Magyar Tudomány, 2006/11 1413. o.

Kitekintés



A Plútó trónfosztása


A Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) augusztus végi közgyűlése új meghatározást adott a bolygók fogalmára. A Plútót 1930-ban fedezték fel, akkor az IAU bolygónak minősítette, bár nem létezett pontos meghatározás arra, milyen égitest tekinthető bolygónak. A Plútóról idővel kiderült, hogy a Neptunuszon túli jeges kisbolygóöv, a Kuiper-öv egyik tagja. A kisbolygóövben jelenleg kb. ezerötszáz testet ismerünk, ezek között a Plútónál nagyobb égitestet is fedeztek már fel. A bolygófogalom tisztázása akkor vált sürgetővé, amikor 2005 nyarán felfedeztek egy a Plútónál 10 %-kal nagyobb, a Naptól még távolabb keringő testet. A Xena becenévvel illetett jeges test lenne a Naprendszer tizedik bolygója?

Az IAU egy szakbizottságot bízott meg a definíció kidolgozásával. Javaslatuk szerint minden, a Nap körül keringő testet, amely elég nagy tömegű ahhoz, hogy gravitációjának hatására gömb alakúvá váljon, bolygónak kell tekinteni. Eszerint az eddigi kilenc bolygó mellett bolygónak minősült volna „Xena”, továbbá a Ceres is, a Mars és a Jupiter között keringő kisbolygók legnagyobbika, valamint a Plútó Charon holdja. A ma ismert bolygók száma tehát tizenkettőnek adódott, és ez a szám nőhet, ha a jövőben újabb nagy testeket fedeznek fel a Kuiper-övben.

A közgyűlés éles és szenvedélyes viták után más meghatározást fogadott el. A definíciót újabb követelménnyel egészítették ki: a bolygónak olyan nagy a tömegvonzása, hogy keletkezése idején „tisztára söpörte” a környezetét, nem maradt törmelékzóna, hasonló méretű égitest a közelében. Így már csak nyolc bolygó maradt a Naprendszerben, a Plútó, a Ceres, a Xena mostantól a törpebolygók közé tartoznak. Az új meghatározást sokan vitatják, aláírásgyűjtési kampányt indítottak annak érdekében, hogy az IAU jövőre alaposabb előkészítés után tűzze újra napirendre a bolygók definícióját.

Schilling, Govert: Underworld Character Kicked Out of Planerary Family., Science. 313, 1 September 2006. 1214–1215.

J. L.


Új megoldás hidrogén tárolására


A hidrogént egyre inkább a jövő alternatív energiaforrásának tekintik. Alkalmazásának széleskörű elterjedését a biztonságos, hatékony tárolási megoldások hiánya hátráltatja. Ígéretes megoldás született: a hidrogén tárolása molekuláris klaszterek segítségével, a tárolás és a szabaddá tevés könnyen kézben tartható egyszerű kémiai reakciókkal vagy elektromos árammal.

Az egyik legsikeresebb megoldás a hidrogén hidrid formában való tárolása. Fémötvözetek nyelnek el és zárnak magukba nagy mennyiségű hidrogént, a fém és a hidrogén fém-hidrid vegyületet alkot. A hidrogén kiszabadítása hőenergiát, energiabefektetést igényel, az eddig vizsgált esetekben 1 atm nyomáson 300 °C hőmérsékletre volt szükség. Az új megoldásban használt molekula magja 6 ródiumatomból áll. Ezekhez 12 hidrogénatom kapcsolódik. Ez a klaszter képes két hidrogénmolekulát elnyelni, így egy 16 hidrogénatomot tartalmazó klaszter jön létre. Az elnyelési folyamat szobahőmérsékleten, 1 atm nyomáson kb. 10 percig tart, ezután a molekulák hetekig magukban tartják a felvett hidrogént. A hidrogén kinyerése viszont lassú, hetekig tartó folyamat. Az új felismerés szerint a hidrogén kiszabadítása drámaian felgyorsítható a klaszter oxidációs állapotának megváltoztatásával. Redukáló ágenst hozzáadva, a 16 hidrogénatomos molekula elenged 1 hidrogénmolekulát, a keletkezett 14 hidrogénatomos molekula pedig oxidáló ágens hatására engedi el a másik, korábban elnyelt hidrogénmolekulát. A redukálás és oxidálás lépései közvetlenül is végrehajthatók az elektródoktól átvett elektronokkal. A hidrogén kilépése milliszekundumok alatt végbemegy.

A ródiumrendszerre alapozott tároló saját súlyához viszonyítva csak 0,1 % hidrogént képes megkötni. Az USA Energiaügyi Minisztériuma 2010-re 6 % súlyarányos tárolókapacitással bíró hidrogéntárolókra számít. Ennek eléréséhez további intenzív anyagtudományi kutatásokra lesz szükség.

Takimoto, Masanori – Hou, Zhaomin: Hydrogen at the Flick of a Switch. Nature. 443, 28 September 2006. 400–401.

Brayshaw, Simon K. et al.: Storing and Releasing Hydrogen with a Redox Switch. Angewandte Chemie International Edition. 11 Sept. 2006. 45, 36, 6005–8

J. L.


Túlsúlyos szupernóva


Ia típusú szupernóvarobbanás megy végbe, ha egy fehér törpe csillag nukleáris fűtőanyaga kimerült, már csak szénből és oxigénből áll, és anyagot ragad magához egy közeli csillagból. A fehér törpe összehúzódik, sűrűsége és hőmérséklete megnő, mindaddig, míg egy határértéket elérve felrobban, anyaga szétszóródik. A határ 1,4 naptömegnél van, ez a Chandrasekhar-határ. A fúziós folyamatban kb. 0,6 naptömegnyi anyag radioaktív nikkel-56 izotóppá alakul át, ez több lépésben stabil vas-56 izotópra bomlik le. A bomlás során felszabaduló energia forró állapotban tartja a kirepülő anyagot, a fényesség csúcsértéke nagyobb lesz milliárd Nap fényénél. Andrew D. Howell és munkatársai olyan szupernóvát fedeztek fel, amely túl fényes ahhoz, hogy 1,4 naptömegű lehetett volna. Ez az első bizonyíték egy Chandrasekhar-határt átlépő, „szuper-Chandra” szupernóva létezésére.

Az Ia típusú szupernóvák fontos szerepet töltenek be a csillagászatban, segítségükkel tárják fel a világegyetem tágulásának történetét. Nagy fényességük miatt messziről látszanak, ezért messze mehetünk vissza az időben. Az elmúlt években Ia típusú szupernóvák vizsgálata során derült fény az Univerzum tágulásának gyorsuló ütemére. A gyorsuló tágulás magyarázata az egyelőre ismeretlen sötét energia lehet, ezért mind több Ia típusú szupernóva felderítése segíthet a sötét energia mibenlétének tisztázásában.

A rendhagyó szupernóva megfigyelt emissziós és optikai spektruma alapján biztosan Ia típusú. Fényességének csúcsértéke viszont 2,2-szer nagyobb egy tipikus Ia robbanás fényességénél. Ehhez a fényességhez 1,3 naptömegnyi anyagnak kellett nikkel-56 izotóppá alakulnia, a teljes kilövellt tömeget 2,1 naptömegre becsülik. A valószínű magyarázat szerint a társcsillagtól átvett anyaggal extra impulzusmomentumot vett át a fehér törpe, ezért gyorsabban kezdett forogni. A gyorsabb forgás további támogatást jelentett a gravitációs hatással szemben, ez tette lehetővé, hogy a fehér törpe túlsúlyossá váljon. Az elérhető maximális tömeg attól függ, hogyan forog a fehér törpe. Ha nem egyetlen szilárd testként forog, hanem egyes részei eltérő sebességgel forognak, akkor a forgás akár négy naptömegnyi, a Chandrasekhar-határt jóval meghaladó fehér törpe kialakulását is lehetővé teszi.

Az eddigiektől eltérő viselkedésű szupernóva felfedezése nem teszi kétségessé a Világegyetem tágulására eddig gyűjtött adatokat. Az elemzéseknél azonban figyelni kell arra, hogy ilyen rendkívüli szupernóvák adatait ne vegyék figyelembe.

Branch, David: Champagne Supernova. Nature. 443, 21 September 2006. 283-84

Howell, Andrew D. et al.: The Type Ia Supernova SNLS-03D3bb from a Super-Chandrasekhar-mass White Dwarf Star. Nature. 443, 21 September 2006. 308-11

J. L.


Genetika és depresszió


Vajon mitől függ, hogy egy jól ismert és gyakran alkalmazott depresszió elleni szer hatékony-e valakinél vagy nem? Hogyan játszik szerepet ebben az illető örökletes anyaga? A Cornell Egyetem kutatói (Weill Medical College) kidolgozták egy olyan genetikai teszt alapjait, amelynek segítségével megjósolható, hogy a fluoxetin hatóanyagot tartalmazó gyógyszerektől várható-e hatás egy adott betegnél. Azért lenne jelentős egy ilyen teszt, mert a depressziós, szorongó embereknek hetekig szedniük kell egy gyógyszert, míg kiderül, hogy számukra hatékony-e.

Kutatók egy olyan gént vizsgáltak, amelynek mutációja hajlamosít a szorongásra és a depresszióra. A mutáció a kaukázusi rassz tagjainak 20-30 százalékában fordul elő. A Francis Lee által irányított kutatásokban olyan genetikailag módosított egereket hoztak létre, amelyek tartalmazzák a BDNF nevű emberi gén mutációját. Az állatok szorongó és kedélybeteg magatartást mutattak, nemigen érdekelte őket a külvilág – a fluoxetin antidepresszánssal történő kezelés nem javított az állapotukon. Lee-ék szerint kísérleteikből levonható az a következtetés, hogy azok az emberek, akik ugyanilyen mutáns génnel rendelkeznek, feltehetően rosszul reagálnak az olyan depresszióellenes szerekre, amelyek a fluoexetinnel azonos hatásmechanizmussal rendelkeznek, azaz gátolják a szerotonin nevű idegingerület-átvivő anyag idő előtti eltűnését a szinapszisokból (szelektív szerotoninvisszavétel-gátlók).

Korábbi vizsgálatok egyébként a BDNF génről azt állapították meg, hogy egy olyan fehérje termelését irányítja, amely az idegrendszer plaszticitásában, idegsejtek közötti új kapcsolatok kialakításában vesz részt. Ennek jelentősége van a stressz leküzdésében. Lee következtetése, hogy az ilyen hatásmechanizmusú szerek normális körülmények között fokozzák a BDNF által kódolt fehérjék jelenlétét, a mutáns gének működését azonban nem képesek befolyásolni.

Az utóbbi időben több publikáció is megjelent arról, hogy az antidepresszánsok a korábbi elképzelésekkel ellentétben nem azzal javítják a betegek állapotát, hogy növelik vagy fenntartják az agyban a szerotonin „boldogsághormon” szintjét, hanem hogy bizonyos agyterületen segítik az új idegi kapcsolatok kialakítását.

Chen, A.-Y. et al. Science. 2006, 314, 140-43

G. J.



A dohányzás a vesének sem jó


Amerikai kutatók felfedezték, hogy a vesékben is vannak a nikotin megkötésére molekulák. Ez azt jelenti, hogy a nikotin a vesét is pusztíthatja, ami alátámasztja azt a régi megfigyelést, hogy a dohányos vesebetegeknek rosszabbak az életkilátásaik, mint a nem dohányzóknak. Dr. Edgar A. Jaimes (University of Miami, School of Medicine) eredményeiről október elején számolt be az Amerikai Szív Társaság idei konferenciáján San Antonióban. A nikotinreceptorokat a vese szűrő egységein, az ún. vesetestecskék bizonyos sejtjein találták meg. Éppen azokon a sejteken, amelyek a vesebetegekben vesekárosító anyagokat – kollgén, fibronektin – termelnek. Amikor a kutatók vesesejtekhez annyi nikotint adtak, amennyi megfelel egy átlagos dohányos vérében keringő mennyiségnek, a sejtosztódás 30 százalékkal, míg a károsanyag-termelés pedig 50 százalékkal emelkedett. Ha azonban a nikotinkötő helyeket blokkolták, azaz más molekulákkal elfoglaltatták, ezek a hatások mérséklődtek. A vesebetegeknek tehát mindenképpen érdemes felhagyniuk a dohányzással.

www.americanheart.org

G. J.


Jéki László – Gimes Júlia


<-- Vissza a 2006/11 szám tartalomjegyzékére


<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra


[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]