Magyar Tudomány, 2006/8 1025. o.

Kitekintés



Csillagok születnek a fekete lyuk körül


Galaxisunk, a Tejútrendszer közepén egy közel négymillió naptömegű fekete lyuk körül fiatal csillagok tömegét fedezték fel. Néhány millió évenként korong alakba rendeződik a gáz a fekete lyuk körül, majd a lyuk hatására a korongban csomósodások alakulnak ki, ezekből formálódnak a csillagok. Német és amerikai kutatócsoportok egymástól függetlenül mérték a Sagittarius A* fekete lyuk kb. 1 fényév kiterjedésű környezetéből származó infravörös sugárzást. Az egyre érzékenyebb teleszkópoknak köszönhetően sikerült a fekete lyuk közelében talált csillagok mozgását, méretét, korát meghatározni. A csillagok nagyobb része azonos síkban mozog a fekete lyuk körüli fényhónapnyi tartományban. Életkoruk átlagosan 6 millió év, túl fiatalok ahhoz, hogy a Tejút távoli tartományaiból vándorolhattak volna a fekete lyuk közelébe.

Korábban más mechanizmussal magyarázták a fekete lyuk közelében megfigyelt csillagok keletkezését. Eszerint ezek a csillagok eredetileg a galaxis magjától 10 fényév távolságon belül keletkezhettek, majd az egymáshoz közeli csillagok ezreiből álló csoport szétszakadt, és a csillagok egy része elindult a fekete lyuk felé.

Mindkét keletkezési mechanizmusnak vannak hívei, akik elvetik a másik magyarázatot. Elképzelhető az is, hogy a két eltérő keletkezési mód egymás mellett létezik, mindkettő mellett szólnak megfigyelt jelenségek.

Idén nyáron az egyik, mintegy tíz naptömegnyi csillag 7 milliárd kilométerre, ez kb.a Nap – Plútó távolság, a fénysebesség 3 %-ának megfelelő sebességgel mozogva halad el a fekete lyuk mellett.

Irion, Robert: A Surprising Stellar Nursery. Science. 2 June 2006, 312, 1301.

J. L.


Mágneses hatások a forgó gázkorongban


Egy központi csillag vagy egy fekete lyuk magához vonzza a forró gázt környezetéből, az így kialakuló gázkorongok a Világegyetem legnagyobb energiaforrásai. A gravitációs folyamatból nyert energia a kisugárzott elektromágneses sugárzás forrása. Részleteiben azonban még nem világos, hogyan zajlanak le ezek a folyamatok. Jon M. Miller és munkatársai egy hét naptömegnyi fekete lyukat figyeltek meg, amely egy normál csillagtól veszi el az anyagot. A korongból a sugárzás mellett ionizált gázrészecskék kilépését is megfigyelték, ennek a szélnek a keletkezésében mágneses folyamatok is szerepet játszhattak.

Korábbi számítások szerint a forgó korongban csak úgy alakulhat át a mechanikai energia hővé és sugárzássá, ha a turbulens korongban egymással kölcsönható örvények vannak. Továbbra sem volt azonban világos a turbulenciát tápláló energia forrása. Az új megfigyelések szerint a mágneses tér a forrás. A korongot anyaggal tápláló csillag mágneses tere „rugóként” köti össze a gázkorongban a belső és a külső tartományokat. A rugó által kifejtett erő hatására mozog kifelé energia és impulzusmomentum, a rugó táplálja a turbulenciát a korongtól elvett forgási energiából. A kutatócsoport a NASA Chandra-űrteleszkópjával a röntgen-spektrum abszorpciós vonalaiban kékeltolódást figyelt meg, vagyis a spektrumvonalak a rövidebb hullámhosszak felé tolódtak el. Az elnyelő közeg tehát a megfigyelő felé mozog, Miller szerint ez a közeg a koronggal kis szöget bezárva kifelé mozgó részecskeáramlás, szél.

Kifelé tartó részecskeáramlás csak akkor léphet fel, ha a korong „felső atmoszférája” valamilyen extra energia segítségével legyőzheti a gravitációt. Az extra energia származhat felmelegedésből, sugárnyomásból, mágneses térből vagy a három kombinációjából. A megfigyelt esetben a mágneses tér hatása az egyetlen lehetséges magyarázat.

Proga, Daniel: Magnetic Accretion. Nature. 22 June 2006. 441, 938.

Miller, Jon M.: The Magnetic Nature of Disk Accretion onto Black Holes. Nature. 22 June 2006, 441, 953–955.

J. L.


Hayabusa az Itokawanál


A Hayabusa (sólyom) űrszondát 2003. május elején izgalmas feladattal indították útnak Japánból. Találkoznia kell az Itokawa kisbolygóval, le kell ereszkednie a felszínére, majd az ott gyűjtött anyagmintával visszaindulni a Földre. A küldetés legfontosabb részére, a kisbolygóval való találkozásra 2005. szeptemberben került sor. A mérési eredmények és a felvételek kiértékeléséről hét cikkből álló összeállítást közölt a Science 2006. június 2-i száma.

A kisbolygóval való randevú idején az űrszonda olyan messze járt a Földtől, hogy egy üzenetváltás mintegy húsz percet igényelt. Ezért a szonda meglehetősen nagy önállósággal rendelkezett, fedélzeti számítógépe a pillanatnyi helyzet ismeretében döntött a teendőkről. Az események nem követték az előzetes forgatókönyvet. A Minerva nevű robotnak a kisbolygón kellett volna landolnia, majd egy-két napig 10-20 méteres ugrásokkal barangolnia a felszínen, fényképeket készítenie és hőmérsékletet mérnie. A Minerva egy váratlan manőver során elszabadult és elveszett.

Azt tervezték, hogy a Hayabusa akár háromszor is leszállhat a felszínre, ezalatt 1 gramm mintát gyűjthet. Végül földi parancstól függetlenül, a tervektől némileg eltérő módon leereszkedett a felszínre, egyszer vagy kétszer kissé vissza is pattant. Erre csak utólag, az adatok elemzése alapján derült fény. Máig sem tudni, gyűjtött-e anyagmintát a szonda. Biztosat csak a hazaérkezése után tudunk majd, de egyelőre a visszaút miatt is aggódni kell. A manőverek során ugyanis a tervezettnél több üzemanyagot használt el az űrszonda, és az egyik hajtóműből is hibajelek érkeztek. Jó esetben 2010-ben landol majd. A tapasztalatok alapján újra kell gondolni a részben önállóan működő szonda és a földi irányítók közti munkamegosztást, rugalmasabb lehetőségeket kell adni az automatának. Az autonóm irányítási rendszer egyébként jól működött, így kerülhetett az űrkutatás történetében először sor arra, hogy egy eszköz sikertelen leszállás után felemelkedjen, majd újra nekilásson a feladatnak.

Az Itokawa kisméretű, kb. 300 méter átmérőjű kisbolygó. Alakja elnyúlt, naponta néhányszor megfordul tengelye körül, Nap körüli keringési ideje másfél év. A kisbolygót törmelékhalomnak, kőrakásnak írják le. A megfigyelt felszíni ásványok csak kisméretű égitesteken fordulnak elő egymás mellett, nem váltak szét fajsúly szerint, nem rendeződtek rétegekbe. Összetétele alapján a kondrit égitestek közé tartozik. Sűrűsége kicsi, a számítások szerint belsejének 40 %-a üreg. Ennek alapján feltételezhető lenne, hogy a kisbolygó már egy nagyobb ütéstől, becsapódástól darabjaira hullik. Valószínűbb azonban, hogy a porózus szerkezet miatt a becsapódás energiáját képes elnyelni, a darabok átrendeződnek, tovább töredeznek. Alig van kráter a felszínen, a laza szerkezet miatt a rengések elegyengetik a felszínt, törmelék tölti ki a mélyedéseket. A kisbolygó eredetére többféle elképzelés létezik: elnyúlt alakja egy nagyobb test „elkopásával” alakult ki, széttört nagyobb test darabjaiból állt össze, vagy két hasonló felépítésű kisbolygó kapcsolódott össze. Ha egyszer a jövőben egy kisbolygó veszélyezteti a Földet, akkor a beavatkozás előtt tisztázni kell, vajon tömör szikla vagy törmelékhalmaz-e a közeledő égitest.

Hayabusa at Asteroid Itokawa. Science. 2 June 2006, 312: Introduction. The Falcon Has Landed. 1327.

Perspective. Asphaug, Erik: Adventures in Near-Earth Object Exploration. 1328–1329. Reports. 1330–1353.

J. L.


Kéntelenítés „kerámiaszivaccsal”


A kéntartalom ellehetetleníti a hidrogén üzemanyagú fűtőcellák működését, ezért nagy az igény olcsó, megbízható kéntelenítési technológiák iránt. A Tuft Egyetem kutatói kerámiaporból készítettek olyan „kémiai szivacsot”, amely gyorsan magába szívja a ként, majd a tartalmát ki lehet csavarni, és a tiszta szivacs újra és újra felhasználható. Korábban cink-oxid kerámiával kísérleteztek, ebben a cink-oxid cink-szulfiddá alakul át. Ha a külső felület már cink-szulfiddá alakult, akkor nehezen jut be a kén a kerámia belsejébe. A szulfid oxiddá való visszaalakítása sem könnyű, ezért a cink-oxid szűrőket rendszeresen cserélni kell. Lantán és más ritka földfémek oxidjaival is évek óta kísérleteznek. Ezek könnyen elnyelik a ként, és a kén ki is nyerhető belőlük, ezért ezeket a szűrőket többször fel lehet használni. A kísérletek során hosszú ideig nyelettek el ként a kerámiával, így a kén az anyag egész kristályszerkezetét átjárta. A telített anyagból viszont csak túl lassan lehetett visszanyerni a ként, ezért nem alkalmazták a gyakorlatban.

Maria Flytzani-Stephanopoulos és munkatársai csak viszonylag rövid időre tették ki kéntartalmú gázoknak a ritka földfém-oxid kerámiákat, ezért a kén csak a felszínt vonta be. Elsősorban a lantán-oxidokkal szereztek kedvező tapasztalatokat, egy rész a milliárdból arányra csökkentették le a kéntartalmat, ez megfelel a gyakorlati alkalmazásoknak. Az elnyeletés – kinyerés ciklust százszor megismételve sem találtak változást az anyagban. Üzemi alkalmazásoknál érdemes lesz több szűrőt alkalmazni, míg az egyik elnyel, addig a másik éppen leadja az elnyelt ként.

Service, Robert F.: Ceramic Sponges That Sop Up Sulfur Could Boost Energy Technologies. Science. 9 June 2006, 312, 1453.

Flytzani-Stephanopoulos, Maria et al.: Regenerative Adsorption and Removal of H2S from Hot Fuel Gas Streams by Rare Earth Oxides. Science. 9 June 2006. 312, 1508-10

J. L.


Irányítás gondolattal


Az amerikai Matthew Nagle öt évvel ezelőtt késelés következtében mind a négy végtagjára megbénult. 2004-ben egy olyan implantátumot ültettek az akkor 25 éves fiatalember agyába, amely lehetővé tette számára, hogy gondolatok segítségével bekapcsolja a televíziót, kinyissa elektronikus leveleit, számítógépes játékot játsszon, és egy mesterséges kart mozgasson. A technikáról, amely mindezt lehetővé tette számára, és az eddigi eredményekről a Nature számol be.

A kutatásokat vezető John Donoghue szerint (Brown University, New York) legfontosabb felismerésük az volt, hogy a sérült ember agyáról is elvezethető elektromos aktivitás, ha arra gondol, hogy valamilyen mozgást szeretne elvégezni. Ők tulajdonképpen ezeket a jeleket „dekódolták”.

Matt Nagle agyába, a testmozgásokat koordináló ún. motoros kéregbe tabletta méretű chipet ültettek be, amelyhez 96, a hajszálnál is vékonyabb elektróda fut. A fiatalembernek különböző feladatokat adtak: például gondoljon arra, hogy jobbra szeretné elmozdítani a bal, vagy fel szeretné emelni a jobb karját. Ezek a gondolatok a motoros kéreg idegsejtmilliárdjainak más és más egyedeit hozták működésbe, létrehozva ezzel a mozgásra jellemző, az elektródákkal elvezethető elektromos aktivitási mintázatot. Az elektródákhoz illesztett komputer „megtanulja”, milyen mintázathoz milyen tevékenység tartozik, így képes Nagle a gondolataival mozgatni a kurzort, vagy ki-be kapcsolni a televíziót. Az implantátumot és a szoftvert Donoghue Cyberkinetics nevű cége fejlesztette ki.

Nature. 2006. 442. 164., 195.

G. J.


A nők számára veszélyesebb a dohányzás


A dohányzó nők tüdőrák szempontjából esendőbbek, mint a férfitársaik – állítják amerikai kutatók. A Dr. Claudia I. Henschke (New York, Presbyterian Hospital) által vezetett tanulmányban 1993 és 2005 között rákszűrés céljából készült komputertomográfiás tüdőfelvételeket elemeztek. A vizsgálatban 7498 nő és 9427 férfi vett részt, valamennyien legalább 40 évesek voltak, és dohányoztak, ugyanakkor egyiküknél sem voltak tüdődaganatra utaló tünetek. A nők 2,1 százalékánál találtak tüdőrákot, míg a férfiaknak csak 1,2 százalékánál. Ezek az adatok arra utalnak, hogy a nők számára a dohányzás sokkal veszélyesebb. Ezt egyelőre nem tudják megmagyarázni a kutatók, mint ahogy azt a tényt sem, amire szintén rámutat a tanulmány, hogy viszont a tüdőrákban szenvedő nők tovább élnek, mint a férfiak.

Journal of the American Medical Association, (JAMA). 2006. 296, 180–184.

G. J.


Őssejtből hímivarsejt


Egérembrió-őssejteket a tenyésztési körülmények befolyásolásával spermiummá alakítottak a Newcastle-i Egyetem kutatói. Az így „előállított” hímivarsejtek rövid farokkal rendelkeztek, így a petesejtek önálló megtermékenyítésére nem voltak képesek, de a női sejtekbe juttatva őket sikerült megtermékenyített petesejteket létrehozni. Az embrionális fejlődés állapotába 65 zigóta jutott el, ezeket nőstényegerekbe ültették. A beavatkozások eredményeként hét kisegér született, közülük egy nem érte meg a felnőttkort. Azonban a túlélők sem voltak egészségesek: terméketlenek voltak, és valamennyien abnormális méretekkel rendelkeztek: vagy túl picik, vagy túl nagyok voltak. Néhányuknál tüdőrák fejlődött ki, és egyikük sem élt öt hónapnál tovább, pedig a laboratóriumi egerek átlagos élettartama három év.

A kutatócsoport tagja, Karim Nayernia szerint az igazi előrelépés, hogy ezekkel a hímivarsejtekkel életképes utódokat lehetett létrehozni, míg a korábbi hasonló kísérletekben az embriók néhány nap alatt elhaltak. Ugyanakkor persze elismeri, hogy a számtalan rendellenességgel rendelkező utódok azt jelzik, hogy még mindig alapvető problémák vannak a technikával, és a végcél, hogy terméketlen férfiakat lehet majd így hozzásegíteni ahhoz, hogy gyermekük szülessen, nagyon messze van még a realitástól.

Developmental Cell. DOI: 10.1016/j.devcel.2006.05.010

G. J.


Jéki László – Gimes Júlia


<-- Vissza a 2006/8 szám tartalomjegyzékére


<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra