Nobelov detektor LIGO in 70 drugih teleskopov sta prvič skupaj posnela, kako sta se dve nevtronski zvezdi zlili. Po navedbah Science je to najpomembnejši znanstveni preboj leta 2017.
Med prvih 10 so tudi prej neznani bratranec, nova zdravljenja hudih bolezni, nov način za popravilo genov in informacije o mnogo starejšem izvoru naše vrste.
1. Trki nevtronskih zvezd
Detektor LIGO je znova pokazal, da se je v astronomiji začelo povsem novo obdobje. 17. avgusta letos je zabeležil najmočnejši signal doslej, ki ga je prišel iz dveh nevtronskih zvezd, ki sta se združili v galaksiji, oddaljeni 130 milijonov svetlobnih let.
Detektor LIGO je bil lani še vedno na prvem mestu največjih znanstvenih dosežkov, letos pa so Nobelovo nagrado za fiziko prejeli Rainer Weiss, Barry Barish in Kip Thorne za njihovo delo.
Ameriški fizik in astronom Kip Thorne.
A dogodek 17. avgusta si zasluži še eno prvo mesto. LIGO je že posnel gravitacijske valove štirih trkov črnih lukenj. Tokrat so astronomi prvič videli trk dveh svetlečih zvezd, ki ga lahko zabeleži tudi navaden teleskop, in takoj poslali sporočilo svojim kolegom po vsem svetu: na zvezdnem nebu se dogaja nekaj zanimivega.
Promocijski video:
LIGO in detektor gravitacijskega vala European Virgo ter približno 70 različnih teleskopov sta spremljala smrtni ples dveh nevtronskih zvezd in kaskade svetlobe, zlata, platine in drugih težkih elementov, ki so jih ob trku vrgli v vesolje.
Nevtronske zvezde so zelo goste, so kot velikanska atomska jedra s premerom 10 kilometrov in lahko tehtajo polkrat več kot Sonce. Zdaj so astronomi prvič imeli priložnost preizkusiti svoje teorije o tem, kako med trki nastajajo težki elementi.
Gravitacijski valovi, ki jih merita LIGO in Devica, so le majhne valove v vesolju, sestavljene iz resnično težkih nebesnih teles. Sposobnost njihovega merjenja omogoča dostop do popolnoma novega znanja, kot da bi zvok povezovali z nemim filmom o simfoničnem orkestru. 17. avgusta smo ta zvok LIGO in Device prvič združili s sliko, pridobljeno v drugih observatorijih, in lahko smo slišali prvi del celotnega koncerta vesolja.
2. Nova velika opica v družini
Letos imamo novega bratranca - prej neznanega orangutana, ki živi na severni Sumatri. Do tega trenutka je bilo med velikimi opicami uvrščenih šest vrst: šimpanzi, pigmentarni šimpanzi, dve vrsti gorile, pa tudi kalimantanski orangutan (Pongo pygmaeus) na Borneu in sumatranski orangutan (Pongo abelii) na Sumatri. Nova vrsta, imenovana orangatan tapanul (Pongo tapanuliensis), živi na drugi strani jezera Toba, le sto kilometrov od sumatranskega orangutana, in se od njega razlikuje genetsko in vedenjsko. Zdi se, da je najstarejša od treh. V naravi ostane le 800 predstavnikov te vrste, njihov obstoj pa ogroža načrtovana gradnja jezu.
Orangutan po imenu Pacquiao z lastnikom živalskega vrta Malabon v Manili na Filipinih.
3. Posneto življenje na atomski ravni
Dejstvo, da se je preboj, ki ga je letos podelil Nobelov odbor, uvrstil med prvih deset znanosti, je povsem nenavadno. Odbor to običajno traja veliko dlje. A letos med deseterico - ne le dogodek, ki ga je zaznamovala Nobelova nagrada za fiziko, ampak tudi krioelektronski mikroskop, katerega osnovo za nastanek so položili nagrajenci za kemijo. Zahvaljujoč tej tehnologiji lahko znanstveniki preučujejo celične molekule do atomske ravni, ki je noben drug mikroskop ne more razlikovati, in celo ustvarjajo filme iz teh posameznih trenutkov, da prikažejo, kako se molekule premikajo in medsebojno delujejo.
4. Biologi delijo članke
Fizikom sledijo biologi, ki so našli način, kako si neobjavljene znanstvene članke deliti med seboj. Naročnine na znanstvene publikacije so drage in dolgo traja, preden tja pridejo rezultati dela. Za dela na področju fizike, matematike in astronomije baza podatkov arXiv obstaja od leta 1991. Tam lahko vsakdo hitro dostopa do rezultatov dela in izrazi konstruktivne kritike, preden avtor pošlje članek v formalni pregled znanstveni publikaciji. Letos je zagon pridobil projekt za podobno osnovo za biologe, imenovan bioRxiv.
5. Popravite gen
Znanih je do 60 tisoč genetskih nepravilnosti, povezanih s človeškimi boleznimi. Skoraj 35.000 jih je razloženo z eno samo napako v enem sestavljenem bloku genetske kode A, C, G in T. Crispr genetske škarje, ki so zasedle prvo mesto na lestvici Science 2015, lahko odrežejo in izolirajo gen, vendar so veliko manj primerne za za zamenjavo ene "črke" genske kode. Znanstveniki na univerzi Harvard so ustvarili novo orodje, ki omogoča kemično pretvorbo napačnega C v T, nato pa napačnega G v A. Enako je uspelo skupini znanstvenikov z Inštituta Broad s "bratrancem" molekule DNA - RNA.
6. Zdravljenje, ki ni odvisno od tega, kje se skriva rak
Zdravilo proti raku pembrolizumab (ki se trži pod imenom Keytruda) je bilo v ZDA odobreno maja. Zdi se, da ni tako izjemno. Zdravilo je že odobreno za zdravljenje na primer malignega melanoma. Zdaj pa se lahko uporablja pri vseh oblikah raka, če mehanizmi, ki odpravljajo napake, ki nastanejo pri kopiranju naše DNK, pri bolnikih ne delujejo. 86 kritično bolnih bolnikov z 12 različnimi vrstami raka je bilo zdravljenih s pembrolizumabom, več kot polovici pa so se tumorji skrčili. Te ugotovitve lahko privedejo do oblikovanja nove strategije za nadzor raka.
7. Zemljino ozračje pred 2,7 milijona let
V ledu Antarktike so mehurčki, v katerih se je ohranil zrak preteklosti. Znanstveniki so lahko izvrtali 2,7 milijona let ledu, 1,7 milijona let starejše od prejšnjega zapisa. Led se nanaša na obdobje, ko so se nihanja med ledenimi dobami in segrevanjem šele začela, zgodnje analize pa kažejo, da je bil delež ogljikovega dioksida v ozračju takrat precej nižji kot danes. Znanstveniki zdaj želijo vrtati skozi led, star pet milijonov let, že iz časov, ko je bila količina toplogrednih plinov približno enaka kot danes.
Cesar pingvin na viseči ledeni plošči na Antarktiki.
8. Homo sapiens je starejši, kot smo mislili
Letos so se predstave o kraju in času pojava naše vrste spremenile. Do zdaj so bili najstarejši fosili, ki naj bi pripadali homo sapiensu, iz Etiopije, stare 200 tisoč let, toda zdi se, da so naši predniki obstajali že pred 300 tisoč leti na ozemlju današnjega Maroka. To dokazujejo lobanje in orodja, najdena v jami Jebel Irhud, sto kilometrov zahodno od Marakeša. Rudarji so leta 1961 tam našli lobanjo, a dokler antropolog Jean-Jacques Hublin ni izvedel novih izkopavanj, so verjeli, da je bila lobanja mlajša in pripada afriškemu neandertalcu.
9. Preboj v genski terapiji
Atrofija hrbtenjače je uničujoča bolezen. Otroci z najtežjo obliko prve vrste najpogosteje umrejo, preden dopolnijo dve leti. Delovanje mišic se postopoma zmanjšuje in sčasoma otroci izgubijo sposobnost samostojnega dihanja. Zdaj pa obstaja upanje. Od 12 otrok, ki so prejemali velike odmerke genske terapije, so vsi razen enega lahko jedli, sedeli in se pogovarjali. Dva sta začela hoditi.
In to ni bil edini preboj v genski terapiji v enem letu. Na primer, en fant je prejel novo kožo in odobreni sta bili dve terapiji raka krvi, ki optimizirata lastne imunske celice bolnikov.
10. Majhen nevtrinski detektor
Nevtrino je majhen, nenapolnjen delček, ki tehta manj kot milijoninko elektrona in lahko prosto prehaja skozi celotno Zemljo. Zato ga je zelo težko preučevati. Do zdaj so bili potrebni ogromni detektorji, kot je Super-Kamiokande, velikanski jekleni rezervoar, ki vsebuje 50.000 ton ultračiste vode v japonskem rudniku, ali IceCube, ki s kubičnimi kilometri sondira te delce. Antarktični led. Letos so lahko znanstveniki nevtrine videli s povsem novo vrsto detektorja, ki je precej mobilen in tehta nekaj več kot 14 kilogramov.
Nevtrinski observatorij IceCube se nahaja v bližini južnega pola na Antarktiki. Arhivska fotografija.
Znanstveni fiasko leta
Še preden je Donald Trump prevzel mesto predsednika ZDA, so mnogi znanstveniki izrazili veliko zaskrbljenost nad njegovim odnosom do znanosti. In to ni bilo pretiravanje. Trump se je v svojem prvem letu mandata med drugim odločil, da se ZDA umaknejo iz pariškega podnebnega sporazuma, ljudi postavil sovražno do znanosti kot vodje, na primer ministrstva za okolje, in zmanjšal sredstva, namenjena znanosti. Poleg tega ni imenoval nobenega znanstvenega svetovalca. A vse to je znanstvenike po vsem svetu pripeljalo tudi na Pohod v obrambo znanosti, ki se še nikoli ni zgodil.
Drugi fiaskosi vključujejo opustitev poskusov reševanja kalifornijske pliskavke pred izumrtjem in informacije o spolnem nadlegovanju v znanstveni skupnosti.
Maria Gunther, Amina Manzoor