.Astronomers Combine the Power of 64 Telescopes To Observe the Structure of the Universe
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.Astronomers Combine the Power of 64 Telescopes To Observe the Structure of the Universe
천문학자들은 우주의 구조를 관찰하기 위해 64개의 망원경의 힘을 결합합니다
주제:천문학맨체스터 대학교 맨체스터 대학교 2022년 6월 25 일 미어캣 망원경 남아프리카 공화국의 MeerKAT 망원경. 출처: 남아프리카 전파천문대(SARAO) SPACE JUNE 25, 2022
천문학자들로 구성된 국제 팀은 우주 규모에 걸쳐 중성 수소 가스의 희미한 신호를 감지하기 위해 처음으로 64개의 전파 망원경 접시의 힘을 결합했습니다. 이 업적은 세계 최대 전파 관측소인 SKA 천문대(SKAO)의 전신인 남아프리카에 기반을 둔 MeerKAT 망원경을 사용하여 달성되었으며, 이 망원경은 전례 없는 세부 사항으로 우주를 탐사할 것입니다. SKAO의 주요 목표는 우주의 가속 팽창을 이끄는 메커니즘과 함께 우주의 진화와 내용을 이해하는 것입니다.
이를 달성하는 한 가지 방법은 우주의 구조를 가장 큰 규모로 관찰하는 것입니다. 이러한 규모에서 전체 은하를 단일 점으로 간주할 수 있으며 그 분포를 분석하면 중력의 본질과 암흑 물질 및 암흑 에너지 와 같은 신비한 현상에 대한 단서를 찾을 수 있습니다. 전파 망원경은 우주에서 가장 풍부한 원소인 중성 수소에 의해 생성된 21cm 파장의 방사선을 감지할 수 있기 때문에 이를 위한 환상적인 도구입니다.
수백만 광년에 걸친 수소의 3D 지도를 분석함으로써 우리는 우주에 있는 물질의 전체 분포를 조사합니다. Cheshire의 Jodrell Bank에 본사가 있는 SKAO는 현재 건설 중입니다. 그러나 이미 64개 배열의 MeerKAT와 같은 패스파인더 망원경이 설계를 안내하고 있습니다. Karoo Desert에 기반을 두고 SARAO(South African Radio Astronomy Observatory)에서 운영하는 MeerKAT은 결국 전체 SKAO의 일부가 될 것입니다. MeerKAT과 SKAO는 주로 간섭계로 작동하며, 접시 배열은 고해상도로 멀리 있는 물체를 이미징할 수 있는 하나의 거대한 망원경으로 결합됩니다.
"그러나 간섭계는 우주를 연구하는 우주론자들에게 가장 흥미로운 가장 큰 규모에는 충분히 민감하지 않을 것입니다." 새로운 연구 논문의 공동 저자인 Steven Cunnington이 설명했습니다. "따라서 우리는 대신 이 어레이를 64개의 개별 망원경 모음으로 사용하여 우주론에 필요한 거대한 양의 하늘을 매핑할 수 있습니다." “수년 동안 저는 SKAO의 미래 능력을 예측하기 위해 노력했습니다. 이제 우리가 필요로 하는 도구를 개발하고 실제 데이터로 성공을 입증하는 단계에 도달하는 것은 매우 흥미진진합니다. 이것은 우주에 대한 우리의 이해를 발전시키는 결과의 지속적인 쇼케이스가 되기를 희망하는 것의 시작일 뿐입니다.” - 스티븐 커닝턴 단일 접시 작동 모드는 University of the Western Cape의 팀이 주도했으며 이미 MeerKAT로 여러 관찰을 수행했습니다.
이 야심찬 프로젝트에는 4개 대륙에 걸쳐 있는 다른 많은 기관이 포함됩니다. 출판을 위해 제출된 새로운 연구에서 맨체스터에 기반을 둔 천문학자 Steven Cunnington, Laura Wolz 및 Keith Grainge를 포함하는 팀은 이 단일 접시 기술을 사용한 최초의 우주론적 탐지를 제시합니다. 새로운 탐지는 광학 Anglo-Australian Telescope에 의해 결정된 MeerKAT의 지도와 은하 위치 사이의 공유 클러스터링 패턴입니다. 이 은하는 우주의 전반적인 물질을 추적하는 것으로 알려져 있기 때문에 전파지도와 은하 사이의 강력한 통계적 상관 관계는 MeerKAT 망원경이 대규모 우주 구조를 감지하고 있음을 보여줍니다.
개별 망원경으로 작동하는 다중 접시 어레이를 사용하여 이러한 탐지가 이루어진 것은 이번이 처음입니다. 전체 SKAO는 이 기술에 의존할 것이며, 따라서 이는 SKAO와 함께 우주론 과학 사례 로드맵에서 중요한 이정표가 됩니다. "이 탐지는 소량의 파일럿 설문조사 데이터로 이루어졌습니다."라고 Steven Cunnington은 밝혔습니다. “MeerKAT가 계속해서 더 많은 관찰을 함에 따라 어떤 결과가 나올지 상상하는 것은 고무적입니다.
“수년 동안 저는 SKAO의 미래 능력을 예측하기 위해 노력했습니다. 이제 우리가 필요로 하는 도구를 개발하고 실제 데이터로 성공을 입증하는 단계에 도달하는 것은 매우 흥미진진합니다. 이것은 우주에 대한 우리의 이해를 발전시키는 결과의 지속적인 쇼케이스가 되기를 희망하는 것의 시작일 뿐입니다.”
참조: Steven Cunnington, Yichao Li, Mario G. Santos, Jingying Wang, Isabella P. Carucci, Melis O. Irfan, Alkistis Poortsidou, Marta Spinelli의 "MeerKAT를 사용한 HI 강도 매핑: WiggleZ 은하와의 교차 상관에서 전력 스펙트럼 감지" , Laura Wolz, Paula S. Soares, Chris Blake, Philip Bull, Brandon Engelbrecht, José Fonseca, Keith Grainge 및 Yin-Zhe Ma, 2022년 6월 3일, 천체 물리학 > 우주론 및 비은하 천체 물리학 . arXiv:2206.01579
.Giant Bacteria – 5,000 Times Bigger Than Normal – Discovered in Guadeloupe Mangroves
거대 박테리아 – 정상보다 5,000배 더 큰 – 과들루프 맹그로브 숲에서 발견
주제:박테리아암사슴유전학로렌스 버클리 국립 연구소미생물학인기 있는 로렌스 버클리 국립 연구소 작성 2022년 6월 23 일 카. 티오마르가리타 마그니피카, 10센트 Ca의 예술적 렌더링. 한 푼과 티오마르가리타 magpica입니다. 출처: Pierre Yves Pascal의 맹그로브 사진; 삽화: Susan Brand/Berkeley Lab
새로 발견된 박테리아는 육안으로 볼 수 있지만 현미경으로 보면 예상치 못한 복잡성이 드러납니다. 언뜻보기에 튜브의 약간 탁한 물은 빗물 한 국자처럼 보이며 잎, 파편 및 더 가벼운 실로 가득합니다. 그러나 페트리 접시에서 잎 파편 위에 섬세하게 떠 있는 가느다란 베르미첼리 같은 실은 실제로 육안으로 볼 수 있는 단일 박테리아 세포임이 밝혀졌습니다.
Ca. Thiomargarita Magnifica의 단일 필라멘트 Ca의 단일 필라멘트. 티오마르가리타 마그니카. 이 이미지는 과들루프의 맹그로브 숲에서 발견된 거대한 단세포 박테리아에 대한 2022년 6월 사이언스(Science) 논문과 관련이 있습니다. 크레딧: Jean-Marie Volland
박테리아는 일반적으로 현미경의 도움 없이는 볼 수 없기 때문에 특이한 크기는 매우 주목할 만합니다. “대부분의 박테리아보다 5,000배 더 큽니다. 상황에 따라 인간이 에베레스트 산만큼 높은 다른 인간을 만나는 것과 같을 것입니다. 캘리포니아 멘로 파크의 로렌스 버클리 국립 연구소(Berkeley Lab) 및 복합 시스템 연구 연구소(LRC)에 위치한 DOE Office of Science 사용자 시설. Science 저널 2022년 6월 24일자 ,JGI와 버클리 연구소(LRC), 과들루프의 안틸레스 대학(Université des Antilles)의 연구원들을 포함한 Volland와 동료들은 이 거대한 사상세균의 형태학적 및 게놈적 특징과 수명 주기를 설명했습니다. 대부분의 박테리아의 경우 DNA 는 세포의 세포질 내에서 자유롭게 떠다닙니다. 이 새로 발견된 박테리아 종은 DNA를 보다 조직적으로 유지합니다. 볼랜드는 “이 프로젝트의 가장 큰 놀라움은 전체 세포에 퍼져 있는 이러한 게놈 사본이 실제로는 막을 가진 구조 내에 포함되어 있다는 사실을 깨닫는 것”이라고 말했습니다. "그리고 이것은 박테리아로서는 매우 예상치 못한 일입니다." 맹그로브 숲에서의 기이한 만남 박테리아 자체는 2009년 과들루프에 있는 안틸레스 대학의 해양 생물학 교수인 올리비에 그로에 의해 발견되었습니다. 그로의 연구는 해양 맹그로브 시스템에 초점을 맞추고 있으며 멀지 않은 유황이 풍부한 맹그로브 퇴적물에서 황 산화 공생체를 찾고 있었습니다. 그가 박테리아를 처음 만났을 때 그의 연구실에서. “그들을 보고 '이상하다'는 생각이 들었다. "처음에는 잎사귀처럼 퇴적물에 있는 무언가에 붙어 있어야 하는 흰색 필라멘트 몇 가지가 그저 이상한 것이라고 생각했습니다." 실험실은 향후 몇 년 동안 몇 가지 현미경 연구를 수행했으며 그것이 황 산화 원핵생물이라는 것을 깨달았습니다. Jean-Marie Volland는 프랑스 카리브해의 거대 박테리아를 특성화하는 과학 논문과 관련된 두 가지 메시지를 설명합니다.
이 작업에는 JGI, Berkeley Lab, LRC Systems 및 Université des Antilles의 연구원이 참여했습니다. 안틸레스 대학의 분자생물학 부교수이자 이 연구의 공동 제1저자인 실비나 곤잘레스-리조(Silvina Gonzalez-Rizzo)는 원핵생물을 식별하고 분류하기 위해 16S rRNA 유전자 시퀀싱을 수행했습니다. “나는 그들이 진핵생물인 줄 알았다. 너무 커서 필라멘트가 많아 박테리아라고 생각하지 않았다”고 첫인상을 회상했다. “우리는 그것이 하나의 세포처럼 보였기 때문에 그것들이 독특하다는 것을 깨달았습니다. 그들이 '거시적' 미생물이라는 사실이 매력적이었습니다!” "그녀는 그것이 Thiomargarita 속에 속하는 박테리아라는 것을 이해했습니다 ."라고 Gros는 말했습니다. "그녀는 그것을 Ca 라고 불렀습니다.
티오마르가리타 마그니카.” "Magnifica 는 라틴어로 magnus 가 크다는 뜻이기 때문에 프랑스어 magnique 처럼 화려하다고 생각합니다 ."라고 Gonzalez-Rizzo가 설명했습니다. "이러한 종류의 발견은 이전에 연구된 적이 없는 세균 형태에 대한 새로운 질문을 엽니다." 거대 박테리아의 특징 Volland는 박사후 연구원으로 Gros 연구실에 돌아왔을 때 거대한 Thiomargarita 박테리아와 관련되었습니다. 그가 JGI에서 일하는 것을 보게 될 LRC의 발견 기반 위치에 지원했을 때 Gros는 그가 프로젝트에 대한 연구를 계속할 수 있도록 허용했습니다. JGI에서 Volland는 Ca 를 공부하기 시작했습니다.Tanja Woyke의 Single Cells Group에 있는 T. magnifica는 이 황산화 탄소 고정 박테리아가 맹그로브 숲에서 무엇을 하는지 더 잘 이해했습니다. “맹그로브 숲과 그 미생물군집은 탄소 순환을 위한 중요한 생태계입니다. 전 세계적으로 그들이 차지하는 공간을 보면 전 세계 해안 지역의 1% 미만입니다. 그러나 탄소 저장을 살펴보면 연안 퇴적물에 저장된 탄소의 10-15%가 탄소 저장에 기여한다는 것을 알게 될 것입니다.”라고 JGI의 미생물 프로그램 책임자이자 이 기사의 수석 저자 중 한 명인 Woyke가 말했습니다. 팀은 또한 다른 미생물과의 잠재적인 상호작용에 비추어 이 큰 박테리아를 연구해야 했습니다. “우리는 이 프로젝트를 JGI의 유기체 간 상호작용의 전략적 추진하에 시작했습니다. 큰 유황 박테리아가 공생체의 핫스팟으로 밝혀졌기 때문입니다. "라고 Woyke는 말했습니다. “그러나 이 프로젝트는 우리를 매우 다른 방향으로 이끌었습니다.”라고 그녀는 덧붙였습니다.
과들루프의 맹그로브 숲 속 샘플링 사이트 Thiomargarita 박테리아 샘플은 과들루프의 맹그로브 숲에서 수집되었습니다. 이 이미지는 과들루프의 맹그로브 숲에서 발견된 거대한 단세포 박테리아에 대한 2022년 6월 사이언스(Science) 논문과 관련이 있습니다. 크레딧: Olivier Gros
Volland는 이 거대한 세포를 상대적으로 높은 배율로 3차원으로 시각화하는 도전에 착수했습니다. 예를 들어 하드 엑스레이 단층 촬영과 같은 다양한 현미경 기술을 사용하여 그는 최대 9.66mm 길이의 전체 필라멘트를 시각화했으며 다른 대형 유황 박테리아에서 흔히 볼 수 있는 다세포 필라멘트가 아니라 실제로 거대한 단일 세포임을 확인했습니다. 그는 또한 공초점 레이저 주사현미경과 투과전자현미경(TEM)과 같은 Berkeley Lab에서 이용 가능한 이미징 시설을 사용하여 필라멘트와 세포막을 더 자세히 시각화할 수 있었습니다. 이러한 기술을 통해 그는 DNA 클러스터를 포함하는 막으로 묶인 새로운 구획을 관찰할 수 있었습니다. 그는 과일의 작은 씨앗을 따서 이 세포기관을 "피핀"이라고 불렀습니다. DNA 클러스터는 단일 세포에 풍부했습니다. 팀은 세포의 게놈 복잡성에 대해 배웠습니다. Volland가 언급했듯이 "박테리아는 대부분의 박테리아보다 3배 더 많은 유전자와 전체 세포에 퍼져 있는 수십만 개의 게놈 사본(배수체)을 포함합니다." JGI 팀은 분자 수준에서 5개의 박테리아 세포를 분석하기 위해 단일 세포 유전체학을 사용했습니다. 그들은 게놈을 증폭, 시퀀싱 및 조립했습니다. 이와 동시에 Gros의 연구실은 BONCAT으로 알려진 라벨링 기술을 사용하여 단백질 생성 활동과 관련된 영역을 식별하여 전체 박테리아 세포가 활성임을 확인했습니다.
과들루프의 티오마르가리타 샘플링 장소 과들루프의 맹그로브 숲 사이에 있는 샘플링 사이트의 보기. 이 이미지는 과들루프의 맹그로브 숲에서 발견된 거대한 단세포 박테리아에 대한 2022년 6월 사이언스(Science) 논문과 관련이 있습니다. 크레딧: Hugo Bret
"이 프로젝트는 가장 단순한 유기체에서 복잡성이 어떻게 진화했는지를 보여주는 좋은 기회였습니다."라고 LRC의 창립자이자 CEO이자 이 기사의 수석 저자 중 한 명인 Shailesh Date가 말했습니다. “우리가 주장한 것 중 하나는 생물학적 복잡성을 현재 수행되고 있는 것보다 훨씬 더 자세히 살펴보고 연구할 필요가 있다는 것입니다. 따라서 우리가 매우 단순하다고 생각하는 유기체에 약간의 놀라움이 있을 수 있습니다.” LRC는 John Templeton 재단과 Gordon and Betty Moore 재단의 보조금을 통해 Volland에 자금을 제공했습니다. Gordon and Betty Moore Foundation의 Sara Bender는 “이 획기적인 발견은 자연 세계에 대한 우리의 이해를 발전시키기 위해 기본적이고 창의적인 연구 프로젝트를 지원하는 것의 중요성을 강조합니다. “우리는 Ca 의 특성화 방법을 배우기를 기대합니다 . Thiomargarita magnifica는 세균 세포를 구성하는 현재의 패러다임에 도전하고 미생물 연구를 발전시킵니다.” 하나의 거대 박테리아, 여러 연구 질문 팀의 경우 Ca 를 특성화합니다 . Thiomargarita magnifica는 여러 가지 새로운 연구 질문에 대한 길을 열었습니다. 그 중 맹그로브 생태계에서 박테리아의 역할이 있습니다. "우리는 그것이 카리브해의 맹그로브 생태계의 퇴적물 위에서 성장하고 번성하고 있다는 것을 알고 있습니다."라고 Volland가 말했습니다. "대사 면에서는 식물의 광합성과 유사한 과정인 화학합성을 합니다." 또 다른 뛰어난 질문은 pepins라는 새로운 세포소기관이 Thiomargarita magnifica 극단적인 크기의 진화에 역할을 했는지 여부와 pepins가 다른 박테리아 종에 존재하는지 여부입니다. 페핀의 정확한 형성과 이러한 구조 내부와 외부의 분자 과정이 어떻게 발생하고 조절되는지에 대해서도 연구해야 합니다.
자이언트 티오마르가리타 박테리아 작성자 왼쪽에서 오른쪽으로: Tanja Woyke, Jean-Marie Volland, Olivier Gros, Silvina Gonzalez-Rizzo 및 Shailesh Date. Volland, Gros 및 Gonzalez-Rizzo는 과들루프의 맹그로브 숲에서 발견되는 거대한 단세포 박테리아에 대한 2022년 6월 Science 논문의 공동 제1저자입니다. Woyke와 Date는 "대사적으로 활성화된 막 결합 소기관에 DNA가 포함된 센티미터 길이의 박테리아" 논문의 수석 저자 중 한 명입니다. 크레딧: 배경 이미지: Hugo Bret; Susan Brand/Berkeley Lab의 합성물
Gonzalez-Rizzo와 Woyke는 둘 다 해답을 얻기 위한 방법으로 실험실에서 박테리아를 성공적으로 배양하는 것을 보고 있습니다. Woyke는 "이러한 박테리아를 실험실 환경에서 유지할 수 있다면 현재로서는 불가능한 기술을 사용할 수 있습니다."라고 말했습니다. Gros는 다른 큰 박테리아를 보고 싶어합니다. “TEM 사진 몇 장을 찾아보고 피핀처럼 보이는 것을 볼 수 있습니다. 그래서 사람들이 그것을 보았지만 그것이 무엇인지 이해하지 못했을 수도 있습니다. 피핀이 이미 모든 곳에 존재하는지 확인하는 것은 매우 흥미로울 것입니다.”
참조: Jean-Marie Volland, Silvina Gonzalez-Rizzo, Olivier Gros, Tomáš Tyml, Natalia Ivanova, Frederik Schulz, Danielle Goudeau, Nathalie H. Elisabeth의 "대사적으로 활성화된 막 결합 세포소기관에 DNA가 포함된 센티미터 길이의 박테리아" , Nandita Nath, Daniel Udwary, Rex R. Malmstrom, Chantal Guidi-Rontani, Susanne Bolte-Kluge, Karen M. Davies, Maitena R. Jean, Jean-Louis Mansot, Nigel J. Mouncey, Esther R. Angert, Tanja Woyke 및 Shailesh V. 날짜, 2022년 6월 23일, 과학 . DOI: 10.1126/science.abb3634
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메모 2206260527 나의사고실험 oms 스토리텔링
연구진이 해양 맹그로브 숲에서 발견된 거대한 박테리아는 멀지 않은 유황이 풍부한 맹그로브 퇴적물에서 황 산화 공생체를 찾던 중 처음 만났을 때 그들을 보고 '이상하다'는 생각이 들었다. "처음에는 잎사귀처럼 퇴적물에 있는 무언가에 붙어 있어야 하는 흰색 필라멘트 몇 가지가 그저 이상한 것이라고 생각했다. 하지만 거대 박테리아??
외계에도 황산화 주변환경에서 작은 식물이라 있다면 거대 사상세균을 만날듯하다. 생존환경에 따라 미생물이 거대화되어 지능적인 존재로 샘플a.oms 처럼 우주를 직감적으로 바라볼 수 있을거여. 허허.
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sample c.oss
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The unusual size is very remarkable, as bacteria cannot normally be seen without the aid of a microscope. “It is 5,000 times larger than most bacteria. Depending on the circumstances, it would be like a human meeting another human as high as Mount Everest. DOE Office of Science user facility located at Lawrence Berkeley Lab and Complex Systems Research Laboratory (LRC) in Menlo Park, CA. Journal of Science, June 24, 2022, Volland and colleagues, including researchers from JGI, the Berkeley Laboratory (LRC), and the University of Antilles in Guadeloupe, describe the morphological and genomic features and life cycle of this giant filamentous bacterium. I did. In most bacteria, DNA floats freely within the cytoplasm of the cell. This newly discovered bacterial species keeps its DNA more organized.
"This project was a great opportunity to show how complexity evolved from the simplest organism," said Shailesh Date, LRC's founder and CEO and one of the lead authors of this article. “One of our arguments is that biological complexity needs to be looked at and studied in much greater detail than is currently being done. So there may be some surprises in organisms that we consider very simple.”
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Memo 2206260527 My Thought Experiment oms Storytelling
When the researchers first met the giant bacteria found in marine mangrove forests while looking for sulfur-oxidizing symbionts in not far away sulfur-rich mangrove deposits, they thought it was 'strange'. “At first I thought it was just a strange thing to have a few white filaments that have to stick to something in the sediment like a leaf. But the giant bacteria??
Even in outer space, if there are small plants in the environment around sulfuric acid, it is likely that you will meet giant filamentous bacteria. Depending on the living environment, microbes will become gigantic and intelligent beings will be able to intuitively look at the universe like Sample a.oms. haha.
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