Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
„Superalkohol” z Hawajów pokazuje, jak złożona jest kosmochemia
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Lód w przestrzeni kosmicznej jest inny, niż dotychczas sądzono, wynika z badań przeprowadzonych przez uczonych z University College London i University of Cambridge. Ich zdaniem, zawiera on niewielkie kryształki i nie jest całkowicie nieuporządkowanym amorficznym materiałem, jak woda. Przez dekady uważano, że lód poza Ziemią nie posiada struktury, jest amorficzny, gdyż znacznie niższe niż na Ziemi temperatury nie zapewniają wystarczająco dużo energii, by podczas zamarzania uformowały się kryształy.
Autorzy nowych badań przyjrzeli się najpowszechniej występującej formie lodu we wszechświecie, amorficznemu lodowi o niskiej gęstości, który występuje w kometach, na lodowych księżycach czy w chmurach materiału, z których powstają gwiazdy i planety. Przeprowadzone przez nich symulacje komputerowe wykazały, że lód taki najlepiej odpowiada wynikom analiz gdy nie jest w pełni amorficzny, a zawiera niewielkie kryształki o średnicy 3 nanometrów. Naukowcy przeprowadzili też badania, w czasie których krystalizowali (np. poprzez podgrzewanie) uzyskane w różny sposób próbki amorficznego lodu. Zauważyli, że ostateczna struktura krystaliczna lodu zależała od tego, w jaki sposób został oryginalnie utworzony. Stwierdzili też, że gdyby taki lód był w pełni amorficzny, to nie zachowałby żadnych informacji o swojej wcześniejszej strukturze.
Teraz mamy dobre pojęcie, jak na poziomie atomowym wygląda najbardziej rozpowszechniony lód we wszechświecie. To bardzo ważna wiedza, gdyż lód bierze udział w wielu procesach kosmologicznych, na przykład w formowaniu się planet, ewolucji galaktyk czy przemieszczaniu materii we wszechświecie, wyjaśnia główny autor badań doktor Michael B. Davies.
Lód na Ziemi to kosmologiczny ewenement z powodu wysokich temperatur panujących na naszej planecie. Ma dzięki nim uporządkowaną naturę. Uznawaliśmy, że lód w pozostałych częściach wszechświata jest jak unieruchomiona ciekła woda, nieuporządkowana struktura. Nasze badania pokazują, że nie jest to do końca prawda. I każą zadać pytanie o amorficzne struktury w ogóle. Takie materiały są niezwykle ważne dla nowoczesnych technologii. Na przykład światłowody powinny być amorficzne. Jeśli jednak zawierają niewielkie kryształki, a my będziemy potrafili je usunąć, poprawimy ich wydajność, dodaje profesor Christoph Salzmann.
Badania prowadzono zarówno metodą symulacji komputerowych, jak i tworząc amorficzny lód. Metodami obliczeniowymi sprawdzano dwa rodzaje wirtualnego lodu. Jeden powstawał podczas obniżania temperatury wirtualnych molekuł wody do -120 stopni Celsjusza. W zależności od tempa schładzania otrzymany lód składał się ze struktury krystalicznej i amorficznej w różnych proporcjach. Okazało się, że właściwości wirtualnego lodu zawierającego 20% struktury krystalicznej i 80% amorficznej blisko odpowiadają właściwościom prawdziwego lodu amorficznego o niskiej gęstości, który badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Drugi rodzaj lodu składał się z niewielkich ściśniętych razem kryształków pomiędzy którymi symulowano istnienie struktury amorficznej. Taki lód wykazywał największe podobieństwo do prawdziwego kosmicznego lodu gdy zawierał 25% kryształków.
Natomiast podczas badań eksperymentalnych uzyskiwano amorficzny lód o niskiej gęstości albo poprzez osadzanie pary wodnej na bardzo zimnej powierzchni, albo podgrzewając amorficzny lód o dużej gęstości. Następnie tak uzyskany amorficzny lód o niskiej gęstości był delikatnie podgrzewany, by miał wystarczająco dużo energii do utworzenia kryształów. Różnice w uzyskanej w ten sposób strukturze zależały od pierwotnej metody wytworzenia lodu. W ten sposób naukowcy doszli do wniosku, że gdyby lód taki był całkowicie amorficzny, nie zachowałby pamięci o swojej pierwotnej strukturze.
Lód to potencjalnie bardzo przydatny materiał w kosmosie. Mógłby posłużyć do ochrony pojazdu kosmicznego przed promieniowaniem czy do wytworzenia paliwa. Dlatego musimy lepiej rozumieć jego różne rodzaje i właściwości, podsumowuje doktor Davies.
Źródło: Low-density amorphous ice contains crystalline ice grains, https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.112.024203
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W miarę jak zwiększa się liczba pojazdów w przestrzeni kosmicznej, im bardziej skomplikowane są misje kosmiczne i w im większej odległości się odbywają, tym większą rolę odgrywa automatyzacja zadań. Dużą liczbą satelitów nie da się ręcznie zarządzać, dlatego większość z nich korzysta z systemów automatycznych, a ludzka interwencja potrzebna jest w sytuacjach awaryjnych, w przypadku aktualizacji oprogramowania czy zmiany orbity. Z kolei w przypadku misji w dalszych częściach Układu Słonecznego ręczne sterowanie pojazdami jest wręcz niemożliwe z powodu dużych odległości i opóźnień sygnału.
Coraz większa automatyzacja jest więc niezbędna, gdyż wysyłamy poza Ziemię coraz więcej pojazdów i chcemy eksplorować coraz dalsze zakątki przestrzeni kosmicznej. W ostatnich latach na MIT uruchomiono Kerbal Space Program Differential Game Challenge. To rodzaj zawodów, opartych o grę Kerbal Space Program, których celem jest zachęcenie specjalistów do rozwijania autonomicznych systemów dla programów kosmicznych. Gra Kerbal Space Program powstała w 2015 roku i jest to pseudorealistyczny symulator lotów kosmicznych, uwzględniających prawdziwe manewry orbitalne, jak na przykład dokowanie w przestrzeni kosmicznej czy manewr transferowy Hohmanna. Zawody na MIT uwzględniają różne scenariusze, na przykład zadaniem uczestników jest podążanie za satelitą i jego przechwycenie.
Alejandro Carrasco, Victor Rodriguez-Fernandez i Richard Linares postanowili sprawdzić, jak w zawodach poradzą sobie komercyjne wielkie modele językowe, jak ChatGPT czy Llama. Zdecydowali się oni użyć LLM, gdyż tradycyjne metody tworzenia systemów autonomicznych wymagają wielokrotnych sesji treningowych i poprawkowych. Ciągłe udoskonalanie modelu jest niepraktyczne, gdyż każda z misji w Kerbal trwa jedynie kilka godzin. Tymczasem wielkie modele językowe są już wytrenowane na olbrzymiej liczbie tekstów i wymają jedynie niewielkiego doszlifowania pod kątem inżynieryjnym. Badacze najpierw musieli opracować metodę, która przekładała stan pojazdu kosmicznego i zadania na tekst. Był on następnie wysyłany do wielkich modeli językowych z prośbą o rekomendacje, co do odpowiednich działań. Zalecenia LLM były następnie przekładane na kod, który sterował pojazdem.
Po krótkiej nauce ChatGPT poradził sobie doskonale. Uplasował się na 2. miejscu w zawodach. Pierwsze miejsce zajął inny, wyspecjalizowany kod. Co więcej, badania – których wyniki mają zostać wkrótce opublikowane na łamach Journal of Advances in Space Research – zostały przeprowadzone jeszcze zanim dostępna była wersja ChatGPT 4. Co prawda LLM nie jest jeszcze gotowy do sterowania misją kosmiczną. Szczególnie poważny problem stanowią podawane przezeń czasem nonsensowne przypadkowe rozwiązania, które zakończyłyby się katastrofą w przypadku prawdziwej misji. Jednak przeprowadzone badania pokazują, że nawet standardowy komercyjny LLM może być wykorzystany do pracy w sposób, którego jego twórcy z pewnością nie przewidzieli.
Źródło: Large Language Models as Autonomous Spacecraft Operators in Kerbal Space Program, https://arxiv.org/abs/2505.19896
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ludzie od dawna spożywają alkohol i od tysiącleci odgrywa on rolę we wzmacnianiu więzi społecznych. Nowe badania wskazują, że nasi najbliżsi krewni – szympansy – mogą wykorzystywać alkohol w podobnym celu. Po raz pierwszy udało się sfilmować szympansy, które dzielą się sfermentowanymi owocami, w których stwierdzono obecność alkoholu.
Naukowcy pracujący pod kierunkiem badaczy z University of Exeter ustawili kamery w Parku Narodowym Cantanhez w Gwinei-Bissau. Na nagraniach widać, jak szympansy dzielą się sfermentowanymi owocami drzewa z gatunku Treculia africana. To zaś rodzi pytanie, czy zwierzęta używają alkoholu w tym samym celu, co ludzie.
Wiemy, że u ludzi spożywanie alkoholu prowadzi do uwalniania dopaminy i endorfiny, poczucia odprężenia i szczęścia. Wiemy też, że alkohol – w tym takie tradycyjne ludzkie zachowania jak organizowanie uczt – pomaga tworzyć i wzmacniać więzi społeczne. Skoro teraz wiemy, że szympansy dzielą się owocami zawierającymi alkohol, pytanie brzmi: czy odnoszą z alkoholu podobne korzyści, co ludzie, zastanawia się Anna Bowland w University of Exeter. Kamery zarejestrowały 10 różnych okazji, podczas których szympansy dzieliły się owocami z alkoholem. Gdy następnie naukowcy zbadali pozostawione resztki stwierdzili, że średnia zawartość alkoholu w owocach wynosiła 0,61%. To niewiele, jednak musimy pamiętać, że owoce stanowią 60–85% diety szympansów, zatem mogą one spożywać dość spore jego ilości.
Naukowcy nie sądzą, by małpy się upijały. To niebezpieczne i zmniejsza szanse przetrwania. Nie znamy też wpływu alkoholu na metabolizm szympansów. Niedawno jednak odkryto, że już u wspólnego przodka afrykańskich małp doszło do pojawienia się adaptacji, która poprawiła metabolizm alkoholu, co może wskazywać, że jego spożywanie ma naprawdę długą tradycję.
Doktor Kimberley Hockings zauważa, że szympansy nie dzielą się przez cały czas pożywieniem. Zatem fakt, iż dzieliły się owocami zawierającymi alkohol daje do myślenia. Musimy sprawdzić, czy celowo szukają owoców z alkoholem, w jaki sposób go metabolizują i czy dzielenie się nimi może być wczesnym etapem rozwoju tradycji ucztowania. Jeśli tak, będzie to wskazywało, że wspólne biesiadowanie jest zaszyte głęboko w naszej ewolucji, dodaje uczona.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Spożycie alkoholu wśród zwierząt jest bardziej rozpowszechnione, niż sądzimy – uważają naukowcy w University of Exeter, University of Calgary i College of Central Florida. Przypominają oni, że etanol jest obecny niemal w każdym ekosystemie, należy więc przyjąć, że prawdopodobnie jest regularnie spożywany przez większość zwierząt odżywiających się owocami i nektarem. Swoje wnioski uczeni opublikowali na łamach pisma Trends in Ecology & Evolution.
Niejednokrotnie słyszeliśmy doniesienia o zwierzętach, które upiły się sfermentowanymi owocami. Jednak poza tymi anegdotycznymi informacjami, nauka stoi na stanowisku, że zwierzęta – z wyjątkiem człowieka – rzadko spożywają alkohol. Autorzy wspomnianej pracy uważają, że pogląd ten wymaga rewizji. Musimy porzucić antropocentryczny punkt wiedzenia, zgodnie z którym etanolu używają ludzie. Substancja ta jest znacznie bardziej rozpowszechniona w środowisku, niż sądziliśmy, i większość zwierząt jedzących owoce jest wystawionych na działanie alkoholu, mówi doktor Kimberley Hockings z University of Exeter.
Etanol powszechnie pojawił się na Ziemi około 100 milionów lat temu, gdy rośliny kwitnące zaczęły wytwarzać nektar i owoce zawierające cukier, które mogły zostać poddane fermentacji przez drożdże. Obecnie etanol jest z sposób naturalny obecny w niemal każdym ekosystemie, a jego stężenie jest wyższe na niższych szerokościach geograficznych i w wilgotnych tropikach. Tam też pojawia się on przez cały rok.
W większości przypadków w wyniku naturalnej fermentacji w owocach stężenie alkoholu sięga 2%. Jednak na przykład w przejrzałych owocach palm w Panamie zanotowano stężenie sięgające 10,3%.
Geny pozwalające na rozkładanie etanolu są starsze niż sam etanol. Mamy też dowody, że u ptaków i ssaków doszło do udoskonalenia możliwości trawienia etanolu już po jego pojawieniu się. Najbardziej efektywnie etanol jest metabolizowany przez naczelne i wiewióreczniki. Dlaczego właśnie u nich? Wyjaśnienie jest proste. Z ekologicznego punktu widzenia nie jest zbyt korzystnym chodzenie po drzewach w stanie upojenia alkoholowego. To przepis, by nie przekazać dalej genów, mówi Matthew Carrigan z College of Central Florida.
Uczony dodaje, że w przypadku zwierząt mamy do czynienia z odmiennym mechanizmem niż u ludzi. Ludzie chcą się upić, a nie chcą przy tym dodatkowych kalorii. Zwierzęta poszukują kalorii, ale nie chcą się upijać. Nie jest jasne, czy zwierzęta spożywają etanol dla samego etanolu. Tutaj potrzeba dalszych badań, na przykład nad wpływem etanolu na fizjologię i ewolucję zwierząt.
Jednak, jak zauważają naukowcy, spożycie etanolu może przynosić dzikim zwierzętom korzyści. Przede wszystkim zawiera on sporo kalorii, a jego silny zapach prowadzi zwierzęta do źródła pożywienia. Chociaż, jak uważają naukowcy, jest mało prawdopodobne, by zwierzęta wyczuwały sam etanol.
Etanol może przynosić też korzyści zdrowotne. Muszki owocówki celowo składają jajka tam, gdzie jest etanol, gdyż chroni on je przed pasożytami. Zauważono też, że larwy owocówek zwiększają spożycie etanolu jeśli zostaną zarażone pasożytem.
Kwestią otwartą pozostaje pytanie, czy po spożyciu etanolu zwierzęta również czują się przyjemnie, są odprężone, chętniej nawiązują kontakty społeczne. By to zbadać musimy sprawdzić, jaka jest fizjologiczna reakcja zwierząt na etanol, mówi Anna Bowland z Exeter.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dzięki Teleskopowi Hubble'a, niezwykle rzadkie, tajemnicze eksplozje kosmiczne, stały się jeszcze bardziej tajemnicze. Historia LFBOT (Luminous Fast Blue Optical Transient) rozpoczęła się od słynnej Krowy (AT2018cow), gdy zaobserwowano eksplozję podobną do supernowych, którą wyróżniała wyjątkowa jasność początkowa, bardzo szybkie tempo zwiększania jasności oraz błyskawiczne tempo przygasania. Najpierw naukowcy ogłosili, że rozwiązali zagadkę, rok później przyznali, że nie wiadomo, z czym mamy do czynienia, a w 2020 roku ogłoszono odkrycie nowej klasy eksplozji kosmicznych. Minęły kolejne trzy lata i tajemnica tylko się pogłębiła.
Obecnie znamy 7 LFBOT. Najnowszym tego typu zjawiskiem jest Zięba, oficjalnie zwana AT2023fhn. Wydarzenie ma wszelkie cechy LFBOT: gwałtownie zwiększająca się jasność, intensywna emisja w paśmie światła niebieskiego, szybkie osiągnięcie maksymalnej jasności i przygaśnięcie w ciągu kilku dni. Jednak – w przeciwieństwie to wszystkich innych zjawisk tego typu – Zięba nie narodziła się w galaktyce. Analizy przeprowadzone za pomocą Teleskopu Hubble'a wykazały, że do eksplozji doszło pomiędzy dwiema galaktykami. Zięba była oddalona o 50 000 lat świetlnych od większej galaktyki spiralnej i 15 000 lat świetlnych od mniejszej galaktyki.
Analizy Hubble'a były kluczowe, gdyż dzięki nim zobaczyliśmy, że to zjawisko różniło się od innych. Bez Hubble'a byśmy się tego nie dowiedzieli, mówi Ashley Chrime, główny autor artykułu, w którym opisano wyniki badań.
Wedle jednej z hipotez LFBOT to rzadki rodzaj wybuchów zwanych kolapsem rdzenia gwiazdy (core-collapse supernowae). Ten typ eksplozji związany jest nierozerwalnie z olbrzymimi młodymi gwiazdami. Zatem do takich zdarzeń nie może dochodzić z dala od miejsc powstawania gwiazd, gdyż młoda gwiazda nie miałaby czasu na migrację. Wszystkie wcześniejsze LFBOT miały miejsce w ramionach galaktyk spiralnych. Natomiast Zięba pojawiła się z dala od jakiejkolwiek galaktyki. Im więcej dowiadujemy się o LFBOT, tym bardziej nas zaskakują. Wykazaliśmy, że LFBOT może mieć miejsce z dala od centrum najbliższej galaktyki, a lokalizacja Zięby jest inna, niż można by się spodziewać po jakiejkolwiek supernowej, dodaje Chrimes.
Zjawisko AT2023fhn, Zięba, zostało zauważone przez Zwicky Transient Facility. To naziemny aparat o niezwykle szerokim kącie widzenia, który co dwa dni skanuje niebo nad całą półkulą północną. Automatyczny alert o zaobserwowaniu nowego zjawiska trafił do astronomów 10 kwietnia 2023 roku. Zespoły, które czekały na pojawienie się nowego LFBOT, natychmiast skierowały nań swoje instrumenty badawcze. Badania spektroskopowe przeprowadzone przez teleskop Gemini South wykazały, że temperatura Zięby wynosi niemal 20 000 stopni Celsjusza. Teleskop pozwolił też na oszacowanie odległości Zięby od Ziemi, dzięki czemu można było określić jasność zjawiska. Te informacje w połączeniu z danym z Chandra X-ray Observatory i Very Large Array pozwoliły na potwierdzenie, że mamy do czynienia z nowym LFBOT.
Teraz dzięki Hubble'owi można wykluczyć, że LFBOT to kolaps rdzenia gwiazdy. Być może zjawiska te są spowodowane rozerwaniem gwiazdy przez czarną dziurę o masie od 100 do 1000 mas Słońca. Tutaj przydałoby się zbadanie miejsca wystąpienia Zięby za pomocą Teleskopu Webba. Mógłby on pomóc w stwierdzeni, czy Zięba nie pojawiła się w gromadzie kulistej lub halo jednej z dwóch sąsiadujących galaktyk. Gromady kuliste to najbardziej prawdopodobne miejsca występowania średnio masywnych czarnych dziur.
Tak czy inaczej, wyjaśnienie zagadki LFBOT będzie wymagało odkrycia i zbadania większej liczby zjawisk tego typu.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.