Исследователи, использующие в Лос-Аламосе уникальную нейтронную визуализацию и высокоэнергетическое рентгеновское излучение, выявили внутреннюю структуру ископаемого черепа тираннозавроидного динозавра возрастом 74 миллиона лет по прозвищу Бисти-Зверь. когда-либо сделанное сканирование черепа тираннозавра с разрешением. Полученные результаты добавляют новую часть головоломки того, как эти хищники эволюционировали на протяжении миллионов лет.
"Обычно мы смотрим на множество толстых, плотных объектов в Лос-Аламосе в рамках оборонных программ, но Музей естественной истории и науки Нью-Мексико заинтересовался изображением очень крупного окаменелости, чтобы узнать, что внутри", - сказал Рон Нельсон из физического отдела лаборатории. Нельсон был частью команды, в которую входили сотрудники Лос-Аламосской национальной лаборатории, музея, Университета Нью-Мексико и Эдинбургского университета. «Оказывается, нейтроны высоких энергий - интересный и уникальный способ получить изображение чего-то такого размера».
Результаты помогли команде определить синус черепа и структуру черепа. Первоначальный просмотр компьютерно-томографических (КТ) срезов показал сохранение непрорезавшихся зубов, полости головного мозга, внутренней структуры в некоторых костях, полостей пазух, путей некоторых нервов и кровеносных сосудов и других анатомических структур. Эти методы визуализации произвели революцию в изучении палеонтологии за последнее десятилетие, позволив палеонтологам получить важные сведения об анатомии, развитии и сохранении важных образцов. Члены группы представят свои выводы по ископаемому Bistahieversor sealeyi 23 августа на ежегодном собрании Общества палеонтологии позвоночных в Калгари, Альберта.
Чтобы заглянуть внутрь 40-дюймового черепа, который был найден в 1996 году в дикой местности Бисти/Де-На-Зин недалеко от Фармингтона, штат Нью-Мексико, команда из Лос-Аламоса объединила нейтронную и рентгеновскую компьютерную томографию для извлечения анатомической информации, не доступным иным образом и без риска повреждения незаменимого ископаемого. Лос-Аламос - одно из немногих мест в мире, где можно использовать оба метода на образцах от очень маленьких до очень больших масштабов.
Толщина черепа требовала рентгеновских лучей с более высокой энергией, чем те, которые обычно доступны для адекватного проникновения в окаменелость. Микротронный ускоритель электронов Лаборатории производил достаточно высокоэнергетическое рентгеновское излучение.
Чтобы получить альтернативный вид внутри черепа, команда также использовала недавно разработанный метод визуализации высокоэнергетических нейтронов с нейтронами, произведенными протонным ускорителем в Лос-Аламосском центре нейтронных исследований (LANSCE). Нейтроны взаимодействуют с ядрами, а не с электронами в черепе, как это происходит с рентгеновскими лучами, и поэтому обладают разной чувствительностью к элементам. Это дает информацию, дополняющую информацию, полученную с помощью рентгеновских лучей.
Исследование команды освещает место Бисти Зверя в эволюционном древе, кульминацией которого стал Tyrannosaurus rex.
«Компьютерная томография помогает нам понять, как разные виды в семействе тираннозавров связаны друг с другом и как они развивались», - сказал Томас Уильямсон, куратор отдела палеонтологии в музее Нью-Мексико. «Бистахиверсор представляет собой самого базального тираннозавра, обладающего большеголовым приспособлением для дробления костей и почти наверняка маленькими передними конечностями. около 66 миллионов лет назад Bistahieversor жил почти за 10 миллионов лет до T. rex, но он также был выжившим членом линии, которая сохранила многие из примитивных черт даже из более далекого прошлого, ближе к тому времени, когда тираннозавры перешли к дроблению костей."
Череп Bisti Beast на сегодняшний день является крупнейшим объектом, для которого в Лаборатории были выполнены полное нейтронное и рентгеновское компьютерное сканирование с высоким разрешением, и потребовались инновации как для изображения всего черепа, так и для обработки реконструкции изображения. из полученных больших наборов данных.
Эта работа продвигает современные возможности визуализации в Лаборатории и уже доказала свою полезность в визуализации более крупных программных элементов, связанных с миссией Лаборатории по национальной безопасности.