검은 구멍이 해파리 은하의 별표에 커튼을 내린다

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Adagio Cardinal 　Reymond Lefevre

.검은 구멍이 해파리 은하의 별표에 커튼을 내린다

에 의해 왕립 천문 학회 해파리 은하 JO201. 크레디트 : 캘럼 벨 하우스 (Callum Bellhouse)와 GASP 협력, 2019 년 7 월 2 일

이국적인 '해파리'은하의 죽음에서 흥분한 블랙홀의 역할은 오늘 랭커스터의 RAS 국립 천문학 회의에서 버밍햄 대학교의 캘럼 벨 하우스 (Callum Bellhouse)가 발표 할 예정이다. 해파리 은하 JO201의 중심에있는 거대한 블랙홀은 가스를 제거하고 우주로 던져서 별 형성을 억제하고 은하계를 효과적으로 '죽이는'것입니다. 해파리 은하는 초자연적 인 속도로 은하계의 고밀도 코어를 뛰어 넘어 급격한 변화 과정을 거치게되는 탁월한 대상입니다. 외부 드래그 력은 램 압력 스트리핑 (ram-pressure stripping)으로 알려진 과정에서 은하의 가스를 찢어 버리고 연장 된 촉수를 남긴다. JO201의 운명은 Bianca Poggianti 박사가 이끄는 국제 연구원 팀인 GASP (GAS Stripping Phenomena) 협력에 의해 114 개의 해파리 은하에 대한 연구의 일부로 밝혀졌습니다. 3-D에서 해파리 은하의 구조를 탐구하고 변형의 시간 척도를 예측하기 위해 Bellhouse는 가상 현실에서도 경험할 수있는 대화 형 모델을 만들었습니다. 이 연구는 원래 큰 나선 은하 인 JO201이 약 10 억 년 동안 초음속에서 Abell 85를 통해 다이빙을하고 있음을 보여줍니다. 해파리 은하가 시선을 따라 여행 할 때 촉수가 모형에 단축되어 나타나지만 팀은 JO201보다 94 킬로 파스 쿠르 (우리 은하계의 직경의 약 3 배)가 더 가파른 것으로 추정합니다.

해파리 은하 JO201. 크레디트 : 캘럼 벨 하우스 (Callum Bellhouse)와 GASP 협력 "

은하계는 가스로부터 새로운 항성을 끊임없이 형성함으로써 은하계로 들어오고 나가는 가스가 어떻게 변하는지를 이해할 수있게 도와 준다. JO201의 예는 별이 형성되는 과정에서 어떻게 균형을 이룰 수 있는지를 보여준다 은하계를 통해 점점 더 극단적 인 가스 제거를 겪고있다 "고 Bellhouse 씨는 말했다. JO201이 해파리 은하계로 변형되면 램 압력 제거 공정으로 인해 별 모양이 잠깐 증가하게됩니다. 압축 된 가스 구름은 붕괴되어 은하계의 원반에 별들의 고리를 형성했다. 촉수의 조밀 한 옹이는 은하계의 새로운 항성을 형성하기 위해 rainclouds와 같이 응축되었습니다. 그러나 지난 몇 억 년 동안 블랙홀은 가스를 찢어서 은하 원반의 중심 주위에 커다란 공백을 남겼습니다. 팀은 램 압력 스트리핑이 가스를 갤럭시 중앙부로 유입시켜 블랙홀을 자극하여 물질을 발산시키고 충격파를 만들어 캐비티를 남겼다고 믿고있다. "해파리 은하에서 별 형성 속도를 높이거나 낮추는 과정에서 중요한 균형 조정이 발생합니다 .

JO201의 경우 중앙 압력은 램 압력 스트리핑에 의해 흥분하여 가스를 배출하기 시작합니다. 은하계는 내부에서 흘러 내리고 외부로부터 찢어져 나오고있다 "고 Bellhouse 씨는 말했다.

해파리 은하 JO201의 합성 이미지는 가까운 자외선 (파란색으로 채색 됨), Hα (빨간색으로 채색 됨) 및 산소 (녹색으로 채색 됨)를 결합하여 만들어졌습니다. Credit : Callum Bellhouse와 GASP의 협력. "JO201은 지금까지 해파리 은하에서 급속한 블랙홀과 램 압력 스트리핑의 고유 한 사례이며,이 흥미로운 물체를 연구하면 은하계가 경험하는 복잡한 과정에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다." 대화 형 모델 해파리 은하계 JO201 / JW100 / JO194에서 별과 가스의 분포를 3 차원 모델로 보여주는 대화 형 시각화입니다. 모델은 하늘의 별과 가스의 공간 분포를 사용하여 시선을 따라 속도를 제공하여 깊이를 제공합니다. 빨간색 = 수소, 파란색 = 질소, 녹색 = 산소, 흰색 = 별. Credit : Callum Bellhouse와 GASP의 협력. JO201 : https://sketchfab.com/3d-models/3fb078406b6648a08f34869e7029fc3f JW100 : https://sketchfab.com/3d-models/jw100-c113ab9570bf4f88a34bfdc55a6899a8 JO194 : https://sketchfab.com/3d-models/jo194-bbd19b05889e49379e9085c36ea0efb7 추가 탐색 새로운 은하계지도가 우리 은하계의 별을 집에서 멀리 떨어 뜨린다.

자세한 정보 : K George 외. GASP XVIII : 해파리 은하의 중심부에서 AGN 피드백으로 인한 별 형성 소멸 , Royal Astronomical Society (2019) 의 월간 고지 . DOI : 10.1093 / mnras / stz1443 Callum Bellhouse et al. GASP. XV. 시선을 따라 가면서 극단적 인 램 압력 스트리핑에 대한 MUSE의 견해 : 해파리 은하 JO201의 왕성한 천문 학회 ( Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) (2019)의 물리적 특성 . DOI : 10.1093 / mnras / stz460 에 의해 제공 왕립 천문 학회

https://phys.org/news/2019-07-black-hole-curtain-jellyfish-galaxy.html

.분자 운동을 시뮬레이트하기 위해 신경망을 투시하는 연구원

로 로스 알 라모스 국립 연구소 새로운 심층 학습 모델은 유기 분자에서 원자 사이의 상호 작용을 예측합니다. 이 모델은 전산 생물 학자와 약물 개발 연구원이 질병을 이해하고 치료하는 데 도움이 될 것입니다. 신용 : Los Alamos 국립 연구소, 2019 년 7 월 2 일

로스 알 라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory), 채플 힐 (Chapel Hill)에있는 노스 캐롤라이나 대학교 (University of North Carolina), 플로리다 대학 (University of Florida)의 새로운 연구는 인공 신경망이 분자의 움직임을 기술하기 위해 양자 역학 법칙을 부호화하도록 훈련 될 수 있음을 보여 주며 광범위한 범위의 시뮬레이션 필드의. 연구팀의 이론 부문 인 로스 알 라모스 (Los Alamos) 물리학 자 및 메트로폴리스 연구원 (Metropolis Fellow) 저스틴 스미스 (Justin Smith)는 "이는 기존의 양자 방법에 비해 수십억 배 빠른 재료 및 분자 역학을 모델링 할 수 있다는 것을 의미 합니다. 분자가 어떻게 움직이는지를 이해하는 것은 약물 개발 , 단백질 시뮬레이션 및 반응 화학에 대한 잠재 가치를 두드리는 데 중요 합니다. 양자 역학 및 실험 (경험적) 방법 모두가 시뮬레이션에 반영됩니다. ANI-1ccx 잠재력이라고 불리는이 새로운 기술은 많은 분야에서 연구자의 능력을 향상시키고 장래의 금속 합금 및 폭발 물리학 연구에서 기계 학습 기반 잠재력의 정확성을 향상시킬 것을 약속합니다. 고전 컴퓨터에서 사용되는 QM (Quantum mechanical) 알고리즘은 작동 환경에서 화합물의 기계적 동작을 정확하게 설명 할 수 있습니다. 그러나 QM은 다양한 분자 크기로 매우 저조하며 가능한 시뮬레이션의 범위를 심각하게 제한합니다. 시뮬레이션 내 분자 크기가 약간 증가하더라도 계산 부담이 크게 증가 할 수 있습니다. 그래서 실무자들은 종종 고전 물리학 및 뉴턴의 법칙의 관점에서 원자의 움직임을 설명하는 경험적 정보를 사용하여 수십억 개의 원자 또는 수백만 화합물 의 시뮬레이션을 가능하게합니다 . 전통적으로 경험적 잠재력은 정확도와 이전 가능성 사이의 절충안을 타파해야했습니다. 잠재력의 많은 매개 변수가 한 화합물에 대해 미세 조정되면 다른 화합물에서 정확도가 감소합니다. 대신 Los Chamel Hill의 University of North Carolina와 플로리다 대학교의 Los Alamos 팀은 수백만 가지의 다른 화합물에 대해 수집 된 데이터를 통해 경험적 잠재력을 구축 할 수있는 transfer learning이라는 기계 학습 접근법을 개발했습니다. 실험적 잠재력을 학습하는 기계에 대한 새로운 접근법은 밀리 초 단위의 새로운 분자에 적용될 수있어 훨씬 긴 시간 규모 에서 훨씬 많은 수의 화합물 을 연구 할 수 있습니다. 추가 탐색 새로운 발견은 더 싼 태양 전지로 이어질 수있다.

자세한 정보 : 저스틴 S. 스미스 (Justin S. Smith) 외, 전달 학습을 통한 범용 신경 네트워크 잠재력과 결합 된 클러스터 정확성 접근, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-10827-4 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 로스 알 라모스 국립 연구소

https://phys.org/news/2019-07-neural-nets-simulate-molecular-motion.html

.은하 NGC 5907의 별의 흐름은 이전에 생각했던 것과는 다른 형태를 가지고있다

Tomasz Nowakowski, Phys.org NGC 5907 필드의 잠자리 이미징. 북쪽과 동쪽이 왼쪽. 신용 : 밴 Dokkum 그 외 여러분, 2019 년 7 월 2 일

Dragonfly Telephoto Array를 사용하여 천문학 자들은 나선 은하 NGC 5907을 다시 방문하여 그 항성 흐름의 형태에 대한 더 많은 통찰력을 제공했습니다. 새로운 관측에 따르면이 특징은 약 10 년 전에 관찰 된 것보다 질적으로 다른 형태를 가지고 있음을 나타냅니다. 새로운 연구 결과는 6 월 26 일자 arXiv.org에 게재 된 논문에보고되었습니다. 항성 흐름은 은하 를 일단 궤도에 진입했지만 주인의 조력에 의해 궤도를 따라 붕괴되고 뻗어 나온 왜성 은하 또는 구상 성단의 잔해입니다 . 지금까지는 40 개 이상의 항성 흐름이 은하수에서 확인되었고, 안드로메다 은하에서는 불과 몇 개, 지역 그룹 외부에서는 약 10 개가 확인되었습니다. 천문학자를 위해, 항성 흐름 은 작은 물체가 큰 물체에 부착되는 빈도에 대한 중요한 정보 를 제공 할 수 있다. 그들의 형태가 그들의 궤도를 반영한다는 것을 감안할 때, 그들은 중력의 잠재 성을 탐구하는 역할을 할 수 있습니다. 또한 암흑 물질 후광의 질량과 구조를 제한하는 도구로 사용될 수도 있습니다. 은하계 외곽에있는 유명한 별들의 하나 인 NGC 5907은 약 5 천 5 백 4 십만 광년 떨어진 나선 은하 이며, 약 800 억 개의 태양 질량을 가지고 있습니다. 이 흐름은 1998 년 NGC 5907 디스크 주위의 루프 섹션이 확인되었을 때 발견되었습니다. 10 년 후 실시 된이 특징에 대한 또 다른 관찰은 거대한 나선형과 같은 구조로 은하계를 감싸고있는 하나의 완전한 루프가 아니라 두 개의 완전한 루프를 보여주고 있음을 보여 주었다. 예일 대학의 Pieter van Dokkum이 이끄는 천문학 자 그룹이 수행 한 새로운 관측 결과에 따르면 NGC 5907의 항성계에 대한 자세한 이미지가 전달되었습니다. 새로운 데이터 잠자리 망원 배열에 의해 수집은,이 기능의 형태는 10 년 전 발표 된 연구에보다 다른 것을 나타냅니다. "우리는 잠자리 망원 어레이가있는 인근 은하의 이미징 캠페인의 일환으로 넓은 분야에서 NGC 5907의 새로운 저 - 표면 밝기 영상을보고했습니다."라고이 천문학 자들은 논문에서 썼다. 일반적으로이 연구는 NGC 5907이 선조 는하의 잔재와 꼬리가 길고 희미한 후미 꼬리로 구성된 비교적 간단한 시스템이라는 것을 발견했습니다. 천문학 자들은이 은하의 항성 흐름이 공간 넓이와 항성의 측면에서 은하수 주변의 궁수 자리 흐름과 유사하다고 말했다. 그러나이 연구의 가장 당혹스러운 측면은 NGC 5907의 항성 흐름에서 두 번째 루프의 존재를 확인하지 못했다는 것입니다. 연구자들은 Dragonfly Telephphoto Array에서 얻은 이미지의 선두 꼬리가 2008 년에 실시 된 관측에서 확인 된 두 개의 루프 사이에 있다고 지적했습니다. 또한, 새로운 이미지를 10 년 전에 획득 한 이러한 이미지와 비교하여 서구 스트림의 범위가 더 커지는 것으로 나타났습니다. 또한, 하천은 더 많은 기초 구조와 밝기 변화를 가지고 있으며, 은하의 원반의 겉보기 폭에 대한 스트림의 겉보기 폭의 비율은 훨씬 더 작게 나타났다. 데이터의 이러한 불일치에 대한 가능한 설명을 찾으려고 노력한이 연구의 저자는 2008 년에 수집 된 이미지가 아마추어 천문학 자에 의해 처리되면서 데이터에 적용된 이미지 처리 절차를 지적 합니다. "아마추어들은 낮은 표면 밝기의 이미징을 위해 작은 망원경의 힘을 설득력있게 보여 주었기 때문에이 분야에서 중요한 역할을 담당해 왔습니다. 그러나 아마추어 커뮤니티에서 사용하는 방법 은 일반적으로 이미지 처리가 일반적으로 정량 분석을 허용하지 않습니다 연구자들은 결론적으로 데이터의 선형성과 노이즈 특성을 유지하는 것보다 미적인 자질에 최적화되어 있다고 결론 지었다.

추가 탐색 난쟁이 은하 주변에서 발견 된 조석 꼬리 DDO 44 더 많은 정보 : Pieter van Dokkum, et al. 은하의 잠자리 이미징 NGC5907 : 아이코닉 스텔라 스트림의 수정 된보기. arXiv : 1906.11260v1 [astro-ph.GA] : arxiv.org/abs/1906.11260

https://phys.org/news/2019-07-stellar-stream-galaxy-ngc-morphology.html

.초소형 제트 인젝터로 나노 크기 첨가제 제조 가속화

하여 조지아 공대 착색 된 주사 전자 현미경 이미지는 국부적 온도를 매핑하기 위해 가스 분사 분사를 위해 미세 기포 노즐 모세관에 대해 증착 기판이 움직일 때 저항성 열 장치 RTD (나노 스케일 온도계)의 위치를 보여줍니다. RTD 열 응답은 adatom 비평 형 열 상태의 모델 예측의 검증을 위해 사용되었다. 크레딧 : Matthew R. Henry,2019 년 7 월 2 일

초저 분자의 불활성 기체를 사용하여 전구체 분자에 에너지를 공급함으로써 연구자들은 나노 미터 크기의 구조물 제작을 획기적으로 가속화했습니다. 빠른 첨가제 제조 기술은 높은 종횡비의 구조물을 생산할 수있게합니다. 이제 기술을 설명하기 위해 개발 된 이론은 첨가제 나노 제조 및 새로운 나노 스케일 재료에 대한 새로운 응용 분야로 이어질 수 있습니다. 집속 된 전자빔 증착에 기반한이 기술은 기상 의 온도를 상승시키지 않으면 서 액상 에서 기대할 수있는 속도에 근접한 속도로 기상 전구체로부터 구조물을 제조 할 수있게 한다. 이는 자기 메모리, 고주파 안테나, 양자 통신 디바이스, 스핀 트로닉스 및 원자 스케일 공진기에서 실용화 될 수있는 속도로 나노 미터 규모의 구조를 제조 할 수있다. 조지아 공대 (Georgia Institute of Technology)의 조지 W 우드 럽 (George W. Woodruff) 기계 공학 교수 인 안드레이 페도 로프 (Andrei Fedorov)는 "우리는 첨가제 제조의 새로운 방식을 가져 오기 위해 원자 규모로 물질을 제어하고있다. 그는 "이 새로운 과학은 불가능할 수도있는 부가적인 제조 응용을 가져올 수있다. 그 결과 새로운 기술은 원자 규모에서 첨가제 제조에 대한 새로운 차원을 열 것이다"고 말했다. 이 연구는 직경이 몇 나노 미터에 불과한 전자빔을 사용하여 작은 구조를 만들려고 시도하면서 좌절감에서 벗어났습니다. 이 연구는 미 교육부의 과학부 (Office of Science)가 지원했으며 5 월 28 일 Physical Chemistry Chemical Physics 지에 발표되었다 . "몇 나노 미터 크기의 집속 된 전자빔으로 나노 제작을 사용하기 위해 연구실에 갔을 때, 우리는 단지 몇 나노 미터의 구조를 성장시킬 수 없었습니다. 그들은 50 나노 미터 또는 100 나노 미터로 성장했습니다"라고 페도 로프는 설명했다. "또한 구조물을 생산하는 데 오랜 시간이 걸렸습니다. 따라서 개선 없이는 대량 생산할 수 없었습니다." Fedorov와 공동 연구자 인 Matthew Henry와 Songkil Kim은 구조물을 생산하는 반응이 느린 것을 깨닫고 성장하는 기판의 열역학적 상태에 묶어 두었다. 수백 배 빠른 속도로 프로세스에 에너지를 추가하기로 결정했습니다. 그 결과 나노 미터 크기의 구조에 대한 전구체를 활성화시키기 위해 작은 챔버의 가스 분자를 증착 챔버에 도입 할 수있는 직경이 수 마이크로 미터 인 마이크로 모세관 주입기가 발명되었습니다. 제트가 진공 챔버에 들어가기 때문에 부분적으로 가스는 초음속으로 가속됩니다. 초음속 제트로부터의 에너지 는 기판에 흡착 되는 전구체 분자 를 여기시킨다 .

횡단면도는 진공 상태에서 팽창하여 기판에 충돌 할 때 초음속 가스 제트의 분자 밀도를 보여 주며, 활성화 된 흡착 된 전구체로부터 가속 된 물질 증착을 유도합니다. 크레딧 : Matthew R. Henry "

이 활발한 열 상태는 빔으로부터의 전자가 훨씬 쉽게 화학 결합을 끊을 수있게하며 결과적으로 구조물이 훨씬 더 빠르게 성장합니다"라고 Fedorov는 말했습니다. "이러한 모든 증폭은 분자 수송과 반응 속도 모두 기하 급수적이며 작은 변화가 결과를 극적으로 증가시킬 수 있음을 의미합니다." 그 정도는 실험적으로 관찰되었지만 프로세스를 제어하고 응용 프로그램을 확장하는 방법을 이해하기 위해 연구원은보고있는 것에 대한 이론을 작성하려고했습니다. 그들은 나노 미터 규모의 온도 측정 기술을 사용하여 흡착 된 원자 (흡착 된 원자 (흡착 된 원자) - 제트기라고도 함)의 온도를 측정하고 그 정보를 사용하여 작업시 기본 물리학을 이해하는 데 도움을주었습니다. 페도로프는 "일단 모델이 생기면 본질적으로 디자인 도구가됩니다. "우리가 보여준 이러한 이해와 능력을 바탕으로 직접 자기 조립, 에피 택셜 성장 및 기타 분야와 같은 다른 분야로 확장 할 수 있으므로 이러한 종류의 직접 작성 나노 제작을 사용할 수있는 모든 새로운 기능을 사용할 수 있습니다. " 그 모델의 개발과 그 뒤에있는 첫 번째 원리 물리학에 대한 이해는 다른 연구자들이 새로운 어플리케이션 을 발견 할 수있게 해줄 수 있습니다 . "이것으로 액상 프리 커서와 거의 같은 정도의 성장률을 보일 수 있지만, 여전히 가능한 전구체의 풍부함, 합금을 조작 할 수있는 능력 및 개발 된 모든 경험에 접근 할 수 있습니다 페드로 로프는 수년간 기상 퇴적으로 수년 동안 " "이 기술은 실용적인 관점에서 비용 효율적으로 의미있는 규모로 작업을 수행 할 수있게 해줄 것입니다." 작고 3 차원적인 구조를 빠르게 생성하는 능력은 새로운 응용 분야의 범위를 넓힐 수 있습니다. "직접 쓰기 기술을 적용 할 수 있다면 자기 메모리, 초전도 재료, 양자 소자, 3 차원 전자 회로 및 기타 많은 것들에 고유 한 많은 기능을 제공 할 수있다"고 그는 말했다. "이러한 구조는 현재 기존의 방법으로는 매우 어렵습니다." 연구원들은 이미 기판 위에 전구체 물질의 증착을 촉진시키기 위해 제트기를 사용하는 것 이외에 나노 구조 성장을 극적으로 가속시킬뿐만 아니라 물질 조성을 정밀하게 제어 할 수있는 고 에너지 불활성 가스 및 전구체 가스를 모두 포함하는 하이브리드 제트를 제작했다 성장하는 동안. 향후 연구에서, 연구진은 기존의 나노 제작 기술로는 얻을 수없는 위상 및 위상을 가진 나노 구조를 형성 할 수 있도록 이러한 하이브리드 방식을 사용할 계획이다.

추가 탐색 미세한 액체 전구체로 전자빔 쓰기를 사용하여 3D "나노 브리지"형성 추가 정보 : Matthew R. Henry 등, 비평 형 흡착 열 상태는 빠른 첨가제 나노 제조를 가능하게합니다. Physical Chemistry Chemical Physics (2019). DOI : 10.1039 / c9cp01478k 저널 정보 : Physical Chemistry Chemical Physics 에 의해 제공 조지아 공대

https://phys.org/news/2019-07-tiny-supersonic-jet-injector-nanoscale.html

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0

.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정

박수진 1, 제1저자 연구원

박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어

추상

유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.

https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261

.수학이 우리의 미생물의 복잡성을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니까?

에 의해 과학 카네기 연구소 미생물은 많은 상호 작용 종으로 인해 복잡합니다. Ludington과 그의 팀은 상호 작용의 기하학적 구조를 계산함으로써 이러한 복잡성을 해체하고자했습니다. 그들의 방법은 고차원 공간에서의 상호 작용을 측정하며, 각 종은 자신의 차원을 가지고 있다고 생각합니다. 수학적 구조를 이해하는 비유 중 하나는 인접한 거품을 점진적으로 병합하여 거품이 단일 거품으로 단순화되는 것으로 생각하는 것입니다. 학점 : Carnegie Institute for Science. 2019 년 7 월 2 일

우리의 위장 시스템에 살고있는 미생물 군집은 우리의 건강에 어떤 영향을 미칩니 까? Carnegie 's Will Ludington은이 질문에 답하는 데 도움을 준 팀의 일원이었습니다. 거의 한 세기 동안, 진화 생물 학자 들은 유전자가 특정 환경에서 성공 (또는 적합성)을위한 개인의 기회를 어떻게 코드화 하는지를 조사했다. 잠재적 인 진화론 적 궤적을 밝히기 위해 생물 학자들은 유전자들 사이의 상호 작용을 측정하여 어느 조합이 가장 적합한 지 확인합니다. 진화하는 유기체는 가장 적합한 경로를 취해야합니다. 이 개념을 피트니스 환경이라고하며,이를 기술하기 위해 다양한 수학적 기술이 개발되었습니다. 게놈 내의 유전자와 마찬가지로 내장 microbiome의 미생물은 상호 작용하지만, 이러한 상호 작용의 패턴을 매핑하기위한 널리 받아 들여지는 수학적 틀은 없습니다. 기존의 유전자 프레임 워크 는 상호 작용 에 대한 지역 정보 에 초점을 맞추지 만 전체적인 그림을 조합하지는 않습니다. "우리가 상호 작용을 이해한다면 이러한 복잡한 시스템이 다른 시나리오에서 어떻게 작동 할 것인지 예측할 수 있습니다. 그러나 많은 수의 유전자 또는 종 으로 인해 상호 작용 네트워크에 많은 복잡성 이 있습니다. 해결하는 것이 까다로워 지도록하십시오 "라고 Ludington은 말했습니다. 그래서 Ludington은 수학자 인 Michael Joswig (베를린 공과 대학)와 이야기하기 시작했습니다. "마이클은 본질적으로 고차원 적으로 생각합니다. 4 명이 넘습니다. 그는 즉시 문제를 이해했습니다."라고 Ludington은 말했습니다. Joswig과 Ludington은 Joswig와 함께 일하는 대학원생 인 TU Berlin 과 ETH Zurich의 Lisa Lamberti 와 함께 Holger Eble과 합류했습니다 . Lamberti는 이전에 Ludington과 협력하여 미생물 데이터 에 대한 상호 작용을위한 약간 다른 수학적 틀을 적용했습니다 . 현재 작업에서 팀은 이전 프레임 워크를 확장하여 상호 작용 패턴을 조경에 매핑함으로써보다 글로벌 한 그림을 만들어 냈습니다. "사람의 경우 장내 미생물은 건강과 심지어 장수에 영향을 미치는 위장관 내에서 수백에서 수천 가지의 미생물 종으로 이루어진 생태계입니다."라고 Ludington은 설명했다. "미생물 연구에 대한 관심이 계속해서 커지고 있기 때문에이 복잡성을 이해하면 엔지니어에게 예측력이 생길 것입니다." 그러나 인간의 미생물에 존재하는 생물 종의 다양성으로 인해 이러한 공동체가 우리의 생리에 어떤 영향을 미치는지를 밝혀 내기가 매우 어렵습니다. 이것이 초파리가 훌륭한 모델을 만드는 이유입니다. 인간의 미생물과는 달리, 소수의 세균으로 이루어져 있습니다. "우리는 숙주와 결합 된 미생물의 생태를 묘사 하는 엄격한 수학적 틀 을 만들었습니다 .이 접근법에 대한 독특한 점은 미생물 ( 호스트 상호 작용) 의 세계적인 전망을 가능하게한다는 것입니다 "라고 Ludington은 말했습니다. "이제 우리는이 접근법을 사용하여 다양한 풍경을 비교할 수 있습니다. 그러면 다양한 미생물이 왜 유사한 건강 결과와 관련되는지를 묻습니다." 저자는이 틀 이 전통적인 유전 적 상호 작용에도 똑같이 적용 된다는 점에 주목한다 . 그들의 연구는 Journal of Mathematical Biology에 발표되었다 . 추가 탐색 미생물 상호 작용이 우리의 삶을 형성하는 방법 추가 정보 : Holger Eble 외, Drosophila fly microbiome의 Cluster partitions and fitness landscape, Journal of Mathematical Biology (2019). DOI : 10.1007 / s00285-019-01381-0 에서 제공하는 과학을위한 카네기 연구소

https://phys.org/news/2019-07-mathematics-complexity-microbiome.html

.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포

논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,

June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.

소개

세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5 μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇 습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.

https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0

https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf