Nobel-palkittu LIGO-ilmaisin ja 70 muuta teleskooppia työskentelivät ensimmäistä kertaa yhdessä tallentaakseen kuinka kaksi neutronitähteä sulautuivat yhteen. Tieteen mukaan tämä on vuoden 2017 merkittävin tieteellinen läpimurto.
Kymmenen parhaan joukkoon kuuluvat myös aiemmin tuntematon serkku, uudet vakavien sairauksien hoidot, uusi tapa korjata geenejä ja tietoa lajimme paljon vanhemmasta alkuperästä.
1. Neutronitähtien törmäykset
LIGO-ilmaisin osoitti jälleen kerran, että tähtitieteessä on alkanut aivan uusi aikakausi. Tämän vuoden 17. elokuuta hän tallensi kaikkien aikojen vahvimman signaalin kahdesta neutronitähdestä, jotka sulautuivat yhteen 130 miljoonan valovuoden päässä sijaitsevassa galaksissa.
LIGO-ilmaisin sijoittui viime vuonna suurimpien tieteellisten läpimurtojen listalle, ja tänä vuonna fysiikan Nobel-palkinnon saivat Rainer Weiss, Barry Barish ja Kip Thorne heidän työstään sen kanssa.
Amerikkalainen fyysikko ja tähtitieteilijä Kip Thorne.
Mutta 17. elokuuta tapahtuma ansaitsee toisen ensimmäisen sijan. LIGO on aiemmin tallentanut gravitaatioaaltoja neljästä mustan aukon törmäyksestä. Tällä kertaa tähtitieteilijät näkivät ensimmäistä kertaa kahden valotähden törmäyksen, jotka voidaan tallentaa myös tavallisella kaukoputkella, ja lähettivät heti viestin kollegoilleen ympäri maailmaa: tähtitaivaalla tapahtuu jotain mielenkiintoista.
Mainosvideo:
LIGO ja eurooppalainen gravitaatioaaltoilmaisin Neitsyt sekä noin 70 erilaista teleskooppia seurasivat kahden neutronitähden kuolintanssia ja valon, kullan, platinan ja muiden raskaselementtien kaskadeja, jotka törmätessään heitettiin avaruuteen.
Neutronitähdet ovat hyvin tiheitä, ne ovat kuin jättimäisiä atomiatumia, joiden halkaisija on 10 kilometriä, ja ne voivat painaa puolitoista kertaa enemmän kuin Aurinko. Tähtitieteilijöillä on nyt ensimmäistä kertaa ollut mahdollisuus testata teorioita siitä, kuinka raskaat alkuaineet muodostuvat törmäyksissään.
LIGOn ja Neitsyen mittaamat painovoima-aallot ovat vain pieniä värejä avaruudessa, jotka koostuvat todella raskaista taivaankappaleista. Kyky mitata niitä antaa aivan uuden tiedon, ikään kuin yhdistämme äänen mykkäelokuvaan sinfoniaorkesterista. Elokuun 17. päivänä tämä LIGOn ja Neitsyen ääni yhdistettiin ensimmäistä kertaa muilla observatorioilla saatuun kuvaan, ja saimme kuulla koko maailmankaikkeuden ensimmäisen konsertin.
2. Uusi suuri apina perheessä
Tänä vuonna meillä on uusi serkku - aiemmin tuntematon orangutan, joka asuu Pohjois-Sumatrassa. Tähän asti kuusi lajia on luokiteltu suuriksi apinoiksi: simpanssit, pikkukimppu-simpanssit, kaksi gorillalajia, Kalimantan-orangutaani (Pongo pygmaeus) Borneossa ja Sumatran-orangutaani (Pongo abelii) Sumatrassa. Uusi laji, nimeltään Tapanul orangutan (Pongo tapanuliensis), asuu Toobajärven toisella puolella, vain sadan kilometrin päässä Sumatranin orangutanista, ja eroaa siitä geneettisesti ja käyttäytymiseltään. Se näyttää olevan vanhin kolmesta. Vain 800 tämän lajin edustajaa on edelleen luonnossa, ja suunniteltu paton rakentaminen uhkaa heidän olemassaoloa.
Orangutan nimeltä Pacquiao Malabonin eläintarhan omistajan kanssa Manilassa, Filippiinit.
3. Kuvattu elämä atomitasolla
Tosiasia, että Nobel-komitean tänä vuonna palkitsema läpimurto nousi kymmenen parhaan tiedeen joukkoon, on melko epätavallista. Tämä vie yleensä komitealla paljon kauemmin. Mutta tänä vuonna kymmenen parhaan joukossa - paitsi fysiikan Nobel-palkinnon leimaama tapahtuma, myös kryoelektronimikroskooppi, jonka luomisen perustan asettivat kemian palkinnon saajat. Tämän tekniikan ansiosta tutkijat voivat tutkia solumolekyylejä atomitasolle asti, jota mikään muu mikroskooppi ei pysty erottamaan, ja jopa luoda elokuvia näistä yksittäisistä hetkistä osoittamaan, miten molekyylit liikkuvat ja ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.
4. Biologit jakavat artikkeleita
Fyysikoita seuraavat biologit, jotka ovat löytäneet tavan jakaa julkaisemattomia tieteellisiä artikkeleita keskenään. Tieteellisten julkaisujen tilaaminen on kallista, ja kestää kauan, ennen kuin työn tulokset pääsevät sinne. Fysiikan, matematiikan ja tähtitieteen teoksille arXiv-tietokanta on ollut olemassa vuodesta 1991. Siellä jokainen voi nopeasti tutustua työn tuloksiin ja ilmaista rakentavaa kritiikkiä ennen kuin kirjoittaja lähettää artikkelin virallista katsausta varten tieteelliseen julkaisuun. Tänä vuonna biologisten vastaavanlaisen tukikohdan hanke bioRxiv sai vauhtia.
5. Korjaa geeni
Ihmissairauksiin liittyy jopa 60 tuhatta tunnettua geneettistä poikkeavuutta. Lähes 35 000 niistä selittyy yhdellä virheellä yhdellä geneettisen koodin A, C, G ja T. yhdistelmälohkolla. Crispr-geenisakset, jotka sijoittuivat ensimmäiseksi sijalle Science 2015 -luettelossa, voivat leikata ja eristää geenin, mutta ovat paljon vähemmän sopivia korvata yksi geneettisen koodin "kirjain". Harvardin yliopiston tutkijat ovat luoneet uuden työkalun, jonka avulla virheellinen C voidaan muuntaa kemiallisesti kemiallisesti T: ksi ja sitten virheellinen G A: ksi. Ryhmä tutkijoita laajasta instituutista onnistui tekemään samoin DNA-molekyylin - RNA: n "serkkun" kanssa.
6. Hoito, joka ei riipu syövän piilopaikasta
Syövälääke pembrolitsumabi (jota markkinoidaan nimellä Keytruda) hyväksyttiin Yhdysvalloissa toukokuussa. Se ei vaikuta niin merkittävältä. Lääke on jo hyväksytty esimerkiksi pahanlaatuisen melanooman hoitoon. Mutta nyt sitä voidaan käyttää kaikissa syöpämuodoissa, jos mekanismit, jotka korjaavat DNA: n kopioinnissa esiintyvät virheet, eivät toimi potilailla. 86 kriittisesti sairasta potilasta, joilla oli 12 erilaista syöpää, hoidettiin pembrolitsumabilla, ja yli puolella heistä kasvaimet kutistuivat. Nämä havainnot voivat johtaa uuden syöväntorjuntastrategian luomiseen.
7. Maapallon ilmakehä 2,7 miljoonaa vuotta sitten
Etelämantereen jäässä on kuplia, jotka ovat säilyttäneet menneisyyden ilman. Tutkijat ovat pystyneet poraa 2,7 miljoonaa vuotta jäätä, 1,7 miljoonaa vuotta vanhempaa kuin edellinen ennätys. Jää viittaa ajanjaksoon, jolloin jääkauden ja lämpenemisen vaihtelut olivat vasta alkamassa, ja varhaiset analyysit osoittavat, että hiilidioksidin osuus ilmakehässä oli silloin paljon pienempi kuin nykyään. Tutkijat haluavat nyt porata viiden miljoonan vuoden ikäisen jään, joka juontaa juurensa aikaan, jolloin kasvihuonekaasujen määrä oli suunnilleen sama kuin nykyään.
Keisaripingviini ajelehtivalla jääkadulla Etelämantereella.
8. Homo sapiens on vanhempi kuin luulimme
Tänä vuonna ajatukset lajimme esiintymispaikasta ja -ajasta ovat muuttuneet. Tähän asti vanhimmat fossiilit, joiden uskotaan kuuluvan Homo sapiensiin, olivat 200 tuhatta vuotta vanhoja Etiopiasta, mutta esi-isämme näyttävät olleen olemassa jo 300 tuhatta vuotta sitten nykypäivän Marokon alueella. Tämän todistavat kallot ja työkalut, jotka löytyvät Jebel Irhudin luolasta, sata kilometriä Marrakechista länteen. Kaivostyöläiset löysivät siellä kallon vuonna 1961, mutta kunnes antropologi Jean-Jacques Hublin suoritti uusia kaivauksia, uskottiin, että kallo oli nuorempi ja kuului afrikkalaiseen neandertalilaiseen.
9. Läpimurto geeniterapiassa
Selkäytimen atrofia on tuhoisa sairaus. Lapset, joilla on ensimmäisen tyypin vakavin muoto, kuolevat useimmiten ennen kahden vuoden ikää. Lihasten toiminta heikkenee vähitellen, ja lopulta lapset menettävät kykynsä hengittää yksin. Mutta nyt on toivoa. 12 lapsesta, jotka saivat suuria annoksia geeniterapiaa, kaikki paitsi yksi pystyivät syömään, istumaan ja puhumaan. Kaksi alkoi kävellä.
Ja tämä ei ollut ainoa läpimurto geeniterapiassa vuodessa. Esimerkiksi yksi poika sai uuden ihon ja hyväksyttiin kaksi verisyöpähoitoa, jotka optimoivat potilaiden omat immuunisolut.
10. Pieni neutriinodetektori
Neutrino on pieni, varaamaton hiukkanen, joka painaa alle miljoonasosan elektronia ja joka voi kulkea vapaasti koko maapallon läpi. Siksi sitä on hyvin vaikea tutkia. Tähän asti vaadittiin valtavia ilmaisimia, kuten Super-Kamiokande, jättiläinen terässäiliö, joka sisälsi 50000 tonnia ultrapuhdasta vettä kaivoksessa Japanissa, tai IceCube, joka käyttää kuutiokilometrejä näiden hiukkasten tutkimiseksi. Etelämantereen jää. Tänä vuonna tutkijat pystyivät näkemään neutriinot käyttämällä aivan uuden tyyppistä ilmaisinta, joka on melko liikkuva ja painaa hieman yli 14 kiloa.
IceCube Neutrino-observatorio sijaitsee etelänavan läheisyydessä Etelämantereella. Arkistokuva.
Vuoden tieteellinen fiasko
Jo ennen Donald Trumpin siirtymistä Yhdysvaltain presidentiksi monet tutkijat ilmaisivat suurta huolta hänen suhteestaan tieteeseen. Ja tämä ei ollut liioittelua. Ensimmäisenä hallitusvuotenaan Trump päätti muun muassa, että Yhdysvaltojen pitäisi vetäytyä Pariisin ilmastosopimuksesta, tehdä ihmisistä vihamielisiä esimerkiksi ympäristöministeriön johtajina ja leikata tieteelle osoitettuja varoja. Lisäksi hän ei ole nimittänyt itseään tieteelliseksi neuvonantajaksi. Mutta kaikki tämä johti myös tutkijat ympäri maailmaa maaliskuun tiedepuolustukseen, jota ei ollut koskaan ennen tapahtunut.
Muita fiaskoja ovat luopuminen yrityksistä pelastaa Kalifornian pyöriä sukupuutolta ja tietoa tiedeyhteisön seksuaalisesta häirinnästä.
Maria Gunther, Amina Manzoor