojawiła się propozycja nazwy gatunkowej: Chrysomallon squamiferum.
Niedługo potem na jaw wyszła kolejna tajemnica ślimaka. Naukowcy zauważyli, że jego muszla również pokryta jest siarczkami żelaza, co czyni go jedynym znanym zwierzęciem, które wbudowało żelazo w swój szkielet.
Minęły kolejne lata, zanim w 2015 roku Chong Chen – wówczas pracujący na University of Oxford – i jego zespół opisali gatunek zgodnie z wszelkimi wymogami, co umożliwiło jego sklasyfikowanie i nadanie mu nazwy. „Złotowłosy” stał się pierwszym przedstawicielem nowego rodzaju, Chrysomallon, do którego należy jako jedyny gatunek. W międzyczasie zaś okazało się, że „Złotowłosy” wcale nie musi być złoty. Przy jednym z kominów hydrotermalnych odkryto białą odmianę, której brak warstwy siarczku żelaza.
Chrysomallon występuje wyłącznie przy kominach hydrotermalnych Oceanu Indyjskiego, na głębokościach 2400–2900 metrów. Ten zagrożony gatunek jest niezwykły nawet jak na standardy spokrewnionych z nim ślimaków żyjących na dużych głębokościach.
Jego przełyk zamieszkują gammaproteobakterie prawdopodobnie zapewniające mu składniki odżywcze. Chrysomallon squamiferum może też pochwalić się wyjątkowo dużym sercem. Stanowi ono aż 4% objętości ciała. W stosunku do wielkości organizmu jest ono więc 3-krotnie większe niż serce człowieka.
Przed pająkami nie ma ucieczki
Wiosna i lato to ulubione pory roku niezliczonej rzeszy ludzi. A byłyby jeszcze bardziej ulubione, gdyby nie różne niewielkie żyjątka. I tym razem nie chodzi nam o wroga numer 1, czyli komara. Mowa o pająkach. Dla wielu ludzi są to najbardziej przerażające ze zwierząt zamieszkujących Ziemię. A w ciepłych miesiącach jest ich zdecydowanie zbyt dużo. Dlatego też ci, którzy boją się pająków, często z ulgą witają nadejście zimy. Jednak chłody od pająków nie chronią. Najzimniejszym miejscem zamieszkałym przez pająki jest bowiem wieś Ojmiakon w Jakucji. Najniższa zanotowana tam temperatura wyniosła -71,2 stopnia Celsjusza. A mimo to we wsi i jej okolicach zarejestrowano... 55 gatunków, należących do 11 rodzin. Głównie są to przedstawiciele rodzin Gnaphosidae, Lycosidae i Linyphiidae.
Przed pająkami nie chronią też upały. Mieszkają one również w Dolinie Śmierci w Kalifornii, gdzie zanotowano najwyższą temperaturę na powierzchni Ziemi (56,7 stopnia Celsjusza). Niektóre z gatunków wydają się celowo wybierać szczególnie gorące miejsca, gdzie znajduje się dużo soli. Pająki znaleziono też na Mount Everest na wysokości 6700 metrów, na Grenlandii i Svalbardzie.
Jedyny miejscem, w których mogą schronić się osoby cierpiące na arachnofobię jest Antarktyka. Znajdowano tam co prawda pająki, ale były to martwe osobniki zawleczone przez ludzi. Pająków nie ma też w morzach i oceanach. Nie wyewoluowały zdolności do ciągłego przebywania w słonej wodzie. Istnieją co prawda zwierzęta nazywane potocznie „pająkami morskimi”, ale w rzeczywistości nie są to pająki, a daleko z nimi spokrewnione kikutnice.
Są jednak pająki, żyjące w wodzie słodkiej. To gatunek Argyroneta aquatica. Potrafi oddychać pod wodą, zatem w niej poluje, pożywia się, linieje, składa jaja i kopuluje.
Wzór dla nanosatelitów
Alvinella pompejana to kolejny niezwykły mieszkaniec morskich głębin. Żyje przy kominach hydrotermalnych i trzeba mu przyznać, że lubi ciepełko. To najbardziej odporny na wysokie temperatury organizm na Ziemi. Tak, wiemy o niesporczakach. Jednak ich zdolność do przetrwania skrajnie wysokich temperatur związana jest z wejściem w stan anabiozy. Tymczasem kilkunastocentymetrowa Alvinella pompejana buduje rurkowate norki, w których mieszka, u wylotów kominów hydrotermalnych na Pacyfiku i prowadzi tam normalne życie. W miejscu, w którym takie mieszkanie jest przyczepione do podłoża, temperatury dochodzą do 105 stopni Celsjusza, a w samej rurce nie jest dużo chłodniej. Temperatury zmierzone u wylotu rurki wynoszą od 20 do 45 stopni Celsjusza. Znacznie trudniej jest zmierzyć je wewnątrz, gdyż zwierzęta żyją na głębokości 2500 metrów.
Dotychczasowe pomiary pokazały, że temperatura w rurce nie spada poniżej 60 stopni Celsjusza, z wielokrotnymi wzrostami do 80 stopni. Zwierzę aktywnie chłodzi wnętrze swojego mieszkania, zanurzając się i wynurzając z rurki. Miesza w ten sposób wodę z zewnątrz, z tą podgrzewaną w rurce przez podłoże. Zaobserwowano też, że A. pompejana jest w stanie przez krótki czas przebywać w wodzie o temperaturze do 105 stopni Celsjusza.
Okazuje się, że w życiu w temperaturach sięgających 80 stopni pomagają zwierzęciu... bakterie. Alvinella pompejana pokryta jest włochatymi naroślami. Przyczepione są do nich bakterie, które mogą tworzyć grubą warstwę, chroniącą zwierzę przed ekstremalnymi temperaturami. Bez bakterii zwierzę ginie, gdy temperatura otoczenia przekroczy 55 stopni Celsjusza.
A co ma głębinowy wieloszczet wspólnego z nanosatelitami? Przed kilkoma miesiącami naukowcy ze Szwecji zaproponowali rozwiązanie problemu przegrzewania się nanosatelitów inspirowane badaniami nad A. pompejana.
Mrówka-pędziwiatr
Cataglyphis bombycina biegają wyjątkowo szybko. Bo muszą. Te żyjące na Saharze mrówki wychodzą na powierzchnię na bardzo krótko, gdy ich główni wrogowie, jaszczurki, szukają schronienia w cieniu. A jaszczurki przecież lubią słońce. Jeśli się chowają, to naprawdę musi być gorąco.
Z okazji korzystają Cataglyphis bombycina. I pędzą do ciał zwierząt, zabitych przez upał. Te maleństwa poruszają się z prędkością 3,1 km/h, czyli 855 milimetrów na sekundę. W ciągu tej sekundy przebywają odległość 108 razy większą, niż długość ich ciała. Teraz porównajmy ich osiągnięcia z prędkością człowieka. H. sapiens o wzroście 170 cm musiałby w ciągu sekundy przebyć 183,6 metra, by dorównać mrówce. Oznacza to prędkość 661 km/h. Znacie kogoś, kto tak szybko jechał samochodem? A mrówka biega tak szybko, że dorówna kroku człowiekowi idącemu średnim tempem.
O tej porze dnia, gdy mrówki wychodzą na powierzchnię, temperatura piasku może sięgać 70 stopni Celsjusza. Tymczasem zwierzę musi utrzymać temperaturę własnego ciała poniżej zabójczej dla niego granicy 53,6 stopnia. Przetrwanie zapewniają zwierzęciu nie tylko sprawne odnóża, ale też srebrne włoski. Pędząca mrówka wygląda jak poruszająca się kropla rtęci. Pokrywające zwierzę włoski mają niezwykłe właściwości, które mogą zainspirować stworzenie nowatorskich osłon termicznych. Odbijają światło w zakresie widzialnym oraz bliskiej podczerwieni, ułatwiając jednocześnie oddawania ciepła przez mrówkę w średniej podczerwieni.
10 000 kroków? Nigdy w życiu!
W zalanych jaskiniach wschodniej Hercegowiny żyją odmieńce jaskiniowe. Mogą dożywać 100 lat, są niezwykle odporne na brak żywności, której zresztą w jaskiniach nie jest zbyt wiele. Mogą nie jeść przez wiele lat, a gdy już się biorą za posiłek, to są nim niewielkie kręgowce, ślimaki i czasem owady. Odmieńce to główne drapieżniki wodnych systemów jaskiniowych. Średnia długość ciała odmieńca wynosi około 24 centymetrów, chociaż są i takie, które dorastają do 40 centymetrów.
Odmieńce są ślepe, ale wrażliwe na światło. Uciekają od niego. Ich larwy mają normalne oczy, jednak szybko przestają się one rozwijać i rozpoczyna się ich atrofia. To, co z nich pozostaje leży głęboko pod skórą właściwą i rzadko jest widoczne z zewnątrz.
Żyją w kompletnej ciemności pod wodą. Nie mają naturalnych wrogów. I nie są zbyt ruchliwe. Gdy naukowcy z Budapesztu oznakowali grupę tych zwierząt i śledzili ruchy każdego z osobników dowiedzieli się, że przez ponad 10 lat każdy z odmieńców przemieszcza się średnio o 10 metrów. Wydaje się, że jedną z niewielu rzeczy, zdolnych do zmuszenia odmieńca do ruchu jest poszukiwanie partnera. Salamandry kopulują jednak średnio raz na 12,5 roku.
Jednak nawet wśród nich zdarzają się rekordziści bezruchu. Jedna z obserwowanych salamander pozostawała w tym samym miejscu przez 2569 dni. To ponad 7 lat bezruchu!
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Białe karły to pozostałości po gwiazdach niedużych gwiazdach. Zbudowane są ze zdegenerowanej materii. Ich masa jest porównywalna z masą Słońca, ale wielkością przypominają Ziemię. Zespół naukowy, na czele którego stoją astronomowie z University of Warwick doniósł o odkryciu drugiego białego karła, który jest pulsarem, obracającą się gwiazdą emitującą wiązkę promieniowania elektromagnetycznego. To niezwykłe odkrycie – dotychczas znaliśmy pulsary, którymi były gwiazdy neutronowe – pozwoli na lepsze zrozumienie ewolucji gwiazd.
Pierwszym odkrytym białym karłem pulsarem był AR Scorpii (AR Sco) zauważony przez uczonych z Warwick w 2016 roku. Teraz odkryli drugą gwiazdę tego typu - J191213.72-441045.1. I w jednym i w drugim przypadku białemu karłowi towarzyszy czerwony karzeł, regularnie omiatany przez promieniowanie emitowane przez pulsar. To powoduje, że nowo odkryty system rozjaśnia się i znacznie przygasa w regularnych odstępach.
Po odkryciu Ar Sco uczeni stwierdzili, że przychylają się do hipotezy dynama, mówiącej, że białe karły mają wewnątrz dynama – czyli generatory elektryczne – którym zawdzięczają swoje potężne pola magnetyczne. Do zweryfikowania tej hipotezy potrzebowali drugiego białego karła pulsara i zaczęli jego poszukiwania. Po 7 latach w końcu się udało.
Nowo odkryty pulsar znajduje się w odległości 773 lat świetlnych od Ziemi i obraca się 300-krotnie szybciej od naszej planety. Jego pełny obrót trwa zaledwie 5,3 minuty, a biały karzeł obiega towarzyszącego mu czerwonego karła w ciągu 4,03 godziny.
Pochodzenie pola magnetycznego to otwarte zagadnienie na wielu polach badawczych astronomii. Jest ono szczególnie trudne w dziedzinie badania białych karłów. Pole magnetyczne białego karła może być ponad milion razy potężniejsze niż pole magnetyczne Słońca, a model dynama pozwala wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje. Odkrycie J1912-4410 to kluczowy krok w tym kierunku, mówi doktor Ingrid Pelisoli.
Podczas poszukiwań drugiego białego karła pulsara uczeni wykorzystali dane z różnych źródeł, szukają w nich obiektu o charakterystykach podobnych do AR Sco. Gdy już go znaleźli, zaczęli go badać i potwierdzili, że mają to, czego szukali. Mamy więc potwierdzenie, że istnieje więcej białych karłów pulsarów. Model dynamo przewiduje istnienie takich gwiazd. Zgodnie z nim białe karły pulsary, ze względu na swój zaawansowany wiek, powinny być chłodne. Ich towarzysze powinni być na tyle blisko, by biały karzeł wyciągał z nich materię, co pozwala mu się obracać. Wszystkie te przewidywania się spełniły. Mamy tutaj białego karła o temperaturze niższej niż 13 000 kelwinów, który co pięć minut wykonuje pełny obrót wokół własnej osi i którego oddziaływanie grawitacyjne wywiera duży wpływ na towarzysza, stwierdza Pelisoli.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.