.Surprising Results From NASA’s IXPE Help Unlock the Secrets of Famous Exploded Star
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.Surprising Results From NASA’s IXPE Help Unlock the Secrets of Famous Exploded Star
NASA IXPE의 놀라운 결과로 유명한 폭발 별의 비밀을 풀 수 있습니다
주제:천문학천체물리학IXPE나사NASA 마샬 우주 비행 센터 NASA 2022년 10월 19일 작성 Cas A 초신성 잔해 합성물 Cassiopeia 별자리에 있는 별의 폭발로 인한 구조인 Cas A 초신성 잔해의 합성 이미지. 파란색은 Chandra Observatory의 데이터를 나타내고 청록색은 NASA의 Imaging X-ray Polarimetry Explorer(IXPE라고 함)에서 가져온 것이며 금색은 Hubble Telescope에서 제공한 것입니다. 출처: X선: 찬드라: NASA/CXC/SAO, IXPE: NASA/MSFC/J. Vink et al.; 광학: NASA/STScI
NASA 의 IXPE(Imaging X-ray Polarimetry Explorer)를 사용 하여 천문학자들은 처음으로 폭발한 별의 잔해에서 편광 X선을 측정하고 매핑했습니다. 이번 발견은 유명한 별의 잔해인 카시오페이아 A의 관측에서 나온 것이다. 결과는 빛의 속도에 가까운 입자를 가속하는 젊은 초신성 잔해의 본질에 대한 새로운 빛을 발산했습니다.
2021년 12월 9일에 발사 된 IXPE 는 NASA와 이탈리아 우주국의 협력으로 이러한 수준의 감도와 선명도로 X선 빛의 편광을 측정할 수 있는 최초의 위성입니다. 초신성 폭발의 잔해, 블랙홀을 먹여 뿜어내는 강력한 입자 흐름 등 우주에서 가장 극단적인 물체의 비밀을 발견하기 위해 설계되었습니다. "이 IXPE 결과는 우리가 기대한 것이 아니었지만 과학자로서 우리는 놀라는 것을 좋아합니다." — 자코 빈크 박사 전파에서 감마선에 이르기까지 모든 형태의 빛은 편광될 수 있습니다. 젖은 도로나 앞유리에서 반사되는 햇빛의 눈부심을 차단하는 데 사용하는 편광 선글라스와 달리 IXPE의 감지기는 들어오는 X선 빛의 경로를 매핑합니다. 과학자들은 이러한 개별 기록을 사용하여 X선이 통과한 내용을 알려주는 편광을 알아낼 수 있습니다. Cassiopeia A(줄여서 Cas A)는 IXPE 가 데이터 수집을 시작한 후 관찰한 첫 번째 개체였습니다. Cas A가 선택된 이유 중 하나는 제트기에 의해 생성되는 소닉 붐과 같은 충격파가 은하수 에서 가장 빠르기 때문입니다 . 충격파는 거대한 별이 붕괴된 후 파괴된 초신성 폭발에 의해 생성되었습니다. 폭발로 인한 빛은 300여 년 전에 지구를 휩쓸었습니다. Center for Astrophysics |의 Pat Slane은 "IXPE가 없으면 Cas A와 같은 물체에 대한 중요한 정보를 놓치게 되었습니다."라고 말했습니다. 초신성 잔해에 대한 IXPE 조사를 이끄는 Harvard & Smithsonian. "이 결과는 이 폭발한 별에서 나온 파편의 근본적인 측면인 자기장의 거동에 대해 우리에게 가르쳐주고 있습니다."
지구 궤도의 IXPE 지구 궤도에 있는 IXPE의 아티스트 표현. 크레딧: NASA
보이지 않는 자기장은 양성자 및 전자와 같이 움직이는 하전 입자를 밀고 당깁니다. 집에 가까울수록 그들은 주방 냉장고에 자석을 붙이게 할 책임이 있습니다. 폭발된 별과 같은 극한의 조건에서 자기장은 이러한 입자를 광속에 가까운 속도로 높일 수 있습니다. 매우 빠른 속도에도 불구하고 Cas A의 충격파에 휩쓸린 입자는 충격을 받은 후 자기장에 갇히기 때문에 초신성 잔해에서 날아가지 않습니다. 입자는 자기장 선 주위로 나선형으로 강제되고 전자는 편광된 "싱크로트론 복사"라고 불리는 강렬한 종류의 빛을 방출합니다. 이 빛의 편광을 연구함으로써 과학자들은 Cas A 내부에서 일어나는 일을 다른 방식으로는 관찰하기 어렵거나 불가능한 아주 작은 규모로 "역설계"할 수 있습니다. 편광 각도는 이러한 자기장의 방향을 알려줍니다. 충격 전선에 가까운 자기장이 매우 얽혀 있으면 자기장 방향이 다른 영역의 혼란스러운 복사 혼합이 더 적은 양의 편광을 방출합니다. 카시오페아 A(Cas A) 초신성 잔해 그래픽 이 그래픽은 NASA의 IXPE(Imaging X-ray Polarimetry Explorer)에서 얻은 데이터와 Chandra(파란색)의 X선 이미지, 그리고 Cassiopeia A(Cas A) 초신성 잔해의 Hubble(금색)의 광학 빛 보기를 결합한 것입니다. 이 그래픽의 선은 잔해 영역에 걸쳐 자기장의 방향을 보여주는 IXPE 측정에서 가져옵니다. 녹색 선은 측정값이 가장 중요한 영역을 나타냅니다. 이러한 결과는 Cas A 외곽 부근의 자기장선이 크게 방사상으로, 즉 잔해의 중심에서 바깥쪽으로 향하고 있음을 나타낸다.
IXPE 관찰은 또한 작은 영역의 자기장이 지배적인 선호 방향 없이 심하게 얽혀 있음을 보여줍니다. 출처: 엑스레이: 찬드라: NASA/CXC/SAO IXPE: NASA/MSFC/J. Vink et al.
전파 망원경을 사용한 Cas A에 대한 이전 연구에서는 전파 싱크로트론 복사가 거의 전체 초신성 잔해에 걸쳐 생성되는 것으로 나타났습니다. 천문학자들은 전파의 극소량(약 5%)만이 편파된다는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 자기장이 바퀴의 살처럼 방사상으로 배향되어 있으며 잔해의 중심 근처에서 가장자리를 향해 퍼져 있음을 확인했습니다. 반면에 NASA의 찬드라 X선 관측소의 데이터에 따르면 X선 싱크로트론 복사는 주로 자기장이 자기장과 일치할 것으로 예측된 잔해의 원형 외부 가장자리 근처의 충격파를 따라 얇은 영역에서 발생한다는 것을 보여줍니다. 충격. Chandra와 IXPE는 서로 다른 종류의 감지기를 사용하며 서로 다른 수준의 각도 분해능 또는 선명도를 가지고 있습니다. 1999년에 출시된 Chandra의 첫 번째 과학 이미지 역시 Cas A였습니다.
Cassiopeia A(Cas A)는 300년 이상 전에 우리 하늘에 나타난 초신성 폭발의 잔해입니다. 지구에서 약 11,000광년 떨어진 곳에 위치해 있다. 그 이름은 그것이 보이는 별자리인 카시오페이아, 여왕에서 따온 것입니다. 초신성은 무거운 별의 일생이 끝날 때 발생하는 대격변 폭발입니다. Cas A는 그러한 폭발로 인해 남아 있는 팽창하는 물질 껍질입니다. IXPE 이전에 과학자들은 X선 편광이 전파 망원경으로 관찰된 자기장에 수직인 자기장에 의해 생성될 것이라고 예측했습니다. 대신, IXPE 데이터는 X선의 자기장이 충격 전선에 매우 근접하더라도 반경 방향으로 정렬되는 경향이 있음을 보여줍니다. X-선은 또한 전파 관측보다 더 적은 양의 편광을 보여주는데, 이는 X-선이 다양한 자기장 방향이 혼합된 난류 지역에서 나온다는 것을 암시합니다.
"이 IXPE 결과는 우리가 기대한 것이 아니었지만 과학자로서 우리는 놀라는 것을 좋아합니다."라고 암스테르담 대학의 Dr. Jacco Vink와 Cas A에 대한 IXPE 결과를 설명하는 논문의 주 저자는 말합니다. X선 빛의 편광이 매우 흥미롭고 이전에는 감지되지 않은 Cas A의 특성입니다.” Cas A에 대한 IXPE 결과는 현재 진행 중인 초신성 잔해에 대한 더 많은 관측에 대한 욕구를 불러일으키고 있습니다. 과학자들은 새로 관찰된 각각의 물체가 우주에 중요한 요소를 심어주는 이 중요한 물체에 대한 새로운 답을 제시하고 더 많은 질문을 제기할 것으로 기대합니다.
"이 연구는 IXPE가 천체 물리학에 가져오는 모든 참신함을 담고 있습니다."라고 로마에 있는 이탈리아 국립 천체 물리학 연구소/우주 천체 물리학 및 행성학 연구소의 Riccardo Ferrazzoli 박사가 말했습니다. "우리는 이러한 소스에 대한 X선 편광 특성에 대한 정보를 처음으로 얻었을 뿐만 아니라 초신성의 다른 영역에서 이러한 특성이 어떻게 변하는지 알고 있습니다. IXPE 관측 캠페인의 첫 번째 대상인 Cas A는 팀이 최근 몇 년 동안 개발한 모든 기술과 분석 도구를 테스트하기 위해 천체 물리학 '실험실'을 제공했습니다.”
"이러한 결과는 전자를 엄청나게 높은 에너지로 가속하는 데 필요한 환경에 대한 독특한 관점을 제공합니다."라고 암스테르담 대학의 공동 저자인 Dmitry Prokhorov가 말했습니다. "우리는 이 탐정 이야기의 시작에 불과하지만 지금까지 IXPE 데이터는 우리가 추적할 수 있는 새로운 단서를 제공하고 있습니다." IXPE는 NASA와 이탈리아 우주국(Italian Space Agency)이 12개국의 파트너 및 과학 협력자들과 협력하여 만든 것입니다. 콜로라도 브룸필드에 본사를 두고 있는 Ball Aerospace는 앨라배마주 헌츠빌에 있는 NASA의 Marshall 우주 비행 센터를 위해 IXPE를 운영하는 콜로라도 대학교 대기 및 우주 과학 연구소와 함께 우주선 작업을 관리합니다.
.10,000 Times Quicker: New Breakthrough Could Change the Field of Medical Microrobots
10,000배 더 빠르게: 새로운 돌파구가 의료용 마이크로 로봇 분야를 바꿀 수 있음
주제:DGISTETH 취리히기계공학약로봇공학 작성자: DGIST(대구경북과학기술원) 2022년 10월 20일 추상 기술 개념 이번 돌파구는 줄기세포 전달 등 재생의학의 효율성을 높이는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
과학자들은 세포와 약물을 전달한 후 체내에 용해될 수 있는 생분해성 마이크로 로봇을 위한 대량 생산 방법을 개발했습니다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇·메카트로닉스공학과 최홍수 교수팀은 분당 100개 이상의 마이크로로봇을 체내에서 분해할 수 있는 기술을 개발했다 . 가톨릭대학교 서울성모병원 김성원 교수팀과 취리히 공과대학 브래들리 J. 넬슨 교수팀 . 최소 침습적 표적 정밀 치료를 목표로 마이크로로봇을 구축하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
그 중 가장 대중적인 것은 두 개의 레이저를 교차시켜 합성수지에서 중합을 일으키는 2광자 중합법으로 알려진 초미세 3D 프린팅 공정이다. 이 기술은 나노미터 수준의 정확도 로 구조를 생성할 수 있습니다 . 단점은 3D 프린팅으로 구현된 픽셀인 복셀을 연속적으로 경화시켜야 하기 때문에 하나의 마이크로 로봇을 만드는 데 많은 시간이 걸린다는 점이다. 또한, 이광자 중합 과정에서 로봇 내부의 자성 나노입자가 빛의 경로를 차단할 수 있다. 고농축 자성 나노 입자를 사용할 경우 공정 결과가 균일하지 않을 수 있습니다.
-줄기세포 마이크로로봇 마이크로로봇 표면에 줄기세포가 24시간 부착되는 과정(위)과 마이크로로봇 표면에 부착된 세포를 확인하기 위한 세포 염색 결과(아래). 제공: DGIST(대구경북과학기술원) DGIST 최홍수 교수 연구팀은 현재 마이크로로봇 제작 기술의 한계를 극복하기 위해 자성 나노입자와 빛에 의해 경화되는 생분해성 젤라틴 메타크릴레이트의 혼합물을 유동시켜 분당 100개의 고속으로 마이크로로봇을 만드는 방법을 개발했다.
-미세 유체 칩에. 기존의 2광자 중합 방식에 비해 10,000배 이상 빠른 마이크로 로봇을 만들 수 있습니다. 이어 이 기술로 제작된 마이크로로봇을 사람의 코에서 채취한 비갑개 줄기세포를 배양해 마이크로로봇 표면에 줄기세포 부착을 유도했다. 이러한 과정을 통해 내부에 자성 나노입자를 포함하고 외부 표면에 줄기세포가 부착된 마이크로 로봇을 운반하는 줄기세포가 제작되었다. 로봇 내부의 자성 나노입자가 외부 자기장에 반응하여 로봇이 움직이며 원하는 위치로 이동할 수 있다.
-기존 줄기세포 치료제의 경우 선택적 세포 전달이 어려웠다. 하지만 마이크로로봇을 운반하는 줄기세포는 전자기장 제어 시스템에서 발생하는 자기장을 실시간으로 제어해 원하는 위치로 이동할 수 있다. 연구팀은 줄기세포를 운반하는 마이크로 로봇이 미로 모양의 마이크로 채널을 통과해 목표 지점에 도달할 수 있는지 실험을 통해 로봇이 원하는 위치로 이동할 수 있음을 확인했다. 또한, 마이크로로봇을 운반하는 줄기세포를 분해효소와 함께 배양하여 마이크로로봇의 분해성을 평가하였다.
-6시간의 인큐베이션 후 마이크로 로봇은 완전히 분해되었고, 자기장 제어 시스템에서 생성된 자기장에 의해 로봇 내부의 자성 나노 입자가 수집되었습니다. 마이크로로봇이 분해된 위치에서 줄기세포가 증식했다. 이후 줄기세포를 신경세포로 분화 유도하여 정상 분화를 확인하였다. 줄기 세포는 약 21일 후에 신경 세포로 분화되었습니다. 이번 실험을 통해 마이크로로봇을 이용하여 줄기세포를 원하는 위치에 전달하는 것이 가능하고 전달된 줄기세포가 증식과 분화를 일으켜 표적 정밀 치료제 역할을 할 수 있음을 확인했다. 또한 연구팀은 마이크로로봇이 전달하는 줄기세포가 정상적인 전기적, 생리학적 특성을 보이는지 확인했다.
본 연구의 최종 목표는 기존 신경세포 간의 연결이 끊어진 상태에서 로봇이 전달하는 줄기세포가 정상적으로 다리 역할을 하도록 하는 것이다. 이를 확인하기 위해 전기 신호를 안정적으로 방출하는 쥐 배아에서 추출한 해마 뉴런을 활용했습니다. 해당 세포를 마이크로로봇 표면에 부착하여 마이크로 크기의 전극 칩에서 배양하고 28일 후 해마 뉴런의 전기적 신호를 관찰하였다.
이를 통해 마이크로로봇이 세포 전달 플랫폼으로서의 역할을 제대로 수행하고 있음을 검증했다. DGIST 최홍수 교수는 “이번 연구를 통해 개발된 마이크로 로봇의 양산, 전자기장에 의한 정밀 조작, 줄기세포 전달 및 분화 등의 기술이 향후 표적 정밀치료의 효율성을 획기적으로 높일 것으로 기대한다”고 말했다. "
참고 문헌: 노승민, 전성웅, 김은희, 오운택, 박단비, 박선화, 김성원, Salvador Pané, Bradley의 "대량생산이 가능한 줄기세포의 정확한 전달을 위한 젤라틴 메타크릴레이트 기반 생분해성 자기 마이크로 로봇" J. Nelson, 김진영, 최홍수, 2022년 5월 23일, Small . DOI: 10.1002/smll.202107888 이번 연구는 국가과학도전지원네트워크, 한국연구재단, 과학기술정보통신부가 지원했다.
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메모 2210210420 나의 사고실험 oms 스토리텔링
줄기세포를 전달하는 미니 로봇이 필요하리라. 줄기세포를 나노로봇에서 생성하게 하여 이를 치료의 위치에 운반하는 나노로봇이 자율 분해까지 되면 줄기세포 치료에 혁명이다.
연구팀은 현재 마이크로로봇 제작 기술의 한계를 극복하기 위해 자성 나노입자와 빛에 의해 경화되는 생분해성 젤라틴 메타크릴레이트의 혼합물을 유동시켜 분당 100개의 고속으로 마이크로로봇을 만드는 방법을 개발했다. 마이크로로봇을 운반하는 줄기세포를 분해효소와 함께 배양하여 마이크로로봇의 분해성을 평가하였다.
6시간의 인큐베이션 후 마이크로 로봇은 완전히 분해되었고, 자기장 제어 시스템에서 생성된 자기장에 의해 로봇 내부의 자성 나노 입자가 수집되었다. 마이크로로봇이 분해된 위치에서 줄기세포가 증식했다. 이후 줄기세포를 신경세포로 분화 유도하여 정상 분화를 확인하였다. 줄기 세포는 약 21일 후에 신경 세포로 분화되었다. 이번 실험을 통해 마이크로로봇을 이용하여 줄기세포를 원하는 위치에 전달하는 것이 가능하고 전달된 줄기세포가 증식과 분화를 일으켜 표적 정밀 치료제 역할을 할 수 있음을 확인했다.
4차 마방진의 상수해석법에 의하면 단방향으로 원하는 위치에 로봇을 생성하거나 원하는 목적지에 도달할 수 있다. 동시에 원하는 위치에서 출발하여 원하는 목적지에 도달하는 것은 매우 어렵다.
더 광범위한 위치 이동의 신속한 매카니즘은 샘플c.oss.base에서 나타난다. 인체을 원자 수준의 픽셀로 나뉘면 도대체 몇천억조 몇경의 픽셀이 될까? 우리몸은 10^28승개의 원자로 구성되어있다. 10^14승이 100조개이니 100조 × 100조 개의 원자가 있다. 우리몸의 세포수가 대략 60~ 100조개라니 세포하나에 100조개의 원자가 있으니 정말 상상을 초월하는 갯수이다.
원하는 목적지에 가려고 이동하는 운반체가 시간이 걸려도 목적지에 도달하는 것이면 반드시 정확히 길안내을 해주는 항법 시스템 네비케이션이 필요하리라. 그 항로와 항법기술을 샘플c.oss.base에서 제공한다. 허허.
샘플a.oms(standard)
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샘플c.oss(standard)
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Memo 2210210420 My Thought Experiment oms Storytelling
You will need a mini-robot that delivers stem cells. When a nanorobot that generates stem cells from a nanorobot and transports it to the treatment site can self-decompose, it is a revolution in stem cell therapy.
To overcome the limitations of the current microrobot manufacturing technology, the research team developed a method to make microrobots at a high speed of 100 per minute by flowing a mixture of magnetic nanoparticles and light-cured biodegradable gelatin methacrylate. The degradability of microrobots was evaluated by culturing stem cells carrying microrobots with a degrading enzyme.
After 6 hours of incubation, the microrobot was completely disassembled, and the magnetic nanoparticles inside the robot were collected by the magnetic field generated by the magnetic field control system. Stem cells proliferated at the location where the microrobot was disassembled. Thereafter, the differentiation of stem cells into neurons was induced to confirm normal differentiation. Stem cells differentiated into neurons after about 21 days. Through this experiment, it was confirmed that it is possible to deliver stem cells to a desired location using a microrobot, and that the delivered stem cells can act as a targeted precision treatment by causing proliferation and differentiation.
According to the constant analysis method of the fourth magic square, a robot can be created at a desired location in one direction or reach a desired destination. At the same time, it is very difficult to start from a desired location and arrive at a desired destination.
A faster mechanism for a more extensive displacement is shown in the sample c.oss.base. If the human body were divided into atomic-level pixels, how many trillions of trillions of pixels would there be? Our body is made up of 10^28 power atoms. 10^14 is 100 trillion, so there are 100 trillion x 100 trillion atoms. The number of cells in our body is about 60 to 100 trillion, so there are 100 trillion atoms in one cell, which is a number that is beyond imagination.
If the vehicle moving to get to the desired destination arrives at the destination even if it takes time, a navigation system navigation that provides accurate directions is necessary. The route and navigation technology are provided by sample c.oss.base. haha.
Sample a.oms (standard)
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sample c.oss(standard)
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bddbcbdca
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