Khám phá bất ngờ: Tia X chi phối sự hình thành tinh thể mới Phát hiện xương gãy, ung bướu và lỗ sâu răng, phân tích nguyên tử trong các chất đa dạng và quét hành lí ở sân bay – nhưng ai biết chúng còn có th+ làm cho các tinh th+ hình thành kia ch+? Một đội gồm các nhà ở trường Đại học Northwestern vừa phát hiện thấy tia X có thể kích hoạt sự hình thành của một loại tinh thể: những dây tóc hình trụ tích điện sắp trật tự giống như một bó bút chì chịu tác dụng của những lực hút, đó là cái chưa biết trong các tinh thể. Hiện tượng tương tự có thể xảy ra tự nhiên trong sinh học, thí dụ trong các sợi cytoskeleton của tế bào, cơ quan điều khiển sự phân chia và di trú tế bào trong các di căn ung thư và nhiều quá trình khác. Kết quả trên, sẽ công bố trên số ratuần này, hôm 29 tháng 1, của tạpchí Science,mở rộngkiến thứcvề các tinh thể, chodù là từ tự nhiên, các dụngcụ kĩ thuật hayphòng thí nghiệm, vàcũng mở ra cánh cửasử dụngtia X để điều khiểncấu trúc của các chất hoặc phát triểnnhững liệupháp y sinh mới lạ. Sự hình thànhtinh thể thường dựa trên các lực hút giữa các nguyên tử hoặc phân tử, khiến cho khámphá Northwesternhoàn toàn bất ngờ. “Đây làmột kết quả rất hấp dẫn và lạ lùng”,phát biểucủa SamuelI. Stupp, tác giả chínhcủa bàibáo.“Các dây tóctích điện nên người ta trông đợi chúng đẩy nhau ra,chứ không tổ chức thành một tinh thể. Mặc dùchúng đẩy nhaura, nhưng chúng tôi tinrằng hàng trămnghìn sợi dây tóc trong cácbó bị bẫy lại bên trong một mạng lưới và hình thành nên một tinhthể để trở nên bền hơn”. Việc khám phá ra những tinh thể mới trên là điều may mắn. Mộtbuổi sáng rất sớmtại Phòng thí nghiệm quốcgia Argonne,các thành viên thuộc đội nghiên cứu của Stupp đã chiếu bức xạ tia X synchrotron vào một dung dịch sợi nano peptidemà họ đang nghiên cứu. (Peptide là những phân tử tổnghợp nhỏ có thể dùng để tạo ra nhữngchất liệu mới) Các nhà nghiên cứu nhìn thấy dungdịch chuyển từ trongsang vẩn đục. “Có mộtsự biếnđổi kịch tính ở cách thứccác dây tóclàm tán xạ bứcxạ”, phátbiểu của tác giả thứ nhấtHonggangCui, một nghiên cứu sinhhậu tiếnsĩ ở phòngthí nghiệm củaStupp. “Tia X biến một cấu trúc mất trật tự thành cái có trật tự - một tinh thể”. Tia X làm tăng điện tích của cácdây tóc, vàdo đó làmtăng lựcđẩy tĩnhđiện chi phối sự kết tinh – một chồngdây tóchình lục giác. Bị bẫy trongmột mạngba chiều,các dây tóctích điện bó lại không có khả năng thoát ra khỏi nhau.Các tinh thể biến mấtkhi tắt tiaX đi, và chấtliệu khôngbị phá hoại gì đáng kể bởi bức xạ tia X. Là một hệ quả của lực đẩy, các dây tóc nằm cách xa nhau, với khoảng cách ch ừng 320angstrom giữa các sợi. Đặc điểm kì lạ này không tìm thấy ở những tinh thể bình thường trong đó các phântử cách nhau chưa tới 5 angstrom. “Có những đạidương nước bên trong tinh thể trên”, Stuppnói. “Hơn99% cấu trúclà nước", Stupp nói.Các nhà nghiên cứu còn quansát thấy khi nồngđộ dây tóc tíchđiện trong dung dịch caohơn, thì những tinh thể giống như vậy hình thành tự phát mà không cần chiếutia X vào chúng. Phát hiện những hành tinh ngoại nóng hơn cả ngôi sao mẹ Một hành tinh khổng lồ với mật độ của bọt Styro là một trong những cụm hành tinh ngoại mới do kính thiên văn Kepler của NASA phát hiện ra. Những hành tinh này quá nóng để thích hợp cho sự sống mà chúng ta biết, mặc dù những khám phá trên, được thực hiện trong vài tuần hoạt động đầu tiên của chiếc kính thiên văn mới, cho thấy Kepler đang ở trên lộ trình đúng đi tìm những người anh em của Trái đất, các nhà nghiên cứu cho biết như vậy. Có hơn 400 hành tinh đã được tìm thấy hiện đang quay xung quanh những ngôi sao khác, nhưng những hành tinh cỡ Trái đất – có lẽ là những nơi thích hợp nhất cho sự sống – vẫn còn hay lảng tránh. Kínhthiên văn Kepler đangquay trên quỹ đạo củaNASA đượcthiết kế để tìm kiếm chúng. Nó đã và đang chăm chú dõi theo 100.000ngôi sao kể từ tháng 4 năm 2009,tìm kiếm những dấu hiệu lumờ trong ánh sángsao tạo ra khicác hành tinh điqua phíatrước ngôi saomẹ của chúng. Trong sáu tuầnquan sát đầu tiên củanó, Keplerđã tìmthấy năm hành tinhmới. Tấtcả đềulà những hành tinhkhổng lồ - bốnhành tinh nặng hơn Mộc tinh và một hành tinh nặngcỡ chừng Hảivương tinh. Chúngđều quay xung quanh ngôi saomẹ của chúng quá gầnnên bề mặtcủa chúng còn nóng hơncả dung nham nóng chảy. “Nhìnvào chúng giống như nhìn vào một lò luyện kim đang hừng hực lửa”, theo lời nhà nghiên cứu chỉ đạo WilliamBorucki,người đã trình bày cáckết quả trẻn vào hôm thứ hairồi tại một cuộc họp của Hội Thiên văn học Hoa Kì ở thủ đô Washington. Nóng và loãng Những hành tinh mới tìm thấy đều kém đậm đặchơn so với trôngđợi dựa trên các mô hìnhhình thànhcác hànhtinh khổng lồ từ chất khí. Một hành tinh,tên gọi là Kepler 7b,đậm đặccỡ polystyrene.Nó rộng cỡ 1,5 lần Mộctinh, nhưngchỉ đặc cỡ một phần mười, khiếnnó là một trong những hành tinh bị khuếch tán nhấttừng được tìm thấy từ trước đến nay. Người ta cho rằng nhiệt là nguyên do gây ra sự sưng phù này, nhưngcơ chế nóng lên vẫnchưa được hiểu rõ – nó có thể là bức xạ sao, sự kéogiật từ phía ngôi sao, hoặc là cáigì đó khác. “Chúng tôi nghĩ đây là thứ cần phải làm vớithực tế là tất cả chúng đều rất gần vớingôi sao mẹ của chúng nhưng chúng tôi chưa tìm thấy nguyên do’, theo lời thànhviên đội nghiên cứu, Dimitar Sasselov thuộc Trungtâm Vật lí thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Massachusetts. Nóng hơn cả ngôi sao mẹ của chúng Các bứcảnh chụp của Keplercũng cho thấy haivật thể còn nónghơn cả ngôi sao mẹ của chúng,với nhiệt độ chừng 10.000o C. Những nhiệt độ này cho thấy cácvật thể trên là những ngôi sao đã co lại gọi là saolùn trắng.Sao lùn trắng thường lớn cỡ bằng Tráiđất, nhưng các quansát của Keplercho thấy những vật thể trên lớn hơn nhiều – vào cỡ kích thước của Mộc tinh. Một lời giải thích khả dĩ là những vật thể trênlà sao lùntrắng đã mất phần lớn khối lượng của chúng ngay từ sớm, làmgiảm đi sự kéo giật hấpdẫn giữ cho các ngôi sao co lại, theo lời RonaldGilliland thuộc Viện Khoahọc Kính thiên văn vũ trụ ở Baltimore,Maryland. Mặcdù những hành tinh mới hết sứcnóng, nhưng cácthành viên sứ mệnh nghiêncứu nói việctìm thấychúng báo hiệu tintốt lành chokhả năngcủa Kepler pháthiện ra nhữngngười anhem củaTrái đất. “[Chúng] chắc chắn không phải là nơi để tìm kiếm sự sống. Chuyện gì đến rồi sẽ đến sau này thôi”,Borucki nói. Việc phát hiện dứt khoát của những hành tinh ngoại đòi hỏi ítnhất bốn sự kiệnlu mờ ánhsáng, nghĩalà việc phát hiệncác hànhtinh cỡ Trái đất quaytrên những quỹ đạo nhiều năm vẫn cònxa ở phía trước. . Khám phá bất ngờ: Tia X chi phối sự hình thành tinh thể mới Phát hiện x ơng gãy, ung bướu và lỗ sâu răng, phân tích nguyên tử trong. làm cho các tinh th+ hình thành kia ch+? Một đội gồm các nhà ở trường Đại học Northwestern vừa phát hiện thấy tia X có thể kích hoạt sự hình thành của một loại tinh thể: những dây tóc hình trụ tích. củaStupp. Tia X biến một cấu trúc mất trật tự thành cái có trật tự - một tinh thể . Tia X làm tăng điện tích của cácdây tóc, vàdo đó làmtăng lựcđẩy tĩnhđiện chi phối sự kết tinh – một chồngdây tóchình