ALMA finds possible sign of neutron star in supernova 1987A
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.Astrophysicists observe long-theorized quantum phenomena
천체 물리학자는 이론이 긴 양자 현상을 관찰
작성자 : Bysaralyn Cruickshank, Johns Hopkins University 행성상 성운 NGC 2440의 중심 별 HD62166은 아마도 가장 잘 알려진 백색 왜성 스타일 것입니다. 백색 왜성들은 수수께끼의 양자 현상을 나타냅니다. 질량이 증가하면 크기가 줄어 듭니다. 크레딧 : PIXABAY JULY 30, 2020
모든 백색 왜성 별의 핵심-별이 수명주기의 끝에 가까워 질 때 연료 매장량을 태워 버린 후에 남아있는 짙은 별의 물체는 양자 수수께끼입니다. 크기가 작고 단단히 압축 될 때까지 스스로를 유지할 수 없어 중성자 별으로 붕괴됩니다. 질량-반경 관계라고 불리는 백색 왜성의 질량과 크기 사이의이 수수께끼 같은 관계는 1930 년대에 노벨상을 수상한 천체 물리학 자 수 브라마 얀 찬드라 세 카르에 의해 처음 이론화되었습니다. 현재 존스 홉킨스 천체 물리학 자 팀은 슬론 디지털 스카이 서베이 (Sloan Digital Sky Survey)에서 수집 한 천문학적 데이터 와 가이아 우주 관측소 (Gaia Space Observatory)가 발표 한 최근 데이터 세트를 사용하여 현상 자체를 관찰하는 방법을 개발했습니다 . 결합 된 데이터 세트는 팀이 연구 할 수있는 3,000 개 이상의 백색 왜성을 제공했습니다. Hopkins의 수석 Vedant Chandra가 이끄는 연구 결과는 현재 천체 물리 저널 에 실 렸으며 arXiv에서 온라인으로 볼 수 있습니다. 물리 질량학과의 부교수 인 나디아 자캄 스카 (Nadia Zakamska)는“질량 반경 관계는 양자 역학과 중력의 환상적인 조합이지만 우리에게는 반 직관적이다. 우리는 물체가 질량을 얻게되면 더 커질 것이라고 생각한다. 학생 연구원들을 감독 한 천문학. "이 이론은 오랫동안 존재 해 왔지만 주목할만한 것은 우리가 사용한 데이터 세트는 전례없는 크기와 전례없는 정확도라는 것입니다. 몇 년 전에 개발 된 일부 측정 방법은 모든 갑작스러운 작업이 훨씬 더 우수하고 오래된 이론은 마침내 조사 될 수있다. " 연구팀은 주로 물체에서 멀어 질 때 빛의 파장이 파란색에서 빨간색으로 바뀌는 중력 적 적색 이동 효과를 포함한 측정 조합을 사용하여 결과를 얻었습니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 직접적인 결과입니다. "저에게이 연구의 장점은 우리 모두 학교와 교과서에서 빛이 중력에 의해 어떻게 영향을 받는지에 관한 이론을 배운다는 것입니다. 그러나 이제 우리는 실제로 별 자체의 관계를 볼 수 있습니다 "라고 5 학년 대학원생 Hsiang은 말합니다. -이 연구를 제안하고 데이터의 중력 적 적색 편이 효과를 처음 인식 한 치황 팀은 또한 공간을 통한 별의 움직임이 중력 적색 편이의 인식에 영향을 줄 수있는 방법을 고려해야했다. 소방차 사이렌이 사람의 청취와 관련하여 그의 이동에 따라 피치를 변화시키는 것과 유사하게, 광 주파수는 관찰자와 관련된 발광 물체의 이동에 따라 변한다. 이 연구를 도플러 효과라고하며, 본질적으로 중력 적 레드 시프트 효과의 측정을 복잡하게하는 혼란스러운 "소음"이라고 연구 기고자 인 시하 오 청 (Sihao Cheng)은 4 년차 대학원생이라고 말했다. 도플러 효과로 인한 변형을 설명하기 위해 팀 은 표본 세트에서 흰색 왜성 을 반경별로 분류 했습니다. 그런 다음 비슷한 크기의 별의 적색 편이를 평균화하여 별 자체의 위치 또는 지구와 관련하여 이동하는 위치에 관계없이 특정 값의 본질적인 중력 적 적색 편이가있을 것으로 예상 할 수 있습니다. 주어진 시간에 특정 지역에서 움직이는 모든 소방차의 모든 피치를 평균 측정하는 것으로 생각하십시오. 어떤 소방차가 어떤 방향으로 이동하더라도 그 평균의 본질적인 피치를 가질 것으로 기대할 수 있습니다 값. 이 고유 중력 적색 편이 값은 향후 데이터 세트에서 관찰되는 별을 연구하는 데 사용될 수 있습니다. 연구원들은 다가올 정확한 데이터 세트가 더 정밀하게 측정 할 수 있으며,이 데이터는 향후 백색 왜성 화학 성분의 분석에 기여할 수 있다고 말합니다. 또한 그들의 연구는 이론에서 관찰 된 현상으로의 흥미로운 발전을 나타낸다고 말합니다. Zakamska는 "별이 커질 수록 별이 작아지기 때문에 중력 적 적색 이동 효과도 질량과 함께 커진다"고 말했다. "그리고 이것은 이해하기가 조금 더 쉽습니다. 더 크고, 더 작은 물체에서 나오는 것보다 덜 조밀하고 더 큰 물체에서 나오는 것이 더 쉽습니다. 그리고 그것이 바로 우리가 데이터에서 본 것입니다." 이 팀은 집에서 코로나 바이러스 전염병으로 작업을 수행 한 곳에서 연구 할 잠재 고객을 찾고 있습니다. 찬드라 교수는“아버지에게 그것을 인용 한 방식은 기본적으로 양자 역학과 아인슈타인의 일반 상대성 이론이이 결과를 도출하기 위해 모이는 것을 보는 것이다. "그런 식으로 넣었을 때 그는 매우 흥분했습니다."
더 탐색 천체 물리학 자들은 아인슈타인의 상대성 이론의 초석을 확인 추가 정보 : 백색 왜성 질량-방사선 관계의 중력 적색 편이 측정, arXiv : 2007.14517 [astro-ph.SR] arxiv.org/abs/2007.14517 저널 정보 : 천체 물리 저널 에 의해 제공 존스 홉킨스 대학
https://phys.org/news/2020-07-astrophysicists-long-theorized-quantum-phenomena.html
.Challenging a central tenet of chemistry
화학의 중심 교리에 도전
하여 기초 과학 연구소 크레딧 : CC0 Public Domain JULY 30, 2020
Soft and Living Matter의 IBS 센터 소장 인 Steve Granick와 선임 연구 위원 인 Huan Wang 박사는 7 월 31 일자 사이언스 지에 5 명의 학제 적 동료들과 함께 일반적인 화학 반응이 장거리를 보내어 브라운 확산을 가속화한다고보고했습니다 주변 솔벤트로 파문. 이 발견은 분자 확산 과 화학 반응이 관련이 없다는 화학의 중심 교리를 위반합니다 . Granick은 분자들이 화학 반응에 의해 에너지가 공급되는 것을 관찰하는 것이 "새롭고 알려지지 않았다"고 말했다. "결합을 끊고 형성하여 한 물질이 다른 물질로 변형 될 때 실제로 분자가 더 빠르게 움직입니다. 마치 화학 반응이 자연스럽게 저어지는 것과 같습니다." 왕은“현재, 자연은 분자 기계를 생산하는 데 탁월한 역할을하지만 자연계 과학자들은이 특성을 디자인하는 방법을 충분히 이해하지 못하고있다”고 말했다. "세계를 이해하려는 호기심을 넘어서, 실제로 액체, 분자, 나노 로보틱스, 정밀 의학 및 친환경 재료 합성을위한 화학 에너지 변환에 대한 생각을 안내하는 데 유용 할 수 있기를 희망합니다." 화학 반응에 의해 생성 된 예기치 않은 리플은 특히 촉매 처리 (소비되지 않은 물질에 의해 가속화 됨) 할 때 장거리 전파됩니다. 화학자 및 물리학 자에게이 연구는 분자 운동과 화학 반응이 분리되고 반응이 근처 부근에만 영향을 준다는 교과서의 견해에 도전합니다. 엔지니어들에게이 연구는 진정한 분자 수준에서 나노 모터를 설계하는 강력하고 새로운 접근법을 보여줍니다. 연구원들은 15 가지 유기 화학 반응을 조사하여 유기 화학, 제약 및 재료 산업에서 광범위하게 적용되는 주요 화학 반응을 연구합니다. 예를 들어, '클릭'반응은 스크리닝을위한 생의학 화합물 라이브러리의 조립을 지원하고 그럽 스 반응은 플라스틱 제조에 사용됩니다. 그들의 경제적 영향이 중요합니다. 추정치에 따르면 제조 된 모든 제품의 대부분은 생산 순서의 어딘가에 촉매 작용이 필요합니다. 왕은 열정적으로 말했다. "이제 우리는 아기가 첫 발걸음을 내딛는 것과 같으며이 아기를 키울 수있는 매우 흥미로운 기회가 있습니다." 연구를 설계 할 때 연구자들은 생체 시스템에서 널리 사용되는 효소 및 기타 분자 모터에 의해 운동이 구동 될 수 있다는 점에 주목함으로써 생체 영감을 받았다. 같은 연구 센터에서 Jeah-Young Jee 박사의 선구자 적 연구가 이것을 보여 주었다. 그러나 이러한 보고서가 생물학 외부로 올바르게 확장 될 수 있다면 과학자들 사이에는 합의가 이루어지지 않았습니다. 문제를 분석하면서 연구자들은 위험이 높고 돈을 많이 벌었다는 주장을했다. 그들은이 현상이 실제 세계의 분자 기계를 이해하는 접근법을 형성 할 것이라고 가정했다. 팀은 그들의 가설을 테스트하여 새로운 분석 기법을 개발했습니다. 이론가 인 Tsvi Tlusty 교수는 반응 구배의 촉매가 확산이 적은 방향으로 '오르막'이동해야한다고 예측했다. 미세 유체 전문가 인 윤윤경 교수는이 아이디어를 테스트하기 위해 맞춤형 미세 유체 칩을 설계했습니다. Research Fellow 인 Ruoyu Dong 박사는 수치 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했습니다. Granick 박사는“학제 간 연구팀은 한국 기초 과학 연구소의 연구의 자유 덕분에 연구 기회에 매우 신속하게 대응했다”고 말했다. 팀은 다른 시스템에서 확산 증가의 크기가 에너지 방출 속도에 의존한다는 것을 보여주는 지침을 제시합니다. 이 지침은 아직 테스트되지 않은 반응의 영향을 추정하는 데 실제로 유용 할 수 있습니다. 이 외에도 연구는 전통적으로 세포 및 미생물과 같은 것을 지칭하는 집단적 용어 인 활성 물질에 대한 이해를 넓히는 데 매우 유용합니다. Granick은 다음과 같이 결론을 내렸다. "매우 새롭고 빠르게 성장하는 활성 물질의 분야는 화학 반응 이 반응 수프를 자극하는 개별 분자로 만들어진 나노 스위 머 (nanoswimmer)로서 작용 한다는 사실에 의해 더욱 풍성해진다 . 활성 물질의 개념은 화학의 중심 교리. " 이 발견은 2020 년 7 월 31 일자 사이언스 지에 실 렸습니다. 이 연구는 저자 Huan Wang, Park Myeonggon, Ruoyu Dong, 김준영, 조윤경, Tsvi Tlusty 및 Steve Granick의 IBS Soft and Living Matter 센터에서 수행되었습니다.
더 탐색 빠른 반응을위한 방적 화학 물질 추가 정보 : 일반적인 화학 반응 중에 분자 이동성이 향상되었습니다. 과학 (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aba8425 저널 정보 : 과학 기초 과학 연구소 제공
https://phys.org/news/2020-07-central-tenet-chemistry.html
.ALMA finds possible sign of neutron star in supernova 1987A
ALMA, 초신성 1987A에서 중성자 별 표시 가능
에 의해 국립 라디오 천문학 전망대 Supernova 1987A의 작가의 삽화는 폭발 한 별의 잔해 (빨간색)의 먼지가 많은 내부 영역을 보여줍니다. 중성자 별이 숨어있을 수 있습니다. 이 내부 영역은 외부 껍질 (파란색)과 대조되는데, 여기서 초신성 에너지는 강력한 폭발 전에 별에서 방출 된 가스 봉투와 충돌합니다 (녹색). 크레딧 : NRAO / AUI / NSF, B. Saxton JULY 30, 2020
두 명의 천문학 자 팀이 Supernova 1987A를 둘러싼 33 세의 미스터리에서 매력적인 사례를 만들었습니다. 과학자들은 Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)의 관찰과 이론적 후속 연구를 바탕으로 중성자 별이 폭발 한 별의 깊숙한 곳에 숨어 있다는 주장에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 이것은 현재까지 알려진 가장 어린 중성자 별일 것입니다. 천문학 자들이 밤하늘에서 별의 가장 밝은 폭발 중 하나를 목격하고 Supernova 1987A (SN 1987A)를 만든 이후로, 그들은 폭발에서 남은 부분에서 형성되어야 할 소형 물체를 찾고있었습니다. 중성미자라고 알려진 입자가 폭발 당일 (1987 년 2 월 23 일) 지구에서 탐지 되었기 때문에 천문학 자들은 중성자 별이 별의 붕괴 된 중심에 형성 될 것으로 예상했다. 그러나 과학자들이 그 별에 대한 증거를 찾지 못했을 때, 그 별이 대신 블랙홀로 붕괴되는지 궁금해지기 시작했습니다. 수십 년 동안 과학계는 매우 두꺼운 먼지 구름 뒤에 숨어있는이 물체의 신호를 간절히 기다리고 있습니다. '블롭' 최근 ALMA 전파 망원경의 관측으로 폭발 후 중성자 누락이 처음으로 나타났습니다. 초 고해상도 이미지는 SN 1987A의 먼지가 많은 코어에서 뜨거운 "blob"을 나타 냈으며, 이는 주변보다 밝고 중성자 별의 의심되는 위치와 일치합니다.
초 고해상도 ALMA 이미지는 초신성 1987A의 먼지가 많은 코어 (삽입 된)에서 뜨거운 "블롭 (blob)"을 나타냈다. 붉은 색은 초신성 잔해 중앙에 먼지와 차가운 가스를 나타내며 ALMA를 사용하여 무선 파장에서 촬영했습니다. 초록색과 파란색 색조는 폭발 한 별의 확장 충격파가 초신성 주위의 물질 고리와 충돌하는 위치를 나타냅니다. 녹색은 NASA의 허블 우주 망원경으로 포착 된 가시 광선을 나타냅니다. 파란색은 가장 뜨거운 가스를 나타내며 NASA의 Chandra X-ray Observatory의 데이터를 기반으로합니다. 링은 원래 폭발로 인한 빛의 섬광에 의해 처음에는 빛을 발했다. 이후 몇 년 동안 폭발 충격파가 울려 퍼지면서 링 재료가 상당히 밝아졌습니다. 신용: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), P. Cigan 및 R. Indebetouw; NRAO / AUI / NSF, B. 삭스 턴; NASA / ESA
카디프 대학교 미카코 마츠우라 (Mikako Matsuura)와 ALMA와의 블로 브를 발견 한 팀원은“ 초신성 잔해 에서 두꺼운 먼지 구름으로 만들어진이 따뜻한 블로 브를보고 매우 놀랐다 . "구름에는 먼지를 데워서 빛나게하는 무언가가 있어야한다. 그래서 우리는 먼지 구름 안에 중성자 별이 숨겨져 있다고 제안했다." Matsuura와 그녀의 팀은이 결과에 흥분했지만 Blob의 밝기에 대해 궁금했습니다. "우리는 중성자 별이 존재하기에는 너무 밝을 것이라고 생각했지만, Dany Page와 그의 팀은 중성자 별이 너무 어리기 때문에 중성자 별이 실제로 밝을 수 있다는 연구 결과를 발표했습니다."라고 Matsuura는 말했습니다. Dany Page는 멕시코 국립 자치 대학 (National Autonomous University of Mexico)의 천체 물리학 자로서 처음부터 SN 1987A를 공부하고 있습니다. 그는 "초신성이 일어 났을 때 박사 학위를 반쯤 밟았는데, 인생에서 가장 큰 사건 중 하나 였기 때문에이 수수께끼를 풀기 위해 경력 과정을 바꾸게되었습니다. 현대 성배. " 오늘 천체 물리학 저널 에 게재 된 Page와 그의 팀의 이론적 연구 는 중성자 별이 먼지 얼룩을 강화하고 있다는 ALMA 팀의 제안을 강력하게 뒷받침합니다. "초신성 폭발의 복잡한 복잡성과 중성자 별 내부에 존재하는 극한의 조건에도 불구하고, 따뜻한 먼지 덩어리의 감지는 몇 가지 예측을 확인하는 것"이라고 설명했다. 이 예측은 중성자 별의 위치와 온도였다. 초신성 컴퓨터 모델에 따르면, 폭발로 인해 초속 수백 킬로미터의 속도 (가장 빠른 로켓보다 수십 배 빠름)로 중성자 별이 태어날 때부터 발산되었습니다. Blob은 천문학 자들이 중성자 별이 오늘날이라고 생각하는 곳입니다. 그리고 섭씨 약 5 백만 도인 것으로 예상되는 중성자 별의 온도는 얼룩의 밝기를 설명하기에 충분한 에너지를 제공합니다.
Supernova 1987A의 복잡한 유물에 대한이 다채로운 다중 파장 이미지는 세 가지 관측소의 데이터로 생성됩니다. 붉은 색은 초신성 잔해 중앙에 먼지와 차가운 가스를 나타내며 ALMA를 사용하여 무선 파장에서 촬영했습니다. 초록색과 파란색 색조는 폭발 한 별의 확장 충격파가 초신성 주위의 물질 고리와 충돌하는 위치를 나타냅니다. 녹색은 NASA의 허블 우주 망원경으로 포착 된 가시 광선을 나타냅니다. 파란색은 가장 뜨거운 가스를 나타내며 NASA의 Chandra X-ray Observatory의 데이터를 기반으로합니다. 링은 원래 폭발로 인한 빛의 섬광에 의해 처음에는 빛을 발했다. 이후 몇 년 동안 폭발 충격파가 울려 퍼지면서 링 재료가 상당히 밝아졌습니다. 크레딧 : ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), P. 시간 (Cigan) 및 알. NRAO / AUI / NSF, B. 삭스 턴; NASA / ESA
펄서 또는 블랙홀이 아님
일반적인 기대와 달리 중성자 별은 펄서가 아닐 가능성이 높습니다. "펄서의 힘은 회전 속도와 자기장 강도에 달려 있으며, 둘 다 관측치와 일치하도록 매우 미세하게 조정 된 값을 가져야합니다." 중성자 별은 자연스럽게 데이터에 적합합니다. " 뉴욕의 스토니 브룩 대학 (Stony Brook University)의 제임스 라티 머 (James Lattimer)와 페이지의 연구팀 원은“중성자 별은 우리가 예상 한대로 정확하게 행동한다. Lattimer는 또한 SN 1987A에 이어 SN 1987A 이전에 관측치와 일치하는 초신성의 중성미자 신호에 대한 예측을 발표 한 바있다. "이 중성미자는 블랙홀이 형성되지 않았다고 제안했으며 블랙홀이 얼룩의 관측 된 밝기를 설명하는 것이 어려워 보인다. 모든 가능성을 비교하고 뜨거운 중성자 별이 가장 가능성있는 설명이라고 결론 지었다." 이 중성자 별은 25km 너비의 매우 뜨거운 물질로 매우 조밀 한 물질입니다. 재료의 작은 술은 뉴욕시의 모든 건물을 합친 것보다 더 무겁습니다. 그것은 33 살 밖에되지 않기 때문에, 가장 어린 중성자 별이 될 것입니다. 우리가 아는 두 번째로 가장 어린 중성자 별은 초신성 잔해 인 카시오페이아 A에 있으며 330 살입니다. 중성자 별 의 직접적인 그림 만이 그것이 존재한다는 확실한 증거를 제시 할 것이지만, 천문학 자들은 초신성 잔해의 먼지와 가스가 더 투명해질 때까지 수십 년을 기다려야 할 수도 있습니다.
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크레딧 : National Radio Astronomy Observatory 자세한 ALMA 이미지 많은 망원경이 SN 1987A의 이미지를 만들었지 만 ALMA와 같은 높은 정밀도로 그 핵심을 관찰 할 수 없었습니다. ALMA를 사용한 이전의 (3-D) 관측은 이미 초신성 잔해에서 발견되는 분자의 유형을 보여 주었으며 대량의 먼지가 생성되었음을 확인했습니다. 국립 망원경 천문대와 버지니아 대학의 레미인데 뷰토 (Remy Indebetouw)는“이 발견은 망원경과 데이터 처리에 대한 지속적인 개선 덕분에 초신성의 핵심을 더욱 상세하게 보여주는 ALMA 관측에 기반을두고있다”고 말했다. ALMA 이미징 팀의 일원입니다.
더 탐색 과학자들은 중성자 누락의 증거를 발견 추가 정보 : Dany Page et al, NS 1987A (SN 1987A, The Astrophysical Journal (2020)). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab93c2 저널 정보 : 천체 물리 저널 에서 제공하는 국립 라디오 천문학 전망대
https://phys.org/news/2020-07-alma-neutron-star-supernova-1987a.html
.Stunning space butterfly captured by telescope
망원경으로 캡처 한 멋진 우주 나비
에 의해 ESO 크레딧 : ESO JULY 30, 2020
대칭 구조, 아름다운 색상 및 복잡한 패턴으로 나비를 닮은 NGC 2899로 알려진이 놀라운 기포가 ESO의 VLT (Very Large Telescope)의이 새로운 그림에서 하늘을 떠다니며 펄럭입니다. 이 물체는 이전에 별처럼 반짝이는 행성 성운의 바깥 가장자리조차도 그렇게 놀라운 세부 묘사로 촬영 된 적이 없습니다. NGC 2899의 방대한 가스 뭉치는 중앙에서 최대 2 광년까지 연장되어 가스가 온도가 1 만도 이상 올라가면 은하수의 별 앞에서 밝게 빛납니다. 높은 온도는 성운의 부모 별에서 나오는 많은 양의 복사로 인해 성운의 수소 가스가 산소 가스 주위의 붉은 색 후광에서 파란색으로 빛나게합니다. 벨라의 남쪽 별자리 (The Sails)에서 3000 광에서 6500 광년 떨어진 곳에 위치한이 물체는 두 개의 중심 별 을 가지고 있으며, 그것은 거의 대칭적인 모양을한다고 여겨진다. 한 별의 수명이 다하여 외부 층을 버리면 다른 별은 이제 가스 흐름을 방해하여 여기에 보이는 두 개의 엽 모양을 형성합니다. 행성상 성운의 약 10-20 %만이이 유형의 양극 모양을 나타냅니다. 천문학 자들은 칠레에서 ESO의 VLT를 구성하는 4 개의 8.2 미터 망원경 중 하나 인 UT1 (Antu)에 설치된 FORS 기기를 사용하여 매우 상세한 NGC 2899 이미지를 캡처 할 수있었습니다. FOcal Reducer 및 저 분산 분광기의 약자 인이 고해상도 기기는 ESO의 VLT에 최초로 설치되었으며 ESO의 수많은 아름다운 이미지와 발견 뒤에 있습니다. FORS는 중력파 원으로부터의 빛을 관찰하는 데 기여했으며, 최초로 알려진 항성 소행성을 연구했으며 복잡한 행성 성 성운의 형성에 관한 물리학을 심도있게 연구하는 데 사용되었습니다. 이 이미지는 교육 및 공공 봉사 활동을 위해 ESO 망원경을 사용하여 흥미롭고 흥미 롭거나 시각적으로 매력적인 물체의 이미지를 생성하기위한 봉사 활동 이니셔티브 인 ESO Cosmic Gems 프로그램 하에서 만들어졌습니다. 이 프로그램은 과학 관측에 사용할 수없는 망원경 시간을 사용합니다. 수집 된 모든 데이터는 과학적 목적에 적합 할 수 있으며 ESO의 과학 아카이브를 통해 천문학 자에게 제공됩니다.
더 탐색 제미니 남쪽 망원경이 절묘한 행성상 성운을 포착하다 ESO 제공
https://phys.org/news/2020-07-stunning-space-butterfly-captured-telescope.html
.New understanding of CRISPR-Cas9 tool could improve gene editing
CRISPR-Cas9 도구에 대한 새로운 이해는 유전자 편집을 향상시킬 수 있습니다
에 의해 버클리 - 캘리포니아 대학 RNA 가이드 (보라색)에 상보적인 DNA 표적 (청색 및 청색 나선)에 결합하는 Cas9 단백질 (백색 및 회색)과 데 아미나 제 단백질 (적색 및 분홍색)로 구성된 기본 편집기의 3D 구조, 하나의 뉴클레오티드를 다른 뉴클레오티드로 전환합니다. 크레딧 : Gavin Knott와 Audrone Lapinaite의 UC Berkeley 이미지 JULY 30, 2020
불과 8 년 만에 CRISPR-Cas9는 기본 연구 및 유전자 치료 모두를위한 게놈 편집자가되었습니다. 그러나 CRISPR-Cas9는 유전병의 원인이되는 유전자 돌연변이를 수정하는 데 도움이되는 다른 강력한 DNA 조작 도구를 만들어 냈다. 버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들은 이제 가장 유망한 도구 중 하나 인 DNA에 결합하고 절단하는 대신 하나의 뉴클레오티드를 다른 뉴클레오티드로 정확하게 대체하는 기본 편집기 인 첫 3 차원 구조를 얻었다 . 4 년 전에 처음 생성 된 기본 편집기는 이미 인간 게놈에서 단일 뉴클레오티드 돌연변이를 수정하려는 시도에 사용되고 있습니다. 현재 이용 가능한 기본 편집자들은 단지 하나의 뉴클레오티드에서의 돌연변이로 인해 알려진 모든 유전 질환의 약 60 % (잠재적으로 15,000 개 이상의 유전 적 장애)를 해결할 수 있습니다. Science 저널 7 월 31 일자에보고 된 상세한 3-D 구조 는 환자에게 사용하기 위해 기본 편집을보다 다양하고 제어 할 수 있도록 조정하기위한 로드맵을 제공합니다. UC Berkeley 박사 후 연구원 인 Gavin Knott는“우리는 처음으로 기본 편집인의 행동을 관찰 할 수 있었다”고 말했다. "지금 우리는 그것이 작동 할 때와 작동하지 않을 때를 이해할 수있을뿐만 아니라, 더 나은 임상 적으로 더 적합한 차세대 기본 편집기를 설계 할 수 있습니다." 기본 편집기는 부분적으로 비활성화 된 Cas9를 사용하는 Cas9 융합 단백질의 일종입니다. 스니핑 가위는 비활성화되어 단 하나의 DNA 가닥 만 절단합니다. DNA의. 새로운 연구는 Cas9 융합 단백질의 첫 번째 구조를보고하기 때문에 무수한 다른 Cas9 기반 유전자 편집 도구의 발명을 안내하는 데 도움이 될 수 있습니다. 전 UC 버클리 인 오드리 네 라피 나이트 (Audrone Lapinaite)는“ 기본 편집기 는 처음으로 기본 편집기 가 두 개의 독립적 인 모듈로 작동한다는 것을 알고있다. 현재 템피에있는 애리조나 주립 대학 조교수 인 박사후 연구원 "우리가 목표에 묶인이 기본 편집기의 구조는 실제로 Cas9 융합 단백질에 대해 생각할 수있는 방법을 제공합니다. 일반적으로 Cas9의 어느 영역이 다른 단백질을 융합시키는 데 더 유리한지를 알려줍니다. 최근 호주 모나 쉬 대학교 (Monash University)에서 연구원으로 근무한 Lapinaite와 Knott는이 논문의 공동 저자입니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2020/5f22a7024b2e6.mp4
DNA 편집 작업에서 기본 편집기 (ABE8e)의 Cryo-EM 구조. 크레딧 : Gavin J. Knott (PDB ID : 6VPC)
한 번에 하나의베이스 편집
2012 년에 연구원들은 먼저 박테리아 효소 인 Cas9를 리엔지니어링하여 박테리아에서 인간까지 모든 유형의 세포에서 유전자 편집 도구로 바꾸는 방법을 보여주었습니다. UC 버클리의 생화학 자 제니퍼 Doudna와 프랑스 동료 인 Emmanuelle Charpentier의 발명가 인 CRISPR-Cas9는 생물학적 연구를 변형시키고 유전자 치료 를 수십 년 만에 클리닉에 도입했습니다. 과학자들은 신속하게 Cas9를 선택하여 많은 다른 도구를 생산했습니다. 기본적으로 단백질과 RNA의 매쉬업 인 Cas9는 DNA의 특정 스트레치를 정확하게 목표로하고 가위처럼 정확하게 자릅니다. 그러나 가위 기능이 손상되어 Cas9가 절단없이 DNA를 표적으로하고 결합 할 수 있습니다. 이러한 방식으로, Cas9는 상이한 효소를 표적화 된 DNA 영역으로 페리 화시켜 효소가 유전자를 조작 할 수있게한다. 2016 년 하버드 대학교의 David Liu는 Cas9를 다른 박테리아 단백질과 결합하여 하나의 뉴클레오티드를 다른 뉴클레오티드로 수술 적으로 정확하게 대체 할 수있게하였습니다 : 첫 번째 기본 편집기. 초기 아데닌 기본 편집기는 느리지 만 ABE8e라는 최신 버전은 눈에 띄게 빠릅니다. 15 분 안에 기본 편집의 거의 100 %를 완료합니다. 그러나 ABE8e는 테스트 튜브에서 의도하지 않은 DNA 조각을 편집하는 경향이있어 잠재적으로 표적 외 효과를 유발할 수 있습니다. 새로 공개 된 구조는 cryo-electron microscopy (cryoEM)라고하는 고출력 이미징 기술로 얻어졌습니다. 활동 분석 결과 ABE8e가 표적을 벗어난 편집을 생성하는 경향이있는 이유가 밝혀졌습니다. Cas9에 융합 된 deaminase 단백질은 항상 활성입니다. Cas9가 핵 주위를 도약함에 따라, 의도 한 표적을 찾기 전에 수백 또는 수천 개의 DNA 세그먼트를 묶고 방출합니다. 느슨한 대포처럼 부착 된 deaminase는 완벽한 일치를 기다리지 않으며 Cas9가 최종 목표에 도달하기 전에 기지를 편집합니다. 이펙터 도메인과 Cas9가 어떻게 연결되는지 알면 Cas9가 목표를 찾은 경우에만 효소를 활성화시키는 재 설계로 이어질 수 있습니다. "정말로 특이적인 융합 단백질을 설계하려면 촉매 도메인을 Cas9의 일부로 만드는 방법을 찾아야합니다. 따라서 Cas9가 올바른 대상에있을 때 감지 한 다음 활성화되는 대신 감지 할 수 있습니다. Lapinaite는 이렇게 말했다. ABE8e의 구조는 또한 초기 버전의 기본 편집기 인 ABE7.10보다 빠르게 작동하는 데 아미나 제 단백질의 두 가지 특정 변화를 정확하게 지적합니다. 이 두 점 돌연변이는 단백질 이 DNA를 더 단단히 잡고 A를 G로보다 효율적으로 대체 할 수있게합니다 . "구조 생물학자인 저는 분자를보고 합리적으로 개선하는 방법에 대해 생각하고 싶습니다.이 구조와 수반되는 생화학은 우리에게 그 힘을줍니다."라고 Knott는 덧붙였습니다. "우리는 이제이 시스템이 세포에서 어떻게 행동 할 것인지에 대한 합리적인 예측을 할 수 있습니다. 왜냐하면 우리는 그것을보고 더 나은 방법을 예측할 수있는 방법을 예측할 수 있기 때문입니다."
더 탐색 적은 표적을 명중시켜보다 안전한 CRISPR 유전자 편집 추가 정보 : A. Lapinaite el al., "CRISPR-Cas9- 안내 아데닌베이스 에디터에 의한 DNA 캡처", Science (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.abb1390 저널 정보 : 과학 에 의해 제공 버클리 - 캘리포니아 대학
https://phys.org/news/2020-07-crispr-cas9-tool-gene.html
.음, 꼬리가 보인다
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
Park Soo-jin is a meteorologist. She is Lee Hyun Kyu's friend of the same age.
.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
참고.
https://scitechdaily.com/harvard-scientist-connects-the-dots-in-fin-to-limb-evolution/
https://phys.org/news/2019-09-black-hole-center-galaxy-hungrier.html
https://phys.org/news/2019-09-programmable-swarmbots-flexible-biological-tools.html
https://phys.org/news/2019-10-hard-ceramic-tough-steel-newly.html
http://www.sci-news.com/astronomy/earth-sized-exoplanet-habitable-zone-red-dwarf-toi-700d-07991.html
또 다른 모델은 TOI-700d를 구름이없는 전 지구의 현대 지구 버전으로 묘사합니다. 별빛이 행성의 대기를 통과 할 때 이산화탄소와 질소와 같은 분자와 상호 작용하여 스펙트럼 선 (spectral line)이라고하는 독특한 신호를 생성합니다.”또한 과학자들은 TOI-700d의 20 가지 모델 게시되었습니다 .
버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.First Optical Measurements of Milky Way’s Mysterious Fermi Bubbles
.Stay or leave? A tale of two virus strategies revealed by math
머물거나 떠나? 수학에 의해 밝혀진 두 가지 바이러스 전략 이야기
큐슈 대학 실험실에서 C 형 간염 2 종으로 감염된 세포에 대해 측정 된 실험 데이터를 맞추기 위해 모델을 사용하여 연구자들은 체류 또는 휴가 전략을 채택하기 위해 바이러스의 선호도를 정량화했습니다. 체류 전략은 복제를 가속화하기 위해 세포에 유전자 코드의 사본을 유지하는 것을 강조하는 반면, 휴가 전략은 더 많은 세포를 감염시키기 위해 유전자 코드를 포장하고 발송하는 데 중점을 둡니다. 크레딧 : Kyushu University JULY 30, 2020
작고 비교적 단순하지만 바이러스조차도 전략이 있습니다. 이제 일본의 연구자들은 생물학과 수학의 조합을 통해이 두 가지 전략을 평가할 수 있으며, 더 나은 치료법을 개발하는 데 사용될 수있는 바이러스에 대한 통찰력을위한 새로운 도구를 제공합니다. 스스로 복제 할 수없는 바이러스는 살아있는 유기체의 세포를 감염시키고 세포를 복제하여 복제합니다. 세포에서 만들어진 바이러스 의 유전 적 구조 의 사본에는 두 가지 주요 옵션이 있습니다 . 더 많은 사본을 만들거나 새로운 바이러스로 포장하기 위해 템플릿으로 세포에 머무르고 다른 세포를 감염 시키려고합니다. 각 옵션에는 트레이드 오프 (trade-off)가 함께 제공되므로 각 바이러스에 얼마나 많은 무게를 두어야하는지에 대한 개별 바이러스의 전략은 감염의 진행과 그로 인한 건강 문제에 직접적인 영향을 미쳐야합니다. 규슈 대학 이학부 부교수이자 인간 생물 과학 연구원 부교수 인 신와 이와 미는“이러한 전략은 유효하지만 전략 자체의 존재는 어렵다는 것을 보여줄 것으로 예상되지만” 교토 대학 (WPI-ASHBi) 그러나 PLOS Biology 저널에보고 된 바와 같이 , 큐슈 대학 쇼와 이와 나미와 이와이, 국립 감염증 연구소의와 이치 코시 치가 이끄는 공동 연구 는 두 개의 C 형 간염 바이러스 균주의 행동을 수학적으로 모델링하기 위해 전략. 연구 된 바이러스 균주 중 하나가 심각하고 갑작스런 증상을 유발하는 반면, 다른 하나는 바이러스 생산을 증가시키기 위해 실험실에서 개발 된 유전자 변형 버전입니다. 이는 치료 및 백신의 개발을 위해 바이러스를 생성하는 데 중요합니다. 와 타시 그룹은 모델링을위한 실험 기반으로서 실험실에서 성장하고 감염된 세포에 대해 감염된 세포의 수와 세포 내부 및 외부의 바이러스 유전자 코드의 양과 같은 각 바이러스의 특성에 대한 특성을 측정했습니다. 이와 미와 그의 연구팀 은 실험 데이터를 설명하기 위해 바이러스 유전자 정보의 복제 및 방출 속도와 같은 주요 프로세스를 고려하기위한 매개 변수를 가진 수학적 모델 을 개발했다 . 실험적으로 관찰 된 결과를 합리적으로 재현하는 모델 매개 변수의 범위를 찾아서 두 변형 간의 행동 차이를 정량화 할 수 있습니다. 특히 연구팀은 새로운 바이러스를 만들기 위해 실험실에서 개발 한 균주에 의해 패키징 된 복제 된 유전자 코드의 비율이 다른 균주에 비해 3 배인 것으로 추산했다. "숙박 전략은 초기에 유전자 코드의 사본을 더 빨리 생산하는 반면, 퇴직 전략은 새로 감염된 세포를 강조 합니다"라고 이와 미는 설명합니다. "다른 수학적 모델이 존재하지만, 우리는 이러한 반대되는 진화 전략을 가장 먼저 평가합니다." 현재 모델 은 일부 프로세스가 일정하고 세부적인 생물학적 프로세스 중 일부를 제외한다고 가정하는 등 일부 제한이 있지만 현재로서는 두 가지 바이러스 전략에 대한 전반적인 통찰력을 얻는 비교적 간단한 방법을 제공합니다. 이와 미 씨는“이러한 전략은 다른 만성 바이러스 감염에서 일반적 일 수 있으며, 이러한 전략을 이해하면 개별 바이러스 전략에 대응하는 효과적인 치료 방법을 개발하는 데 도움이 될 수있다”고 말했다. 더 탐색 연구원들은 Zika 바이러스가 어떻게 숙주 세포를 리모델링하여 바이러스 생산을 촉진시키는 지 발견합니다
추가 정보 : "바이러스 게놈이 숙주 세포에 머무를 것인가 아니면 떠나야 하는가? C 형 간염 바이러스가 이러한 딜레마를 다루는 방법에 대한 정량적 역학 연구" PLOS Biology (2020). DOI : 10.1371 / journal.pbio.3000562 저널 정보 : PLoS Biology 큐슈 대학 제공
https://phys.org/news/2020-07-tale-virus-strategies-revealed-math.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
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