Il rivelatore LIGO, vincitore del premio Nobel, e altri 70 telescopi hanno lavorato insieme per la prima volta per registrare il modo in cui due stelle di neutroni si sono fuse insieme. Secondo Science, questa è la svolta scientifica più significativa del 2017.
La top ten include anche un nostro cugino precedentemente sconosciuto, nuovi trattamenti per malattie gravi, un nuovo modo di riparare i geni e informazioni su un'origine molto più antica della nostra specie.
1. Collisioni di stelle di neutroni
Il rivelatore LIGO ha dimostrato ancora una volta che un'era completamente nuova era iniziata nell'astronomia. Il 17 agosto di quest'anno, ha registrato il segnale più forte di sempre, proveniente da due stelle di neutroni che si sono fuse insieme in una galassia distante 130 milioni di anni luce.
Il rilevatore LIGO ha continuato a essere il numero 1 nell'elenco delle più grandi scoperte scientifiche lo scorso anno, e quest'anno il premio Nobel per la fisica è andato a Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne per il loro lavoro con esso.
Il fisico e astronomo americano Kip Thorne.
Ma l'evento del 17 agosto è degno di un altro primo posto. LIGO aveva precedentemente registrato onde gravitazionali da quattro collisioni di buchi neri. Questa volta, per la prima volta, gli astronomi hanno visto la collisione di due stelle luminose, che può essere registrata anche da un normale telescopio, e hanno immediatamente inviato un messaggio ai loro colleghi di tutto il mondo: qualcosa di interessante sta accadendo nel cielo stellato.
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LIGO e il rilevatore di onde gravitazionali European Virgo, oltre a circa 70 diversi telescopi, hanno seguito la danza della morte di due stelle di neutroni e cascate di luce, oro, platino e altri elementi pesanti che, quando si sono scontrati, sono stati lanciati nello spazio.
Le stelle di neutroni sono molto dense, sono come nuclei atomici giganti di 10 chilometri di diametro e possono pesare una volta e mezza di più del Sole. Ora, per la prima volta, gli astronomi hanno avuto l'opportunità di testare le loro teorie su come si formano gli elementi pesanti durante le loro collisioni.
Le onde gravitazionali misurate da LIGO e Virgo sono solo piccole increspature nello spazio composte da corpi celesti veramente pesanti. La capacità di misurarli dà accesso a conoscenze completamente nuove, come se collegassimo il suono a un film muto su un'orchestra sinfonica. Il 17 agosto, per la prima volta, questo suono di LIGO e Virgo è stato combinato con un'immagine ottenuta in altri osservatori, e abbiamo potuto ascoltare il primo pezzo dell'intero concerto dell'universo.
2. Nuove grandi scimmie nella famiglia
Quest'anno abbiamo un nuovo cugino, un orangutan precedentemente sconosciuto che vive nel nord di Sumatra. Fino a questo punto, sei specie erano classificate come grandi scimmie: scimpanzé, scimpanzé pigmeo, due specie di gorilla, nonché l'orango di Kalimantan (Pongo pygmaeus) nel Borneo e l'orango di Sumatra (Pongo abelii) a Sumatra. La nuova specie, chiamata orango Tapanul (Pongo tapanuliensis), vive sull'altra sponda del Lago Toba, a soli cento chilometri dall'orango di Sumatra, e ne differisce geneticamente e nel comportamento. Sembra essere il più antico dei tre. Solo 800 rappresentanti di questa specie rimangono in natura e la loro esistenza è minacciata dalla prevista costruzione di una diga.
Un orango di nome Pacquiao con il proprietario dello zoo di Malabon a Manila, nelle Filippine.
3. Vita filmata a livello atomico
Il fatto che la svolta, premiata quest'anno dal Comitato Nobel, sia entrata nella top ten della Scienza, è piuttosto insolita. Di solito il comitato richiede molto più tempo. Ma quest'anno tra i primi dieci - non solo l'evento contrassegnato dal Premio Nobel per la fisica, ma anche il microscopio crioelettronico, le cui fondamenta sono state poste dai vincitori del premio per la chimica. Grazie a questa tecnologia, gli scienziati possono esaminare le molecole cellulari fino al livello atomico che nessun altro microscopio è in grado di distinguere e persino creare filmati da questi singoli momenti per mostrare come le molecole si muovono e interagiscono tra loro.
4. I biologi condividono articoli
I fisici sono seguiti da biologi che hanno trovato un modo per condividere tra loro articoli scientifici inediti. Gli abbonamenti alle pubblicazioni scientifiche sono costosi e ci vuole molto tempo prima che i risultati del lavoro arrivino. Per i lavori in fisica, matematica e astronomia, il database arXiv esiste dal 1991. Lì, tutti possono accedere rapidamente ai risultati del lavoro ed esprimere critiche costruttive prima che l'autore invii un articolo per la revisione formale a una pubblicazione scientifica. Quest'anno, un progetto per una base simile per biologi chiamato bioRxiv ha guadagnato slancio.
5. Fissare il gene
Ci sono fino a 60mila anomalie genetiche note associate a malattie umane. Quasi 35.000 di loro sono spiegati da un singolo errore in un singolo blocco composto del codice genetico A, C, G e T. Le forbici genetiche Crispr, che hanno ottenuto il primo posto nella classifica di Science 2015, possono tagliare e isolare un gene, ma sono molto meno adatte per sostituire una "lettera" del codice genetico. Gli scienziati dell'Università di Harvard hanno creato un nuovo strumento che consente di convertire chimicamente C errato in T, e quindi G errato in A. Un gruppo di scienziati del Broad Institute è riuscito a fare lo stesso con il "cugino" della molecola di DNA - RNA.
6. Trattamento che non dipende da dove si annida il cancro
Il farmaco antitumorale pembrolizumab (commercializzato con il nome Keytruda) è stato approvato negli Stati Uniti a maggio. Non sembrerebbe così straordinario. Il farmaco è già stato approvato per il trattamento del melanoma maligno, ad esempio. Ma ora può essere utilizzato per tutte le forme di cancro, se i meccanismi che correggono gli errori che si verificano durante la copia del nostro DNA non funzionano correttamente nei pazienti. 86 pazienti in condizioni critiche con 12 diversi tipi di cancro sono stati trattati con pembrolizumab e più della metà di loro ha avuto il tumore ridotto. Questi risultati possono portare alla creazione di una nuova strategia di controllo del cancro.
7. L'atmosfera terrestre 2,7 milioni di anni fa
Ci sono bolle nel ghiaccio dell'Antartide, in cui è stata preservata l'aria del passato. Gli scienziati sono stati in grado di perforare 2,7 milioni di anni di ghiaccio, 1,7 milioni di anni in più rispetto al record precedente. Il ghiaccio si riferisce al periodo in cui le fluttuazioni tra le ere glaciali e il riscaldamento erano appena all'inizio e le prime analisi mostrano che la proporzione di anidride carbonica nell'atmosfera era allora molto inferiore a quella odierna. Gli scienziati ora vogliono perforare il ghiaccio vecchio di cinque milioni di anni, risalente a un'epoca in cui la quantità di gas serra era più o meno la stessa di oggi.
Pinguino imperatore su un lastrone di ghiaccio alla deriva in Antartide.
8. L'Homo sapiens è più antico di quanto pensassimo
Quest'anno le idee sul luogo e il tempo dell'apparizione della nostra specie sono cambiate. Fino ad ora, i fossili più antichi che si ritiene appartenessero all'Homo sapiens provenivano dall'Etiopia di 200mila anni, ma i nostri antenati, a quanto pare, esistevano già 300mila anni fa nel territorio dell'attuale Marocco. Ciò è dimostrato dai teschi e dagli strumenti trovati nella grotta di Jebel Irhud, un centinaio di chilometri a ovest di Marrakech. I minatori vi trovarono un teschio nel 1961, ma fino a quando l'antropologo Jean-Jacques Hublin non condusse nuovi scavi, si riteneva che questo teschio fosse più giovane e appartenesse a un Neanderthal africano.
9. Innovazione nella terapia genica
L'atrofia del midollo spinale è una malattia devastante. I bambini con la forma più grave del primo tipo muoiono molto spesso prima di raggiungere i due anni. La funzione muscolare diminuisce gradualmente e alla fine i bambini perdono la capacità di respirare da soli. Ma ora c'è speranza. Dei 12 bambini che hanno ricevuto dosi elevate di terapia genica, tutti tranne uno hanno potuto mangiare, sedersi e parlare. Due iniziarono a camminare.
E questo non è stato l'unico passo avanti nella terapia genica in un anno. Ad esempio, un ragazzo ha ricevuto una nuova pelle e sono stati approvati due trattamenti per il cancro del sangue che ottimizzano le cellule immunitarie dei pazienti.
10. Piccolo rivelatore di neutrini
Un neutrino è una piccola particella non carica che pesa meno di un milionesimo di elettrone e può passare liberamente attraverso l'intera Terra. Pertanto, è molto difficile studiarlo. Fino ad ora, erano necessari rilevatori enormi come il Super-Kamiokande, un gigantesco serbatoio d'acciaio contenente 50.000 tonnellate di acqua ultrapura in una miniera in Giappone, o l'IceCube, che utilizza chilometri cubi per sondare queste particelle. Ghiaccio antartico. Quest'anno, gli scienziati sono stati in grado di vedere i neutrini utilizzando un tipo di rivelatore completamente nuovo, che è abbastanza mobile e pesa poco più di 14 chilogrammi.
L'IceCube Neutrino Observatory si trova nelle vicinanze del Polo Sud in Antartide. Foto d'archivio.
Fiasco scientifico dell'anno
Anche prima che Donald Trump assumesse la presidenza degli Stati Uniti, molti scienziati hanno espresso grande preoccupazione per il suo rapporto con la scienza. E questa non era un'esagerazione. Nel suo primo anno in carica, Trump ha deciso, tra le altre cose, che gli Stati Uniti dovrebbero ritirarsi dall'accordo di Parigi sul clima, ha reso le persone ostili alla scienza come leader, ad esempio, del dipartimento dell'ambiente e ha tagliato i fondi stanziati per la scienza. Inoltre, non si è nominato alcun consulente scientifico. Ma tutto ciò ha portato anche scienziati di tutto il mondo alla Marcia in Difesa della Scienza, che non era mai avvenuta prima.
Altri fiasco includono l'abbandono dei tentativi di salvare la focena della California dall'estinzione e le informazioni sulle molestie sessuali nella comunità scientifica.
Maria Gunther, Amina Manzoor
