Άστρα νετρονίων (pulsars)

[Δροσος Γεωργιος]

Μια τέλεια σφαιρική έκρηξη στο σύμπαν.

Μια σύγκρουση δύο άστρων νετρονίων που παρήγαγε μια έκρηξη με μορφή τέλειας σφαίρας, ανακάλυψαν Ευρωπαίοι αστροφυσικοί. Παραμένει μυστήριο, όπως είπαν, το πώς συμβαίνει κάτι τέτοιο.

 Οι ερευνητές από τη Δανία, τη Γερμανία, τη Βρετανία, τη Φινλανδία και το Ισραήλ, με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature» [Spherical symmetry in the kilonova AT2017gfo/GW170817].

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05616-x

Η ανακάλυψη αφορά μια βίαιη έκρηξη κιλονόβα που είχε αρχικά ανιχνευθεί το 2017 από τα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων LIGO (ΗΠΑ) και Virgo (Ευρώπη) σε έναν γαλαξία σε απόσταση 140 εκατομμυρίων ετών από τη Γη στην κατεύθυνση του αστερισμού της Ύδρας.Η κατοπινή παρατήρηση της έκρηξης με την ονομασία AT2017gfo/GW170817 από το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Παρατηρητηρίου (ESO) στη Χιλή αποκάλυψε ότι ότι ήταν απόλυτα συμμετρική και τέλεια σφαιρική, κάτι μη αναμενόμενο.«Κανένας δεν περίμενε η έκρηξη να μοιάζει έτσι. Δεν έχει νόημα που είναι έτσι σφαιρική σαν μπάλα. Όμως οι υπολογισμοί μας σαφώς δείχνουν ότι αυτό συμβαίνει. Αυτό πιθανώς σημαίνει ότι οι θεωρίες και οι προσομοιώσεις των κιλονόβα που έχουμε κάνει κατά τα τελευταία 25 χρόνια εμφανίζουν ελλείψεις σημαντικής Φυσικής», δήλωσε ο αναπληρωτής καθηγητής Ντάραχ Γουάτσον του Ινστιτούτου Νιλς Μπορ της Κοπεγχάγης. «Ο πιθανότερος τρόπος να γίνει μια έκρηξη σφαιρική, είναι μια τεράστια ποσότητα ενέργειας να απελευθερώνεται από το κέντρο της έκρηξης και να δημιουργεί στη συνέχεια ένα σχήμα που κανονικά δεν θα διέθετε συμμετρία. Συνεπώς το σφαιρικό σχήμα μας λέει ότι πιθανώς υπάρχει πολλή ενέργεια στον πυρήνα της έκρηξης, κάτι που δεν είχε προβλεφθεί», ανέφερε ο επικεφαλής ερευνητής ‘Αλμπερτ Σνέπεν.Τα άστρα νετρονίων (πάλσαρ) είναι άκρως συμπυκνωμένα άστρα αποτελούμενα κυρίως από νετρόνια και συνήθως έχουν διάμετρο μόνο 20 χιλιομέτρων, όμως έχουν βάρος σχεδόν διπλάσιο του Ήλιου. Ένα κουταλάκι ύλης από άστρο νετρονίων ζυγίζει περίπου όσο το όρος Έβερεστ.Όταν δύο άστρα νετρονίων συγκρούονται, συμβαίνει το εκρηκτικό φαινόμενο της κιλονόβα, καθώς ενώνονται αρχικά σε ένα ενιαίο τεράστιο άστρο νετρονίων, το οποίο μετά καταρρέει σε μαύρη τρύπα. Θεωρητικά οι κιλονόβα είχαν προβλεφθεί από το 1974, αλλά για πρώτη φορά παρατηρήθηκαν σαφώς το 2013.

https://physicsgg.me/2023/02/16/μια-τέλεια-σφαιρική-έκρηξη-στο-σύμπαν/

Το επεξεργάστηκε Φεβρουάριος 16, 2023 ο Δροσος Γεωργιος

[Δροσος Γεωργιος]

Σπάνιο δίδυμο άστρων θα εκραγεί «λούζωντας» το Σύμπαν με χρυσό (βίντεο)

Καλλιτεχνική απεικόνιση μια έκρηξης από σύγκρουση άστρων νετρονίου (πηγή φωτό Robin Dienel/Carnegie Institution for Science)

Ένα εντυπωσιακό κοσμικό φαινόμενο εξελίσσεται σε απόσταση 11 χιλιάδων ετών φωτός.Με δημοσίευση

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05618-9.epdf?sharing_token

 της στην επιθεώρηση «Nature» ερευνητική ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου Embry-Riddle Aeronautical University στις ΗΠΑ παρουσιάζουν ένα εξαιρετικά σπάνιο, εντυπωσιακό και σημαντικό από πολλές απόψεις κοσμικό φαινόμενο. Σε απόσταση 11,400 ετών φωτός από τη Γη υπάρχει ένα δυαδικό σύστημα που αποτελείται από δύο σπάνιου τύπου αστέρες νετρονίου. Το σύστημα έχει την κωδική ονομασία CPD-29 2176 και σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία στο Σύμπαν ανά δέκα δισ. δυαδικά συστήματα αντιστοιχεί μόλις ένα σύστημα σαν το CPD-29 2176. Στο γαλαξία μας που εκτιμάται ότι διαθέτει 200-400 δισ. άστρα έχουν εντοπιστεί μόλις δέκα τέτοια δυαδικά συστήματα.Πραγματοποιώντας παρατηρήσεις με το τηλεσκόπιο SMARTS στη Χιλή οι ερευνητές αναφέρουν ότι τα δύο άστρα μπορεί κάποια στιγμή να συγχωνευτούν προκαλώντας μια έκρηξη κιλονόβα, ένα από τα πλέον βίαια και πολυσύνθετων αποτελεσμάτων φαινόμενα στο Σύμπαν. Οι εκρήξεις κιλονόβα παράγουν μια έντονη λάμψη ραδιενεργού φωτός και μεγάλες ποσότητες σημαντικών στοιχείων όπως ασήμι, χρυσός, πλατίνα και ουράνιο.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η ανακάλυψή τους θα ρίξει φως στον μηχανισμό πρόκλησης αυτών των εκρήξεων που παραμένει εν πολλοίς μυστηριώδης για τους επιστήμονες. Η αποκωδικοποίηση των εκρήξεων κιλονόβα μπορεί με τη σειρά της να ρίξει φως στην προέλευση των βαρύτερων χημικών στοιχείων του Σύμπαντος τα οποία είναι και αυτά που ευθύνονται για την ποικιλομορφία του.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1441798/spanio-didymo-astron-tha-ekragei-loyzontas-to-sympan-me-chryso-vinteo/

[Δροσος Γεωργιος]

Μια σύγκρουση αστέρων νετρονίων.

Όταν ένα τεράστιο άστρο πεθαίνει σε μια έκρηξη σουπερνόβα, μπορεί να αφήσει πίσω του ένα μικρό, αλλά πολύ πυκνό υπόλειμμα που ονομάζεται άστρο νετρονίων. Μερικές φορές, δύο άστρα νετρονίων παγιδεύονται σε έναν βαρυτικό εναγκαλισμό, εκπέμποντας βαρυτικά κύματα καθώς χορεύουν το ένα γύρω από το άλλο για εκατομμύρια χρόνια. Όταν τελικά το ζεύγος καταλήγει στην αναπόφευκτη σύγκρουση, παράγεται φως που καλύπτει όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και πραγματοποιούνται πυρηνικές αντιδράσεις διαμέσου των οποίων δημιουργούνται βαρέα στοιχεία όπως ο χρυσός και ο λευκόχρυσος.Σε μια πρόσφατη δημοσίευση στο περιοδικό Astrophysical Journal, οι Luciano Combi και Daniel M. Siegel προσομοίωσαν τις πυρηνικές αντιδράσεις και την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που παράγεται μετά την συγχώνευση ζεύγους άστρων νετρονίων.

Η παραπάνω εικόνα δείχνει τα τέσσερα στάδια της προσομοίωσης των Combi και Siegel, από την στιγμή λίγο πριν την σύγκρουση των άστρων νετρονίων, όταν η αμοιβαία βαρύτητα τους τα παραμορφώνει δίνοντάς τους το σχήμα δακρύων, έως το αποτέλεσμα της συγχώνευσης όταν ένας δίσκος προσαύξησης τροφοδοτεί το μοναδικό άστρο που απομένει.

Περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες σχετικά με την προσομοίωση στη δημοσίευση με τίτλο: «GRMHD Simulations of Neutron-star Mergers with Weak Interactions: r-process Nucleosynthesis and Electromagnetic Signatures of Dynamical Ejecta«

https://physicsgg.me/2023/03/21/μια-σύγκρουση-αστέρων-νετρονίων/

 

[Δροσος Γεωργιος]

Εντοπίστηκε για πρώτη φορά κοσμική έκρηξη που οι επιστήμονες γνώριζαν ότι υπάρχει μόνο στα… χαρτιά.

πηγή φωτό MIT

Πρόκειται για μια σύγκρουση άστρων που βρίσκονταν κοντά σε μια μαύρη τρύπα.Μια σπάνια κοσμική έκρηξη εντοπίστηκε σε ένα πανάρχαιο γαλαξία η οποία προκλήθηκε από ένα φαινόμενο που οι επιστήμονες είχαν προβλέψει στη θεωρία αλλά δεν είχαμε μέχρι σήμερα ανιχνεύσει. Διεθνής ερευνητική ομάδα εντόπισε με τη βοήθεια διαστημικών και επίγειων τηλεσκοπίων μια έκρηξη ακτίνων γ σε ένα ελλειπτικό γαλαξία που βρίσκεται σε απόσταση περίπου τριών δισ. ετών φωτός από τη Γη.Σύμφωνα με τους ερευνητές η έκρηξη αυτή πιθανώς προκλήθηκε από τη σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων (εξαιρετικής πυκνότητας υπολείμματα άστρων) στο χαοτικό περιβάλλον που δημιουργεί η παρουσία μιας γιγάντιας μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξίοα. Η πυκνότητα των άστρων νετρονίων είναι τέτοια που μπορούν να συγκεντρώσουν μάζα παρόμοια με αυτή του Ήλιου σε μια σφαίρα έκτασης όσο μια πόλη στη Γη.Οι τρομερές βαρυτικές δυνάμεις που ασκούνται από τη μαύρη τρύπα στο γαλαξιακό κέντρο μπορούν ανάμεσα στα άλλα να διαταράξουν την κίνηση των κοντινών αστεριών και άλλων διαστημικών σωμάτων αυξάνοντας τις πιθανότητες συγκρούσεων δημιουργώντας ένα σκηνικό «κοσμικών κατεδαφίσεων» όπως χαρακτηρίζουν τα φαινόμενα που συμβαίνουν σε αυτό το περιβάλλον οι ερευνητές.«Τα περισσότερα αστέρια στο Σύμπαν πεθαίνουν με προβλέψιμο τρόπο, ο οποίος βασίζεται απλώς στη μάζα τους. Αυτή η έρευνα δείχνει μια νέα διαδρομή προς την αστρική καταστροφή. Η ιδέα ότι τα αστέρια μπορούν επίσης να πεθάνουν μέσω συγκρούσεων σε εξαιρετικά πυκνές περιοχές υπάρχει τουλάχιστον από τη δεκαετία του 1980. Έτσι περιμέναμε 40 χρόνια να βρεθούν οι υπογραφές παρατήρησης του φαινομένου» λέει ο Αντριου Λεβάν του Πανεπιστημίου Radboud στην Ολλανδία, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1487293/entopistike-gia-proti-fora-kosmiki-ekrixi-poy-oi-epistimones-gnorizan-oti-yparchei-mono-sta-chartia/

[Δροσος Γεωργιος]

Αστέρας νετρονίων με εξωπραγματική ακτινοβολία δημιουργεί νέο κλάδο στην αστρονομία (βίντεο)

Στη φωτογραφία το εξωτικό Πάλσαρ των Ιστίων. πηγή φωτό (cience Communication Lab for DESY)

Εκπληκτική και αναπάντεχη ανακάλυψη σε κοντινό στη Γη πάλσαρ.Σε απόσταση περίπου χιλίων ετών φωτός από τη Γη στον αστερισμό των Ιστίων βρίσκεται ένα από τα πιο κοντινά αλλά και ταυτόχρονα ιδιαίτερα πάλσαρ όπως ονομάζονται οι αστέρες νετρονίων.Αστέρας νετρονίων ονομάζεται η μία από τις τρεις μορφές των μόνιμων τελικών υπολειμμάτων της εξέλιξης ενός αστέρα: είναι το ένα είδος «αστρικού πτώματος» (τα άλλα δύο είναι ο λευκός νάνος και η μαύρη τρύπα). Ο αστέρας νετρονίων σχηματίζεται από τη βαρυτική κατάρρευση ενός άστρου μεγάλης μάζας μετά από μία έκρηξη σουπερνόβα. Πρόκειται για εξωτικά κοσμικά σώματα που περιστρέφονται με τρομερές ταχύτητες και έχουν απίστευτη πυκνότητα ενώ συντελούνται διάφορα πολύ έντονα κοσμικά φαινόμενα τα οποία προσπαθούν οι επιστήμονες να κατανοήσουν ενώ ανακαλύπτονται συνεχώς νέα εντυπωσιακά άγνωστα φαινόμενα που συμβαίνουν στα πάλσαρ.Το πάλσαρ στο αστερισμό των Ιστίων έχει λάβει το ίδιο όνομα με τον αστερισμό δηλαδή Πάλσαρ των Ιστίων και οι εκτιμήσεις των ειδικών είναι ότι έχει πολύ νεαρή ηλικία που δεν ξεπερνάει τα 13 χιλιάδες έτη. Περιστρέφεται περίπου 12 φορές το δευτερόλεπτο και η πυκνότητα του είναι τέτοια που μια ποσότητα ύλης που θα χωρούσε σε ένα κουτάλι έχει βάρος ίσο με αυτό του όρους Έβερεστ λένε οι επιστήμονες.Ερευνητική ομάδα ανακοίνωσε ότι οι παρατηρήσεις που έγιναν στο Πάλσαρ των Ιστίων με τα όργανα του αστεροσκοπείου HESS στη Ναμίμπια έδειξαν ότι αυτό το πάλσαρ εξέπεμψε την ισχυρότερη ακτινοβολία γάμμα που έχει εντοπιστεί να εκπέμπει ένα άστρο νετρονίου μέχρι σήμερα.Οι ερευνητές κάνουν λόγο για ισχύ 20 τεραηλεκτρονιοβόλτ (20 TeV) όταν όλα τα πάλσαρ που γνωρίζουμε εκπέμπουν ακτινοβολία επιπέδου γιγαηλεκτρονιοβόλτ και η μεγαλύτερη εκπομπή ακτινοβολίας από πάλσαρ μέχρι σήμερα ήταν της τάξης του ενός τεραηλεκτρονιοβόλτ. Η διαφορά όπως είναι ευνόητο είναι χαώδης σε σχέση με όσα γνωρίζαμε μέχρι σήμερα και η επιστημονική κοινότητα καλείται να βρει απαντήσεις σε αυτό το μυστηριώδες φαινόμενο.

Η ανακάλυψη είναι σημαντική εκτός των άλλων γιατί το πάλσαρ αυτό είναι με κοσμικούς όρους σε αρκετά κοντινή απόσταση από τη Γη και τέτοιες εκπομπές ακτινοβολίας μπορεί να επηρεάσουν την γαλαξιακή μας γειτονιά με τρόπους που δεν φανταζόμαστε ακόμη. Τα άστρα νετρονίου αναφέρονται συχνά από την επιστημονική κοινότητα ως «κοσμικά εργαστήρια» κάτι που και αυτή η ανακάλυψη επιβεβαιώνει. Οι ερευνητές κάνουν μάλιστα λόγο για ένα νέο κλάδο αστρονομίας. «Η αστρονομία πάλσαρ TeV γεννήθηκε» λέει ο Αρατσε Ντζανάτι-Ατάι του εργαστηρίου Αστροσωματιδίων και Κοσμολογίας στη Γαλλία, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1522323/asteras-netronion-me-exopragmatiki-aktinovolia-dimioyrgei-neo-klado-stin-astronomia-vinteo/

 

 

[Δροσος Γεωργιος]

Δείτε την «τέλεια έκρηξη» στο Διάστημα που μπορεί να εξαφανίσει τη ζωή στη Γη (βίντεο)

Η έκρηξη κιλονόβα δύο άστρων νετρονίου μπορεί να απειλήσει τη ζωή στη Γη. πηγή φωτό. ( Robin Dienel/Carnegie Institution for Science)

Αν μια έκρηξη κιλονόβα συμβεί κοντά στον πλανήτη μας.Ένα από τα πιο βίαια, εντυπωσιακά και ταυτόχρονα μυστηριώδη φαινόμενα στο Σύμπαν μπορεί δυνητικά να απειλήσει την ανθρωπότητα και γενικότερα να μετατρέψει τη Γη σε ένα αφιλόξενο για τη ζωή πλανήτη. Πρόκειται για την αποκαλούμενη «τέλεια έκρηξη» στο Σύμπαν. Το φαινόμενο αφορά τη σύγκρουση δύο άστρων νετρονίων που παράγει μια έκρηξη με μορφή τέλειας σφαίρας.Τα άστρα νετρονίων (πάλσαρ) είναι άκρως συμπυκνωμένα άστρα αποτελούμενα κυρίως από νετρόνια και συνήθως έχουν διάμετρο μόνο 20 χιλιομέτρων, όμως έχουν βάρος σχεδόν διπλάσιο του Ήλιου. Ένα κουταλάκι ύλης από άστρο νετρονίων ζυγίζει περίπου όσο το όρος Έβερεστ. Όταν δύο άστρα νετρονίων συγκρούονται, συμβαίνει το εκρηκτικό φαινόμενο της κιλονόβα, καθώς ενώνονται αρχικά σε ένα ενιαίο τεράστιο άστρο νετρονίων, το οποίο μετά καταρρέει σε μαύρη τρύπα. Θεωρητικά οι κιλονόβα είχαν προβλεφθεί από το 1974, αλλά για πρώτη φορά παρατηρήθηκαν σαφώς το 2013.Με δημοσίευση της ερευνητική ομάδα παρουσιάζει τα αποτελέσματα της μελέτης που έκανε για τις επιπτώσεις που θα υπάρξουν στη Γη αν μια κιλονόβα συμβεί σε σχετικά κοντινή απόσταση από τον πλανήτη μας. «Βρήκαμε ότι εάν συνέβαινε μια συγχώνευση άστρων νετρονίων σε απόσταση περίπου 36 ετών φωτός από τη Γη, η προκύπτουσα ακτινοβολία θα μπορούσε να προκαλέσει ένα γεγονός σε επίπεδο εξαφάνισης της ζωής στον πλανήτη» δηλώνει ο Χέιλ Πέρκινς, επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Urbana-Champaign στις ΗΠΑ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι αν φτάσει στη Γη η καταστροφική ακτινοβολία μιας κιλονόβα θα καταστραφούν τα προστατευτικά για τη ζωή στρώματα της ατμόσφαιρας όπως αυτό του όζοντος και θα χρειαστούν πολλές χιλιάδες χρόνια μέχρι ο πλανήτης να συνέλθει. Το μόνο παρήγορο που επισημαίνουν και οι ειδικοί είναι ότι πρόκειται για ένα ιδιαίτερα σπάνιο φαινόμενο στο Σύμπαν ενώ επίσης δεν έχουν εντοπιστεί δυαδικά συστήματα άστρων νετρονίων σε πολύ κοντινές απόστάσεις από τη Γη άρα οι πιθανότητες να αντιμετωπίσουμε αυτόν τον κίνδυνο είναι πολύ περιορισμένες.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1531974/deite-tin-teleia-ekrixi-sto-diastima-poy-mporei-na-exafanisei-ti-zoi-sti-gi-vinteo/

 

[Δροσος Γεωργιος]

Χρυσωρυχείο από την σύγκρουση αστέρων νετρονίων.

Οι αστέρες νετρονίων αποτελούν το τελευταίο στάδιο της ζωής άστρων μεγάλης μάζας και συγκεντρώνουν ένα μεγάλο μέρος της αρχικής αστρικής μάζας σε μια υπερπυκνή σφαιρική περιοχή με διάμετρο περίπου δέκα χιλιομέτρων μόνο. Στις 17 Αυγούστου 2017, οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων LIGO και Virgo εντόπισαν για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα που παράχθηκαν από την σύγκρουση άστρων νετρονίων. Ήταν η πρώτη φορά επίσης, που ο εντοπισμός των βαρυτικών κυμάτων συνοδευόταν από τερατώδεις εκρήξεις ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, συμπεριλαμβανομένης και έκρηξης ακτίνων γάμμα. Μια διεθνής ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει μια μέθοδο για την ταυτόχρονη μοντελοποίηση αυτών των παρατηρήσιμων σημάτων μιας έκρηξης kilonova. Αυτό τους έδωσε τη δυνατότητα να περιγράψουν με ακρίβεια τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας συγχώνευσης άστρων νετρονίων, πώς συμπεριφέρεται η πυρηνική ύλη υπό ακραίες συνθήκες και γιατί ο χρυσός στη Γη πρέπει να έχει δημιουργηθεί κατά την διάρκεια τέτοιων γεγονότων.

Προσομοίωση της εκτίναξης ύλης από την συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων. Το κόκκινο χρώμα δείχνει εκτοξευόμενη ύλη με υψηλό κλάσμα νετρονίων και το μπλε χρώμα δείχνει υλικό με υψηλότερο κλάσμα πρωτονίων.

Νέα μέθοδος μελέτης των κοσμικών ορυχείων χρυσού – Καλύτερη ανάλυση των συγκρούσεων που δημιουργούν βαρέα μέταλλα.Ο χρυσός που υπάρχει στο δαχτυλίδι, το κολιέ και τα κοσμήματα αλλά και το ουράνιο που χρησιμοποιείται ως καύσιμο σε πυρηνικούς σταθμούς πιστεύεται ότι προέρχεται από τις εξαιρετικά βίαιες συνθήκες που δημιουργούνται όταν δύο υπερπυκνά άστρα νετρονιών συγκρούονται. Τα άστρα νετρονίων (πάλσαρ) είναι άκρως συμπυκνωμένα άστρα αποτελούμενα κυρίως από νετρόνια και συνήθως έχουν διάμετρο μόνο 20 χιλιομέτρων, όμως έχουν βάρος σχεδόν διπλάσιο του Ήλιου. Ένα κουταλάκι ύλης από άστρο νετρονίων ζυγίζει περίπου όσο το όρος Έβερεστ.Μια σύγκρουση μεταξύ άστρων νετρονίων δημιουργεί επίσης κυματισμούς στον χωροχρόνο που ονομάζονται βαρυτικά κύματα, εκρήξεις ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας που ονομάζονται εκρήξεις ακτίνων γάμμα και μια εκτυφλωτική λάμψη φωτός σε ένα φαινόμενο που έχει λάβει επίσης την ονομασία έκρηξη κιλονόβα ή όπως το αποκαλεί η επιστημονική κοινότητα η «τέλεια έκρηξη».

Τώρα μια ομάδα επιστημόνων συμπεριλαμβανομένων ερευνητών από το Ινστιτούτο Βαρυτικής Φυσικής Μαξ Πλανκ και το Πανεπιστήμιο του Πότσνταμ στη Γερμανία χρησιμοποίησαν ένα προηγμένο εργαλείο λογισμικού για να αναλύσουν τις υπογραφές αυτής της έκρηξης kilonova προσθέτοντας δεδομένα από ραδιοεκπομπές και παρατηρήσεις ακτινοβολίας Χ από άστρα νετρονίων, υπολογισμούς πυρηνικής φυσικής και ευρήματα από πειράματα σύγκρουσης που πραγματοποιήθηκαν σε επιταχυντές σωματιδίων εδώ στη Γη.Η προσπάθεια θα μπορούσε να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση των εξωτικών και ταραγμένων περιβαλλόντων που δημιουργούνται όταν τα εξαιρετικά πυκνά νεκρά αστέρια συνθλίβονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν τις μόνες τοποθεσίες που γνωρίζουν οι επιστήμονες που μπορούν να σφυρηλατήσουν στοιχεία βαρύτερα από τον σίδηρο.«Η νέα μέθοδος που αναπτύξαμε θα βοηθήσει στην ανάλυση των ιδιοτήτων της ύλης σε ακραίες πυκνότητες. Θα μας επιτρέψει επίσης να κατανοήσουμε καλύτερα τη διαστολή του Σύμπαντος και σε ποιο βαθμό σχηματίζονται βαρέα μέταλλα κατά τη συγχώνευση άστρων νετρονίων» λέει ο Τιμ Ντίτριχ, επιστήμονας του Ινστιτούτου Βαρυτικής Φυσικής Μαξ Πλανκ.

πηγή: https://www.naftemporiki.gr/techscience/1556213/nea-methodos-meletis-ton-kosmikon-orycheion-chrysoy-vinteo/ – https://www.mpg.de/21270518/1214-grav-studying-neutron-stars-on-many-channels-in-parallel-154155-x

Κοινοποιήστε:

[Δροσος Γεωργιος]

Εντοπίστηκε κοσμικό χρυσωρυχείο (βίντεο)

Καλλιτεχνική απεικόνιση μια έκρηξης από σύγκρουση άστρων νετρονίου (πηγή φωτό Robin Dienel/Carnegie Institution for Science)

Για πρώτη φορά διαπιστώθηκε η δημιουργία χρυσού από σύγκρουση άστρων νετρονίων.Ερευνητική ομάδα ανέλυσε μια ασυνήθιστα μεγάλη έκρηξη ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας, γνωστή ως έκρηξη ακτίνων γ (GRB), και διαπίστωσαν ότι προήλθε από τη σύγκρουση δύο υπερπυκνών άστρων νετρονίων. Αυτό το αποτέλεσμα βοήθησε την ομάδα να παρατηρήσει μια λάμψη φωτός που προερχόταν από το ίδιο γεγονός που επιβεβαιώνει ότι αυτές οι συγχωνεύσεις είναι οι τοποθεσίες που δημιουργούν χημικά στοιχεία όπως ο χρυσός.Οι παρατηρήσεις, που έγιναν χρησιμοποιώντας τα διαστημικά τηλεσκόπια James Webb και Hubble επέτρεψαν στους επιστήμονες να δουν χρυσό και διάφορα βαρέα στοιχεία, τα οποία θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα πώς αυτά τα γεγονότα συγχώνευσης άστρων νετρονίων δημιουργούν τα μόνα περιβάλλοντα στο Σύμπαν ικανά να δημιουργήσουν στοιχεία βαρύτερα από το σίδηρο όπως το ασήμι και ο χρυσός προκαλώντας φαινόμενα όπως ένας τύπος εκρήξεων που ονομάζεται kilonova και αποκαλείται από τους επιστήμονες η «τέλεια έκρηξη» το Σύμπαντος.«Ήταν συναρπαστικό να μελετάς μια kilonova όπως δεν είχαμε ξαναδεί χρησιμοποιώντας τα ισχυρά μάτια του Hubble και του JWST. Είναι η πρώτη φορά που καταφέραμε να επαληθεύσουμε ότι τα μέταλλα βαρύτερα από τον σίδηρο και το ασήμι κατασκευάστηκαν πρόσφατα μπροστά μας» λέει η Ελεονόρα Τρόγια αστροφυσικός του Πανεπιστημίου της Ρώμης, εκ των επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που δημοσιεύει τα ευρήματα της στην επιθεώρηση «Nature.
https://www.youtube.com/watch?v=y8VDwGi0r0E

Τα άστρα νετρονίων (πάλσαρ) είναι άκρως συμπυκνωμένα άστρα αποτελούμενα κυρίως από νετρόνια και συνήθως έχουν διάμετρο μόνο 20 χιλιομέτρων, όμως έχουν βάρος σχεδόν διπλάσιο του Ήλιου. Ένα κουταλάκι ύλης από άστρο νετρονίων ζυγίζει περίπου όσο το όρος Έβερεστ.  Όταν δύο άστρα νετρονίων συγκρούονται, συμβαίνει το εκρηκτικό φαινόμενο της κιλονόβα, καθώς ενώνονται αρχικά σε ένα ενιαίο τεράστιο άστρο νετρονίων, το οποίο μετά καταρρέει σε μαύρη τρύπα. Θεωρητικά οι κιλονόβα είχαν προβλεφθεί από το 1974, αλλά για πρώτη φορά παρατηρήθηκαν σαφώς το 2013.

 

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1599299/entopistike-kosmiko-chrysorycheio-vinteo/

[Δροσος Γεωργιος]

GW230529: Η συγχώνευση ενός αστέρα νετρονίων και ενός άγνωστου συμπαγούς αντικειμένου.

Η περίληψη της ανακάλυψης της πηγής βαρυτικών κυμάτων GW230529 στα ελληνικά στον ιστότοπο του LIGO: πατήστε ΕΔΩ

https://www.ligo.org/science/Publication-GW230529/translations/science-summary-greek.pdf

Ερευνητές του ΑΠΘ στους συγγραφείς της ανακοίνωσης σπάνιας ανακάλυψης κατά την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτωνΗ συγχώνευση ενός αστέρα νετρονίων και ενός άγνωστου συμπαγούς αντικειμένου ανακοινώθηκε χθες στις 10 μ.μ. ώρα Ελλάδος, από την κοινοπραξία των ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων LIGO, Virgo και KAGRA, οι οποίοι βρίσκονται στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ιταλία και την Ιαπωνία. Η παρατήρηση της πηγής με την κωδική ονομασία GW230529, έγινε στις 29 Μαΐου 2023 και υπολογίζεται ότι ανιχνεύτηκε με πιθανότητα σφάλματος μόλις ένα στα χίλια χρόνια, σύμφωνα με τη δημόσια ανακοίνωση, που υπογράφουν μεταξύ άλλων ο καθηγητής Νικόλαος Στεργιούλας και οι υποψήφιοι διδάκτορες Αργυρώ Σασλή, Δημήτριος Πέσιος και Γρηγόριος Παπιγκιώτης -μέλη της μόνης ελληνικής ερευνητικής ομάδας, που συμμετέχει στην κοινοπραξία, αποτελούμενης συνολικά από 10 ερευνητές των Τμημάτων Φυσικής και Πληροφορικής του ΑΠΘ, δύο συνεργάτες από το ΕΚΠΑ, μία στο Swiss Data Science Center στο ETH της Ζυρίχης και έναν στο ινστιτούτο GSI στο Darmstadt.«Πρόκειται για τη συγχώνευση ενός συμπαγούς διπλού συστήματος, όπου το ένα αντικείμενο είναι αμφίβολης φύσης, καθώς έχει μάζα μεγαλύτερη από το αναμενόμενο εύρος για τους αστέρες νετρονίων και μικρότερη από το αναμενόμενο εύρος για τις μελανές οπές», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ, Νίκος Στεργιούλας.

Οι συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων- μελανών οπών είναι σπάνια γεγονότα, συνεπώς κάθε επιπρόσθετη ανίχνευση είναι εξαιρετικά πολύτιμη για τη μελέτη των ρυθμών συγχώνευσης και επίσης για τον χαρακτηρισμό των πληθυσμών των μελανών οπών και των αστέρων νετρονίων, που είναι ένας από τους στόχους της αστρονομίας βαρυτικών κυμάτων.Η ομάδα του ΑΠΘ, όπως εξήγησε ο κ. Στεργιούλας, μεταξύ άλλων εξειδικεύεται και στην μοντελοποίηση των αστέρων νετρονίων ως πηγών βαρυτικών κυμάτων, καθώς και στην κατασκευή αλγορίθμων για μελλοντικές ανιχνεύσεις από συγκρούσεις αστέρων νετρονίων, χρησιμοποιώντας τεχνητά νευρωνικά δίκτυα. Οι ερευνητές που συμμετείχαν στη χθεσινή ανακοίνωση, έλαβαν μέρος στη λειτουργία του πειράματος κατά την τρέχουσα τέταρτη περίοδο παρατήρησης, που ξεκίνησε τον Μάιο του 2023.Οι υποθέσεις για το άγνωστο συμπαγές αντικείμενο.Από την ανάλυση που ακολούθησε την ανίχνευση και τη σύγκριση με άλλα συμβάντα, οι ερευνητές συγκλίνουν περισσότερο στην υπόθεση ότι το κύριο συμπαγές αντικείμενο του διπλού συστήματος GW230529 ήταν μία μελανή οπή.«Η διαδικασία σχηματισμού που οδήγησε στο GW230529 είναι αβέβαιη. Η τρέχουσα γνώση από τις εκρήξεις υπερκαινοφανών σε υπερμεγέθη αστέρια δεν υποστηρίζει ένα τέτοιο σενάριο ως την προέλευση του κύριου αντικειμένου στο διπλό σύστημα, λόγω της μικρής του μάζας. Ένα πιο πιθανό σενάριο είναι ο σχηματισμός μιας μελανής οπής να συμβαίνει μετά την έκρηξη υπερκαινοφανούς λόγω προσαύξησης της εναπομείνουσας υπολειμματικής ύλης στον αστρικό πυρήνα», σημείωσε ο κ. Στεργιούλας, προσθέτοντας ότι ένα άλλο πιθανό σενάριο για τον σχηματισμό του κύριου συμπαγούς αντικειμένου είναι να έγινε μέσω της συγχώνευσης ενός διπλού συστήματος αστέρων νετρονίων.«Σε αυτήν την περίπτωση μπορούμε να φανταστούμε ότι το δευτερεύον αντικείμενο είναι μέλος ενός προηγούμενου τριπλού ή τετραπλού συστήματος, ή ακόμα ότι αιχμαλωτίστηκε από το κύριο αντικείμενο ενώ εξελίσσονταν σε νεαρό αστρικό σύστημα σε ένα ενεργό γαλαξιακό πυρήνα. Επίσης, δεν μπορούμε ακόμα να αποκλείσουμε μια μη αστρική προέλευση, όπως μια αρχέγονη μελανή οπή», εξήγησε.Σε ό,τι αφορά τη σπουδαιότητα της ανακάλυψης ο κ. Στεργιούλας υπογράμμισε ότι «η περαιτέρω έρευνα διπλών συστημάτων στο κατώτερο διάκενο μάζας, όπως η ανίχνευση GW230529, θα μας επιτρέψει να διευρύνουμε την κατανόησή μας για τους πληθυσμούς των μελανών οπών και των αστέρων νετρονίων» και «το γεγονός αυτό με τη σειρά του θα δώσει τη δυνατότητα καλύτερης κατανόησης των μηχανισμών σχηματισμού αυτών των αντικειμένων, και ειδικά για τους αστέρες νετρονίων, την εσωτερική τους δομή».Πώς γίνονται οι συγχωνεύσεις συμπαγών διπλών συστημάτωνΗ πρώτη άμεση ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων το 2015 από την πηγή GW150914, σηματοδότησε την έναρξη μιας νέας εποχής για την αστρονομία. Από τότε, έχουν γίνει πολλές ακόμα ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων, προερχόμενες από διαφορετικά είδη πηγών. Όλες αφορούν συγχωνεύσεις συμπαγών διπλών συστημάτων, αποτελούμενες από αστέρες νετρονίων ή/και μελανές οπές.Η μελανή οπή αποτελεί συμπαγές αντικείμενο τόσο πυκνό, ώστε η ταχύτητα που απαιτείται για την διαφυγή από την εμβέλεια του, είναι μεγαλύτερη από εκείνη της ταχύτητας του φωτός. Αυτό το καθιστά ορατό ως μια μαύρη περιοχή του διαστήματος, καθώς φως από αυτήν την περιοχή δεν μπορεί να φτάσει προς εμάς.Ο αστέρας νετρονίων είναι ένα εξαιρετικά πυκνό συμπαγές αντικείμενο που αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από νετρόνια με μια μικρή πρόσμιξη πρωτονίων και ηλεκτρονίων, καθώς τα άτομα δεν μπορούν να αντέξουν τις συνθήκες πίεσης. Προκύπτουν από την κατάρρευση αστέρων μεγάλης μάζας μετά από μια διαδικασία που ονομάζεται έκρηξη υπερκαινοφανούς.Η Συγχώνευση ενός συμπαγούς διπλού συστήματος αποτελείται από δύο μελανές οπές, δύο αστέρες νετρονίων ή μία μελανή οπή και έναν αστέρα νετρονίων, που κινούνται σπειροειδώς και τελικά συγχωνεύονται. Ολόκληρη η διαδικασία παράγει βαρυτικά κύματα που αυξάνονται σε συχνότητα και πλάτος, καθώς τα δύο αντικείμενα πλησιάζουν μεταξύ τους και επιταχύνονται. Το αποτέλεσμα της συγχώνευσης μπορεί να είναι είτε ένας αστέρας νετρονίων είτε μία μελανή οπή, ανάλογα με το αρχικό σύστημα.

 

 

 

https://www.amna.gr/macedonia/article/809847/Ereunites-tou-APTh-stous-suggrafeis-tis-anakoinosis-spanias-anakalupsis-kata-tin-anichneusi-barutikon-kumaton?fbclid=IwAR0hcd6q3DBoHl00Dhx1yq50iCWBibPWx8Y4YsgoCxdggtr9NQ5SS1LICvE_aem_AUD3rnZNcc3BGvDoCQGLPoUmO8EYb1VWti7V_2CZnYywAA__6CUlFsPKb5oLF0JA4UDeYnLv13OJ23bdXsYrjzuO
πηγή φωτογραφιών-βίντεο:  https://www.ligo.org/detections/GW230529.php?fbclid=IwAR3w2XMQsEH31r9rUakMvswDxj-yJLk-UCi6rkG6wWQSmgAjTMRiScLQxI4_aem_AUAWJOnssOxbZ7uDxLWngOpJfI8BE0u6-vU0mde_URRvEK1FC_eG0dTxs3IBd5kagOi2WWEjyNw66HyqjiFQxsfs

 

[Δροσος Γεωργιος]

Αστρονόμοι έκαναν αξονική τομογραφία σε άστρο νετρονίου αποκαλύπτοντας μοναδικό τύπο ύλης στο Σύμπαν.

Σημαντικές ανακαλύψεις για τα πιο μυστηριώδη άστρα.

Μια έκρηξη σουπερνόβα με την κωδική ονομασία 3C 58 άφησε πίσω του ένα περιστρεφόμενο άστρο νετρονίων, γνωστό ως PSR J0205+6449. Με τη βοήθεια των διαστημικών τηλεσκοπίων Chandra της NASA και το XMM-Newton του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) ομάδα αστρονόμων  μελέτησε αυτό το άστρο νετρονίων για να διερευνήσουν τη φύση της ύλης μέσα σε αυτά τα εξωτικά και εκπληκτικής πυκνότητας κοσμικά σώματα.Τα άστρα νετρονίων (πάλσαρ) είναι άκρως συμπυκνωμένα άστρα αποτελούμενα κυρίως από νετρόνια και συνήθως έχουν διάμετρο μόνο 20 χιλιομέτρων, όμως έχουν βάρος σχεδόν διπλάσιο του Ήλιου. Ένα κουταλάκι ύλης από άστρο νετρονίων ζυγίζει περίπου όσο το όρος Έβερεστ. Με δημοσίευση της η NASA αποκαλύπτει ότι οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι στο εσωτερικό των άστρων νετρονίων μπορεί να περιέχεται ένας τύπος εξαιρετικά πυκνής ύλης που δεν βρίσκεται πουθενά αλλού στο Σύμπαν.

H αποκρυπτογράφηση

Σε αυτήν την εικόνα του 3C 58, οι ακτίνες Χ χαμηλής ενέργειας είναι χρωματισμένες με κόκκινο χρώμα, οι ακτίνες Χ μέσης ενέργειας είναι πράσινες και η ζώνη υψηλής ενέργειας των ακτίνων Χ εμφανίζεται με μπλε χρώμα. Τα δεδομένα ακτίνων Χ έχουν συνδυαστεί με μια οπτική εικόνα σε κίτρινο χρώμα από το ερευνητικό πρότζεκτ Digitized Sky Survey. Τα δεδομένα από το τηλεσκόπιο Chandra δείχνουν ότι το ταχέως περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων (επίσης γνωστό ως «πάλσαρ») στο κέντρο περιβάλλεται από έναν δακτύλιο εκπομπής ακτίνων Χ και έναν πίδακα που εκτείνεται για αρκετά έτη φωτός. Τα οπτικά δεδομένα δείχνουν επίσης την παρουσία άστρων στην περιοχή.Η ομάδα σε αυτή τη νέα μελέτη ανέλυσε δεδομένα από προηγούμενες μελέτες άστρων νετρονίων για να καθορίσει τη λεγόμενη εξίσωση κατάστασης. Αυτό αναφέρεται στις βασικές ιδιότητες των άστρων νετρονίων, συμπεριλαμβανομένων των πιέσεων και των θερμοκρασιών σε διάφορα μέρη του εσωτερικού τους.Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μηχανική μάθηση, ένα κλάδο τύπο τεχνητής νοημοσύνης, για να συγκρίνουν τα δεδομένα με διαφορετικές εξισώσεις κατάστασης. Τα αποτελέσματά τους υποδηλώνουν ότι ένα σημαντικό κλάσμα των εξισώσεων κατάστασης – αυτές που δεν περιλαμβάνουν την ικανότητα για ταχεία ψύξη σε υψηλότερες μάζες – μπορεί να αποκλειστεί.Δεδομένου ότι οι αστρονόμοι έχουν εκτιμήσεις ηλικίας για τα υπολείμματα σουπερνόβα, έχουν επίσης τις ηλικίες των άστρων νετρονίων που δημιουργήθηκαν σε ορισμένες εκρήξεις σουπερνόβα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το άστρο νετρονίων PSR J0205+6449 και δύο ακόμη ήταν πολύ πιο ψυχρά από τα υπόλοιπα άστρα νετρονίων που μελετήθηκαν.Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι μέρος της εξήγησης για την ταχεία ψύξη είναι ότι αυτά τα άστρα νετρονίων έχουν μεγαλύτερη μάζα από τα υπόλοιπα. Επειδή τα άστρα νετρονίων με μεγαλύτερη μάζα έχουν περισσότερα σωματίδια, μπορεί να προκληθούν ειδικές διαδικασίες που προκαλούν ταχύτερη ψύξη αυτών των άστρων.Μια πιθανότητα για αυτό που βρίσκεται μέσα σε αυτά τα άστρα νετρονίων είναι ένας τύπος ραδιενεργής διάσπασης κοντά στα κέντρα τους, όπου τα νετρίνα,  σωματίδια χαμηλής μάζας που ταξιδεύουν εύκολα μέσω της ύλης, παρασύρουν μεγάλο μέρος της ενέργειας και της θερμότητας προκαλώντας ταχεία ψύξη. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι υπάρχουν είδη εξωτικής ύλης που βρίσκονται στα κέντρα αυτών των άστρων νετρονίων που ψύχονται πιο γρήγορα.

Εικόνα των υπολειμμάτων του σουπερνόβα 3C 58 στο κέντρο του οποίου υπάρχει το άστρο νετρονίων με την άγνωστη ύλη

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1694574/astronomoi-ekanan-axoniki-tomografia-se-astro-netronioy-apokalyptontas-monadiko-typo-ylis-sto-sympan/

[Δροσος Γεωργιος]

Τρία άστρα νετρονίων ψυχρότερα από τα άλλα.

… μπορεί να περιέχουν ένα είδος εξαιρετικά πυκνής ύλης που δεν υπάρχει πουθενά αλλού στο σύμπαν.

Μια έρευνα που χρησιμοποίησε δεδομένα των διαστημικών τηλεσκοπίων Chandra της NASA και XMM-Newton της ESA εξέτασε δεδομένα πολλών άστρων νετρονίων. Τρία από αυτά τα άστρα νετρονίων είναι ψυχρότερα σε σχέση με τα υπόλοιπα, γεγονός που δίνει ενδείξεις για βασικές ιδιότητες όπως η πίεση και οι θερμοκρασίες στο εσωτερικό τους.Τα ψυχρότερα άστρα νετρονίων που εντοπίστηκαν είναι τα PSR J0205+6449, PSR B2334+61 και CXOU J0852−4617 (PSR J0205, PSR B2334 και CXOU J0852 για συντομία). Το PSR J0205 βρίσκεται στο υπόλειμα σουπερνόβα 3C 58, το PSR B2335 στο SNR G114.3+0.3 και το CXOU J0852 στο SNR Vela Jr.Οι αστροφυσικοί θεωρούν ότι μια αιτία της ταχείας ψύξης τους είναι ότι αυτά τα άστρα νετρονίων έχουν μεγαλύτερες μάζες σε σχέση με τα άλλα που μελετήθηκαν. Το γεγονός αυτό προκαλεί διαμέσου γνωστής πυρηνικής διεργασίας την παραγωγή νετρίνων κοντά στο κέντρο τους. Τα νετρίνα διαφεύγοντας μεταφέρουν μεγάλο μέρος της θερμικής ενέργειας προκαλώντας την ταχεία ψύξη τους.Μια άλλη ερμηνεία της χαμηλής θερμοκρασίας είναι ότι στα κέντρα αυτών των άστρων νετρονίων υπάρχουν είδη εξωτικής ύλης. Για παράδειγμα θα μπορούσαν να σχηματίζονται σωματίδια που ονομάζονται μεσόνια (αποτελούνται από ένα κουάρκ και ένα αντικουάρκ). Αυτά τα σωματίδια είναι συνήθως πολύ βραχύβια, ζουν λιγότερο από ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, αλλά στις ειδικές συνθήκες που επικρατούν στο κέντρο ενός αστέρα νετρονίων θα μπορούσαν να επιβιώσουν πολύ περισσότερο.Άστρα νετρονίων μπορεί να περιέχουν έναν ειδικό τύπο εξαιρετικά πυκνής ύλης που δεν υπάρχει πουθενά αλλού στο σύμπαν.Σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα τι υπάρχει μέσα σε αυτά τα άστρα νετρονίων, αλλά αυτά τα τελευταία δεδομένα μας λένε ότι μπορεί να χρειαστεί να καταφύγουμε σε κάτι εξωτικό. Η κατανόηση της δομής και των ιδιοτήτων των άστρων νετρονίων μπορεί να είναι κρίσιμη γιατί παίζει σημαντικό ρόλο και σε άλλα πεδία της αστροφυσικής, όπως η ερμηνεία των εκρήξεων βαρυτικών κυμάτων που προκαλούν οι συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων.

Το υπόλειμμα σουπερνόβα 3C 58 περιέχει στο κέντρο του ένα περιστρεφόμενο άστρο νετρονίων, γνωστό ως PSR J0205+6449.

διαβάστε περισότερα:
1. NASA’s Chandra Peers Into Densest and Weirdest Stars
2. Constraints on the dense matter equation of state from young and cold isolated neutron sta

 

[Δροσος Γεωργιος]

Ανακαλύφθηκε άστρο νετρονίου που είναι το ταχύτερα περιστρεφόμενο διαστημικό αντικείμενο στο Σύμπαν.

Εντυπωσιακή ανακάλυψη που φωτίζει αυτά τα μυστηριώδη κοσμικά σώματα.

Με δημοσίευση της στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal» ομάδα επιστημόνων του Τμήματος Διαστημικής Έρευνα στο Εθνικό Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Δανίας παρουσιάζουν την ανακάλυψη ενός άστρου νετρονίων που περιστρέφεται 716 φορές το δευτερόλεπτο καθιστώντας το διαστημικό αντικείμενο με την ταχύτερη περιστροφή που γνωρίζουμε στο Σύμπαν. Παράλληλα στην επιφάνεια του άστρου συμβαίνουν συνεχώς τρομερές εκρήξεις.Αστέρας νετρονίων ονομάζεται η μία από τις τρεις μορφές των μόνιμων τελικών υπολειμμάτων της εξέλιξης ενός αστέρα: είναι το ένα είδος «αστρικού πτώματος» (τα άλλα δύο είναι ο λευκός νάνος και η μαύρη τρύπα). Ο αστέρας νετρονίων σχηματίζεται από τη βαρυτική κατάρρευση ενός άστρου μεγάλης μάζας μετά από μία έκρηξη σουπερνόβα. Πρόκειται για εξωτικά κοσμικά σώματα που περιστρέφονται με τρομερές ταχύτητες και έχουν απίστευτη πυκνότητα ενώ συντελούνται διάφορα πολύ έντονα κοσμικά φαινόμενα τα οποία προσπαθούν οι επιστήμονες να κατανοήσουν ενώ ανακαλύπτονται συνεχώς νέα εντυπωσιακά άγνωστα φαινόμενα που συμβαίνουν στα πάλσαρ.Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε τον αστέρα νετρονίων χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ της NASA, NICER που είναι τοποθετημένο στην εξωτερική πλευρά του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS).Το εν λόγω αστέρι νετρονίων είναι μέρος του δυαδικού συστήματος 4U 1820-30 που βρίσκεται στο σφαιρικό σμήνος NGC 6624 περίπου 26 έτη φωτός μακριά από τη Γη στον αστερισμό του Τοξότη. Όπως είναι ευνόητο η ανακάλυψη αναμένεται να προσφέρει νέα στοιχεία για τα άστρα νετρονίων που αποτελούν από τα πιο μυστηριώδη αντικείμενα του Σύμπαντος που παράγουν πολλά ακραία κοσμικά φαινόμενα.

Γραφιστική απεικόνιση του άστρου νετρονίου που σπάει τα ρεκόρ περιστροφής.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1818756/anakalyfthike-astro-netronioy-poy-einai-to-tachytera-peristrefomeno-diastimiko-antikeimeno-sto-sympan/

[Δροσος Γεωργιος]

Βρέθηκε η πηγή μιας έκρηξης λαμπρότερης από έναν ολόκληρο γαλαξία.

Νέα μελέτη ρίχνει φως σε ένα από ακραίο κοσμικό φαινόμενο.

Τρομερές εκρήξεις που παράγουν ακτινοβολία συμβαίνουν στα βάθη του Σύμπαντος. Οι εκρήξεις αυτές διαρκούν μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου αλλά η λαμπρότητα τους ξεπερνάει αυτή ενός ολόκληρου γαλαξία καθιστώντας τη λάμψη αυτή ορατή σε αποστάσεις πολλών δισ. ετών φωτός. Ερευνητική ομάδα με δημοσίευση της στην επιθεώρηση «Nature» αναφέρει ότι εντόπισε την πηγή μιας τέτοιας έκρηξης.Τα άστρα νετρονίων είναι ένα από τα πιο εξωτικά διαστημικά αντικείμενα στο Σύμπαν. Όταν ένα άστρο αυτοκαταστρέφεται σε μια έκρηξη σουπερνόβα μπορεί να αφήσει πίσω του ένα άστρο φτιαγμένο εξ ολοκλήρου από νετρόνια.Επειδή τα νετρόνια δεν φέρουν ούτε θετικό ούτε αρνητικό φορτίο, τα υποατομικά σωματίδια μπορούν να συμπιεστούν απίστευτα κοντά μεταξύ τους χωρίς να απωθούν το ένα το άλλο δημιουργώντας ένα εξαιρετικά πυκνό διαστημικό σώμα. Οι μαύρες τρύπες είναι τα μόνα αντικείμενα στο γνωστό Σύμπαν με μεγαλύτερη πυκνότητα από τα άστρα νετρονίου.Η διάμετρος ενός άστρου νετρονίων είναι συνήθως μόνο περίπου 20 χλμ. αλλά ένα κουταλάκι του γλυκού υλικού αστέρα νετρονίων θα ζύγιζε δέκα εκατομμύρια τόνους.Ο στροβιλισμός γύρω από το εξωτερικό αυτών των άστρων είναι ένα εξαιρετικά χαοτικό μαγνητικό πεδίο. Οι αστρονόμοι πιστεύουν τώρα ότι αυτή μπορεί να ήταν η πηγή μιας φωτεινής έκρηξης ραδιοκυμάτων, γνωστής ως γρήγορη ραδιοέκρηξη ή FRB, που εντοπίστηκε το 2022, η οποία διήρκεσε μόνο δύο χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η ραδιοέκρηξη εντοπίστηκε από το ραδιοτηλεσκόπιο Chime στον Καναδά.«Σε αυτά τα περιβάλλοντα των άστρων νετρονίων, τα μαγνητικά πεδία είναι πραγματικά στα όρια αυτού που μπορεί να παράγει το Σύμπαν. Υπήρξε πολλή συζήτηση για το αν αυτή η εκπομπή ακτινοβολίας θα μπορούσε να ξεφύγει από ένα άστρο νετρονίων» λέει ο Δρ. Κένζι Νίμο από το Ινστιτούτο Kavli για Αστροφυσική και Διαστημική Έρευνα στο MIT, επικεφαλής της μελέτης.Οι ερευνητές μπόρεσαν να εκτιμήσουν την πόλωση της ακτινοβολίας, μετρώντας τη διαφορά μεταξύ της κατεύθυνσης στην οποία ταξιδεύει η ακτινοβολία και της γωνίας στην οποία ταλαντώνονταν τα κύματα της. Βρήκαν ότι αυτή η γωνία άλλαξε σε σχήμα S κατά τη διάρκεια της έκρηξης, δείχνοντας ότι η πηγή της έκρηξης πρέπει να περιστρέφεται.Στη συνέχεια μπόρεσαν να δείξουν ότι η ακτινοβολία είχε περάσει μέσα από ένα σύννεφο αερίου καθ’ οδόν προς τη Γη, προκαλώντας το να “λαμπυρίζει”. Κατάφεραν να αναγνωρίσουν το νέφος αερίου, επιτρέποντάς τους να μεγεθύνουν την πηγή της ακτινοβολίας με πρωτοφανή ακρίβεια. Αυτό που βρήκαν ήταν ότι η ακτινοβολία, γνωστή ως FRB 20221022A, πρέπει να προέρχεται από πολύ κοντά σε ένα αστέρι νετρονίων, σε απόσταση περίπου 10.000 χιλιομέτρων που είναι ελάχιστη για τα αστρονομικά μεγέθη.«Είναι πολύ κοντά. Για σύγκριση, θα περιμέναμε ότι το σήμα θα ήταν πάνω από δεκάδες εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά εάν προερχόταν από ωστικό κύμα» λέει ο Νίμο. Το εν λόγω αστέρι νετρονίων απέχει 200 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, δέκα φορές πιο μακριά από το γειτονικό μας γαλαξία της Ανδρομέδας.«Το να ζουμάρεις σε μια περιοχή 10.000 χιλιομέτρων από απόσταση 200 εκατομμυρίων ετών φωτός είναι σαν να μπορείς να μετρήσεις το πλάτος μιας έλικας DNA πλάτους περίπου 2 νανόμετρων στην επιφάνεια του φεγγαριού. Γύρω από αυτά τα εξαιρετικά μαγνητικά αστέρια νετρονίων, άτομα δεν μπορούν να υπάρχουν, απλώς θα σχίζονταν από τα μαγνητικά πεδία. Το συναρπαστικό εδώ είναι ότι διαπιστώνουμε ότι η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη σε αυτά τα μαγνητικά πεδία, κοντά στην πηγή, συστρέφεται και αναδιαμορφώνεται έτσι ώστε να μπορεί να απελευθερωθεί ως ραδιοκύματα που μπορούμε να δούμε στα μισά του σύμπαντος» λέει ο Κιγιόσι Μασούι καθηγητής φυσικής στο MIT.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1871888/vrethike-i-pigi-mias-ekrixis-lamproteris-apo-enan-olokliro-galaxia/

[Δροσος Γεωργιος]

Ένα αστέρι μέσα σε ένα αστέρι.

Αμέσως μετά την ανακάλυψη του νετρονίου το 1932, ένας από τους μεγαλύτερους φυσικούς της Σοβιετικής Ένωσης, ο Lev Davidovich Landau διατύπωσε την ιδέα των «άστρων νετρονίων», αντικειμένων με εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα και πολύ μικρό μέγεθος. Η πυκνότητα ενός τέτοιου άστρου είναι εκατοντάδες τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού, η ακτίνα του περίπου δέκα χιλιόμετρα και η βαρύτητα στην επιφάνειά του δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη βαρύτητα της Γης. Ο Landau σκέφθηκε να χρησιμοποιήσει την ιδέα αυτή για να εξηγήσει την πηγή ενέργειας του Ήλιου και των συνηθισμένων άστρων…. Έτσι, φαντάστηκε ότι στην καρδιά του Ήλιου υπάρχει ένα μικρό άστρο νετρονίων (διαβάστε σχετικά ΕΔΩ: Ένα άστρο νετρονίων στην καρδιά του Ήλιου

https://physicsgg.me/2011/04/11/ένα-άστρο-νετρονίων-στην-καρδιά-του-ή/

ΕΔΩ: Η σπουδαιότερη εργασία του Οπενχάιμερ).

https://physicsgg.me/2023/08/21/η-σπουδαιότερη-εργασία-του-οπενχάιμε/

Αν και η εργασία του Landau αποδείχθηκε λανθασμένη όσον αφορά τον Ήλιο, φαίνεται πιθανόν κάποια γιγαντιαία άστρα να τροφοδοτούνται ενεργειακά βάσει του μηχανισμού που διατύπωσε στην εργασία του ο Landau. Aυτά τα γιγαντιαία άστρα πιστεύεται ότι δημιουργούνται σε συστήματα διπλών αστέρων όταν το ένα άστρο καταρρεύσει και μετατραπεί σε αστέρα νετρονίων και αρκετά αργότερα πλησιάσει σπειροειδώς στο κέντρο του συνοδού του. Αυτά τα ιδιόμορφα αντικείμενα κατέληξαν να ονομάζονται «αντικείμενα Thorne–Zytkow», επειδή οι Kip Thorne και Anna Żytkow ήταν οι πρώτοι που υπολόγισαν λεπτομερώς την δομή τους [Kip S. Thorne, Anna N.Żytkow, (15 March 1977). «Stars with degenerate neutron cores. I – Structure of equilibrium models«, The Astrophysical Journal. 212 (1): 832–858A].
Μια νέα έρευνα αποκαλύπτει περιπλοκές στον προτεινόμενο τρόπο σχηματισμού των αντικειμένων Thorne–Zytkow.

Ο όρος «άστρο» περιλαμβάνει μια μεγάλη ποικιλία αντικειμένων, από τον γνώριμο ήλιο μας μέχρι τους υπεργίγαντες δεκάδες φορές μεγαλύτερης μάζας και εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη. Ορισμένοι τύποι άστρων θεωρούνται μόνο, όπως αυτοί που περιέχουν τεράστιες ποσότητες σκοτεινής ύλης ή με πυρήνες που αποτελούνται από παράξενα κουάρκ. Ένα τέτοιο άστρο είναι το αντικείμενο Thorne-Zytkow, γνωστό και ως υβριδικό άστρο.Τα αντικείμενα Thorne-Zytkow μπορεί να σχηματιστούν σε δυαδικά αστρικά συστήματα όταν το ένα άστρο καταβροχθίσει το άστρο νετρονίων-σύντροφό του. Λόγω της πιθανής δυαδικής προέλευσής τους, είναι πιθανό τα αντικείμενα Thorne-Zytkow να προκύπτουν σε δυαδικά συστήματα ακτίνων Χ που περιέχουν ένα άστρο νετρονίων που «ρουφάει» αέριο από τον συνοδό του σε έναν υπερθερμενόμενο δίσκο προσαύξησης.Αφού καλυφθεί από τον σύντροφό του, το άστρο νετρονίων πιστεύεται ότι βυθίζεται στον πυρήνα του άστρου. Εκεί, υποτίθεται ότι ενεργοποιείται το περιβάλλον άστρο μέσω της συσσώρευσης και της πυρηνικής σύντηξης, δημιουργώντας ένα περίεργο μείγμα στοιχείων που διακρίνει ένα αντικείμενο Thorne-Zytkow σε σχέση με ένα συνηθισμένο άστρο.Αυτή είναι η θεωρία. Όμως, σύμφωνα με μια πρόσφατη δημοσίευση [«Rethinking Thorne–Żytkow Object Formation: The Fate of X-Ray Binary LMC X-4 and Implications for Ultra-Long Gamma-Ray Bursts», Tenley Hutchinson-Smith et al 2024 ApJ 977 196], χρειάζεται περισσότερη δουλειά για να κατανοηθεί αν τα δυαδικά συστήματα ακτίνων Χ θα μπορούσαν πραγματικά να εξελιχθούν σε αντικείμενα Thorne-Zytkow. Ο πυρήνας αυτής της ερώτησης είναι πώς το ενσωματωμενο άστρο νετρονίων επηρεάζει τον σύντροφο που το έχει καταπιεί. Πόσο χρόνο θα διαρκεί η φάση Thorne–Zytkow; Θα μπορούσε το άστρο νετρονίων να παραμείνει στο κέντρο του συντρόφου του επ’ αόριστον, ή το άστρο νετρονίων τελικά αποκτά μάζα και καταρρέει σε μια μαύρη τρύπα;Οι αστροφυσικοί της παραπάνω εργασίας χρησιμοποίησαν ως βάση της έρευνάς της το δυαδικό σύστημα ακτίνων Χ LMC X-4, το οποίο περιέχει ένα άστρο νετρονίων με μάζα 1,57 φορές και ένα βαρύτερο άστρο 18 ηλιακών μαζών. Τα άστρα είναι παγιδευμένα σε μια σφιχτή βαρυτική αγκαλιά, απέχουν μόνο 14 ηλιακές ακτίνες και περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο κάθε 1,4 ημέρες.Χρησιμοποιώντας μια τρισδιάστατη προσομοίωση δυναμικής ρευστών, ο Hutchinson-Smith και οι συνεργάτες του παρακολούθησαν την εξέλιξη του LMC X-4 καθώς το πρωτεύον άστρο «κατάπινε» το αστέρι νετρονίων. Καθώς το άστρο νετρονίων κινούνταν σπειροειδώς προς το εσωτερικό, η ενέργεια που απελευθερώθηκε εκτόξευσε μόνο μια μικρή ποσότητα αερίου και το άστρο νετρονίων συσσώρευσε μόνο μια μικρή ποσότητα ύλης από το άστρο-συνοδό. Σε εκείνο το σημείο, ο σχηματισμός ενός αντικειμένου Thorne–Zytkow φαινόταν αναπόφευκτος, αλλά η συγχώνευση του αστέρα νετρονίων με τον πυρήνα του συνοδού άστρου έθεσε το σύστημα σε διαφορετική πορεία.Καθώς το άστρο νετρονίων συγχωνεύτηκε με τον πυρήνα του συνοδού, προσέδωσε στροφορμή στον πυρήνα. Αυτό δημιούργησε έναν δίσκο προσαύξησης που τροφοδοτούσε το άστρο νετρονίων έως ότου κατέρρευσε σε μια μαύρη τρύπα. Η κατάρρευση εκτόξευσε έναν σχετικιστικό πίδακα και τροφοδοτούσε εκπομπή ακτίνων γάμμα που έμοιαζε με μια εξαιρετικά μεγάλη έκρηξη ακτίνων γάμμα. Η ανατροφοδότηση από τη συσσώρευση στη μαύρη τρύπα εκτίναξε σχεδόν όλο το αέριο περίβλημα, σταματώντας οριστικά τη βραχύβια φάση Thorne–Zytkow.Έτσι, απέδειξαν ότι ένα αντικείμενο Thorne-Żytkow είναι απίθανο να προκύψει από την εξέλιξη ενός δυαδικού συστήματος ακτίνων Χ όπως το LMC X-4, αν και αυτή η εξέλιξη μπορεί να πάρει διαφορετική τροπή, προς την τροφοδότηση εξαιρετικά μεγάλων εκρήξεων ακτίνων γάμμα. Αυτό δείχνει ότι η συσσώρευση και η ανατροφοδότηση που οδηγούν στην κατάρρευση του άστρου νετρονίων και την εκτίναξη του αστρικού περιβλήματος πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την εξερεύνηση του σχηματισμού των αντικειμένων Thorne-Zytkow.

Καλλιτεχνική απεικόνιση των προτεινόμενων φάσεεων του σχηματισμού αντικειμένων Thorne–Zytkow. Από πάνω αριστερά προς τα κάτω δεξιά, ένα άστρο νετρονίων που συσσωρεύει ύλη από τον αστρικό του σύντροφο «καταπίνεται» και μεταναστεύει στον πυρήνα του συνοδού αστέρα. [AAS Nova/Kerry Hensley]

πηγή: https://aasnova.org/2025/01/31/testing-a-recipe-for-a-star-within-a-star/

[Δροσος Γεωργιος]

Το IXPE της NASA Λαμβάνει την Πρώτη Μέτρηση Πόλωσης Ακτίνων Χ της Έκρηξης Μαγνήτη
Τι συμβαίνει όταν το πιο μαγνητικό αντικείμενο του σύμπαντος λάμπει με τη δύναμη 1.000 Ήλιων σε λίγα δευτερόλεπτα; Χάρη στο IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) της NASA, μια αποστολή σε συνεργασία με την ASI (Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία), οι επιστήμονες βρίσκονται ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση αυτού του ακραίου γεγονότος.
Τα μάγναστρα είναι ένας τύπος νεαρού αστέρα νετρονίων - ένα αστρικό υπόλειμμα που σχηματίζεται όταν ένα τεράστιο άστρο φτάνει στο τέλος της ζωής του και καταρρέει στον εαυτό του, αφήνοντας πίσω του έναν πυκνό πυρήνα περίπου όσο η μάζα του Ήλιου, αλλά συμπιεσμένο στο μέγεθος μιας πόλης. Τα άστρα νετρονίων εμφανίζουν μερικές από τις πιο ακραίες φυσικές ιδιότητες στο παρατηρήσιμο σύμπαν και παρουσιάζουν μοναδικές ευκαιρίες για τη μελέτη συνθηκών που διαφορετικά θα ήταν αδύνατο να αναπαραχθούν σε ένα εργαστήριο στη Γη.
. Ένα μάγναστρα είναι ένας τύπος απομονωμένου αστέρα νετρονίων, τα θρυμματισμένα, σε μέγεθος πόλης, υπολείμματα ενός αστέρα πολλές φορές μεγαλύτερου από τον Ήλιο μας. Τα μαγνητικά τους πεδία μπορούν να είναι 10 τρισεκατομμύρια φορές ισχυρότερα από αυτά ενός μαγνήτη ψυγείου και έως και χίλιες φορές ισχυρότερα από αυτά ενός τυπικού αστέρα νετρονίων. Αυτό αντιπροσωπεύει μια τεράστια αποθήκη ενέργειας που οι αστρονόμοι υποψιάζονται ότι τροφοδοτεί τις εκρήξεις μαγνητάστρων.

Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA/Chris Smith (USRA)
Το μαγνητάρο 1E 1841-045, που βρίσκεται στα απομεινάρια ενός σουπερνόβα (SNR Kes 73) σχεδόν 28.000 έτη φωτός από τη Γη, παρατηρήθηκε σε κατάσταση εκρήξεων από τα τηλεσκόπια Swift, Fermi και NICER της NASA στις 21 Αυγούστου 2024.Λίγες φορές το χρόνο, η ομάδα IXPE εγκρίνει αιτήματα για διακοπή των προγραμματισμένων παρατηρήσεων του τηλεσκοπίου για να επικεντρωθεί σε μοναδικά και απροσδόκητα ουράνια γεγονότα. Όταν το μαγνητάρο 1E 1841-045 εισήλθε σε αυτήν την φωτεινότερη, ενεργή κατάσταση, οι επιστήμονες αποφάσισαν να ανακατευθύνουν το IXPE για να λάβουν τις πρώτες μετρήσεις πόλωσης ενός μαγνητάρη που εκπέμπει εκρήξεις. Τα μάγναστρα έχουν μαγνητικά πεδία αρκετές χιλιάδες φορές ισχυρότερα από τα περισσότερα αστέρια νετρονίων και φιλοξενούν τα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία από οποιοδήποτε γνωστό αντικείμενο στο σύμπαν. Οι διαταραχές στα ακραία μαγνητικά τους πεδία μπορούν να προκαλέσουν την απελευθέρωση έως και χίλιες φορές περισσότερης ενέργειας ακτίνων Χ από ό,τι κανονικά για αρκετές εβδομάδες. Αυτή η ενισχυμένη κατάσταση ονομάζεται έκρηξη, αλλά οι μηχανισμοί πίσω από αυτές δεν είναι ακόμη καλά κατανοητοί.Μέσω των μετρήσεων πόλωσης ακτίνων Χ του IXPE, οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να πλησιάσουν περισσότερο στην αποκάλυψη των μυστηρίων αυτών των γεγονότων. Η πόλωση μεταφέρει πληροφορίες σχετικά με τον προσανατολισμό και την ευθυγράμμιση των εκπεμπόμενων φωτεινών κυμάτων ακτίνων Χ. Όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός πόλωσης, τόσο περισσότερο τα κύματα ακτίνων Χ ταξιδεύουν συγχρονισμένα, παρόμοια με μια αυστηρά χορογραφημένη χορευτική παράσταση. Η εξέταση των χαρακτηριστικών πόλωσης των μάγναστρα αποκαλύπτει ενδείξεις σχετικά με τις ενεργειακές διεργασίες που παράγουν τα παρατηρούμενα φωτόνια, καθώς και την κατεύθυνση και τη γεωμετρία των μαγνητικών πεδίων των μαγνητάρ.Τα αποτελέσματα του IXPE, με τη βοήθεια παρατηρήσεων από τα τηλεσκόπια NuSTAR και NICER της NASA, δείχνουν ότι οι εκπομπές ακτίνων Χ από το 1E 1841-045 γίνονται πιο πολωμένες σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, διατηρώντας παράλληλα την ίδια κατεύθυνση διάδοσης. Μια σημαντική συμβολή σε αυτόν τον υψηλό βαθμό πόλωσης προέρχεται από την σκληρή ουρά ακτίνων Χ του 1E 1841-045, ένα ενεργητικό μαγνητοσφαιρικό συστατικό που κυριαρχεί στις υψηλότερες ενέργειες φωτονίων που παρατηρούνται από το IXPE. Οι «σκληρές ακτίνες Χ» αναφέρονται σε ακτίνες Χ με μικρότερα μήκη κύματος και υψηλότερες ενέργειες από τις «μαλακές ακτίνες Χ». Αν και διαδεδομένες στα μάγναστρα, οι μηχανισμοί που οδηγούν στην παραγωγή αυτών των φωτονίων ακτίνων Χ υψηλής ενέργειας είναι ακόμη σε μεγάλο βαθμό άγνωστοι. Έχουν προταθεί αρκετές θεωρίες για να εξηγήσουν αυτήν την εκπομπή, αλλά τώρα η υψηλή πόλωση που σχετίζεται με αυτές τις σκληρές ακτίνες Χ παρέχει περαιτέρω ενδείξεις για την προέλευσή τους. Αυτή η απεικόνιση απεικονίζει τις μετρήσεις του IXPE για την πόλωση ακτίνων Χ που εκπέμπονται από το μάγναστρο 1E 1841-045 που βρίσκεται μέσα στο Υπόλειμμα Υπερκαινοφανούς Kes 73. Κατά τη στιγμή της παρατήρησης, το μάγναστρο βρισκόταν σε κατάσταση έκρηξης και εκπέμπει φωτεινότητα ισοδύναμη με 1000 ήλιους. Μελετώντας την πόλωση ακτίνων Χ των μάγναστρων που βιώνουν μια έκρηξη, οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να πλησιάσουν περισσότερο στην αποκάλυψη των μυστηρίων αυτών των γεγονότων.

https://www.nasa.gov/missions/ixpe/nasas-ixpe-obtains-first-x-ray-polarization-measurement-of-magnetar-outburst/

[Δροσος Γεωργιος]

Μικρά Βήματα, Γιγαντιαία Άλματα: Επεισόδιο 159: StarBurst: Κυνηγός Ακτίνων Γάμμα.

Αντρές Αλμέιντα (Παρουσιαστής):

Τι συμβαίνει όταν συγκρούονται εξαιρετικά πυκνά αστέρια νετρονίων – τα οποία έχουν διάμετρο μόνο μερικά μίλια; Απελευθερώνουν αυτό που ονομάζεται εκρήξεις ακτίνων γάμμα, τις πιο φωτεινές, πιο ενεργητικές εκρήξεις που είναι γνωστές στην επιστήμη. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, η σύγκρουση σφυρηλατεί βαρέα μέταλλα όπως ο χρυσός και η πλατίνα, στοιχεία που αφθονούν στη Γη.Η αποστολή StarBurst της NASA, ένας δορυφόρος περίπου στο μέγεθος ενός πλυντηρίου ρούχων, πρόκειται να εκτοξευθεί το 2027 για να ανιχνεύσει τις αρχικές εκρήξεις αυτών των κοσμικών πυροτεχνημάτων. Μελετώντας τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα με πρωτοφανή λεπτομέρεια, το StarBurst θα βοηθήσει τους επιστήμονες να διερευνήσουν την ακραία φυσική των συγκρούσεων αστέρων νετρονίων και να ρίξουν φως σε ένα από τα πιο ισχυρά γεγονότα στην αστροφυσική. Συζητάμε γι' αυτό σήμερα με τον Δρ. Νταν Κοτσέφσκι, κύριο ερευνητή του StarBurst, από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Μάρσαλ της NASA στο Χάντσβιλ της Αλαμπάμα. Αυτό είναι το Μικρά Βήματα, Γιγαντιαία Άλματα.
Καλώς ορίσατε στο Small Steps, Giant Leaps, το podcast από την Ακαδημία Ηγεσίας Προγραμμάτων, Έργων και Μηχανικής της NASA ή APPEL. Είμαι ο παρουσιαστής σας, Andres Almeida. Εκτός από το να μιλήσει για την εκπληκτική επιστήμη της αποστολής, ο Dan είναι εδώ για να μας πει πώς το StarBurst βασίζεται σε γνώσεις από προηγούμενες παρόμοιες αποστολές και πώς αναπτύχθηκε εξαρχής η ιδέα της αποστολής.

Γεια σου, Dan, χαίρομαι που σε έχω εδώ.

Dan Kocevski: Χαίρομαι που βρίσκομαι εδώ. Ευχαριστώ που με καλέσατε.

Παρουσιαστής: Αυτή η αποστολή είναι ενδιαφέρουσα. Μπορείτε να μας μιλήσετε λίγο για όσα γνωρίζουμε μέχρι στιγμής για τις σύντομες εκρήξεις ακτίνων γάμμα;

Kocevski: Ναι, ναι. Λοιπόν, οι σύντομες εκρήξεις ακτίνων γάμμα ή οι σύντομες GRB, όπως τις ονομάζουμε συνήθως, είναι μερικές από τις πιο ισχυρές εκρήξεις στο σύμπαν, αλλά συμβαίνουν σε μια στιγμή, συνήθως διαρκώντας μόνο λίγα δευτερόλεπτα. Για δεκαετίες, δεν ήμασταν απόλυτα σίγουροι τι τις προκαλούσε, αλλά χάρη σε πρόσφατες ανακαλύψεις, ειδικά εκείνες που αφορούν ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων, τώρα γνωρίζουμε ότι οι περισσότερες από τις σύντομες GRB που βλέπουμε στις ακτίνες γάμμα δημιουργούνται από τη σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων.Οι ίδιοι οι αστέρες νετρονίων είναι αρκετά απίστευτοι. Είναι πυκνοί, καταρρεμένοι πυρήνες που μένουν πίσω μετά την έκρηξη μεγάλων αστέρων ως σουπερνόβα. Φανταστείτε να στριμώχνετε τη μάζα του Ήλιου μας σε μια σφαίρα μόλις λίγων μιλίων σε διάμετρο. Αυτό είναι ένα αστέρι νετρονίων. Ένα μόνο κουταλάκι του γλυκού ύλης αστέρα νετρονίων θα ζύγιζε δισεκατομμύρια τόνους.Τώρα, φανταστείτε δύο από αυτά τα ακραία αντικείμενα κλειδωμένα σε μια σπείρα θανάτου, σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο. Λοιπόν, ας πούμε, δύο αστέρια που έχουν γίνει σουπερνόβα. Αυτό που μένει πίσω είναι αυτοί οι υπερπυκνοί πυρήνες, αυτοί οι αστέρες νετρονίων που έχουν απομείνει, και περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο όλο και πιο γρήγορα μέχρι που τελικά συγκρούονται.Αυτή η σύγκρουση απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης μιας σύντομης αλλά έντονης λάμψης ακτίνων γάμμα, και αυτό είναι που παράγει τις σύντομες GRB.
Αυτές οι εκρήξεις μπορούν να μας πουν πολλά, όχι μόνο για τα αστέρια που τις δημιούργησαν, αλλά και για τη δημιουργία βαρέων στοιχείων όπως ο χρυσός και η πλατίνα, και τη φύση της εξαιρετικά πυκνής ύλης, ακόμη και τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ίδιας της βαρύτητας.

Παρουσιαστής: Ποιος είναι ένας άλλος τρόπος σχηματισμού βαρέων στοιχείων στο σύμπαν;

Κοτσέφσκι: Οι συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων είναι ένας από τους πιο δραματικούς τρόπους με τους οποίους το σύμπαν δημιουργεί αυτά τα βαριά στοιχεία, αλλά πιστεύεται ότι υπάρχουν και άλλοι τρόποι.Όταν δύο αστέρες νετρονίων συγκρούονται, οι συνθήκες είναι κατάλληλες για να δημιουργηθούν τα βαρύτερα στοιχεία στον περιοδικό πίνακα. Στην πραγματικότητα, με την κοινή ανίχνευση που παρατηρήσαμε το 2017 (ήταν η πρώτη φορά που εντοπίσαμε μια συγχώνευση αστέρων νετρονίων τόσο σε βαρυτικά κύματα όσο και σε ακτίνες γάμμα), για αυτό το γεγονός, εκτιμούμε ότι περίπου αρκετές γήινες μάζες χρυσού και πλατίνας δημιουργήθηκαν σε αυτή τη μοναδική έκρηξη.Όμως, όπως συμβαίνει συνήθως, η φύση δεν βάζει όλα τα αυγά της σε ένα καλάθι. Υπάρχουν μερικά από αυτά τα στοιχεία που παράγονται επίσης ή πιστεύεται ότι παράγονται σε άλλα ακραία περιβάλλοντα, όπως ορισμένοι τύποι εκρήξεων σουπερνόβα.Οι επιστήμονες προσπαθούν ακόμη να καταλάβουν πόσο από αυτά τα διαφορετικά κοσμικά εργοστάσια συμβάλλουν στην παραγωγή αυτών των στοιχείων. Επομένως, αυτός είναι στην πραγματικότητα ένας πολύ ενεργός τομέας έρευνας. Έτσι, ενώ τα αστέρια νετρονίων, οι συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων, είναι σίγουρα ένας από τους μεγαλύτερους παράγοντες που συμβάλλουν στη δημιουργία στοιχείων όπως ο χρυσός, πιθανότατα αποτελούν μέρος μιας μεγαλύτερης κοσμικής γραμμής συναρμολόγησης για την παραγωγή αυτών των γεγονότων.Έτσι, όσο περισσότερα από αυτά τα γεγονότα παρατηρούμε, τόσο πιο κοντά θα φτάσουμε στο να κατανοήσουμε ακριβώς πόσο οι συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων συμβάλλουν στη συνολική παραγωγή αυτών των στοιχείων του σύμπαντος.

Επισκέπτης: Πώς αναπτύχθηκε η αποστολή;

Κοτσέφσκι: Ναι, η ιδέα πραγματικά απογειώθηκε μετά από αυτήν την ορόσημο ανακάλυψη το 2017, όπως είπα, που ήταν η κοινή ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων και μιας έκρηξης ακτίνων γάμμα από το ίδιο κοσμικό γεγονός.Αναφερόμαστε σε αυτό ως GW 170817 που πήρε το όνομά του από την ημερομηνία κατά την οποία συνέβη [17 Αυγούστου 2017]. Αυτές οι παρατηρήσεις έγιναν σχεδόν ταυτόχρονα από το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων με Συμβολόμετρο Λέιζερ, ή LIGO, και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Ακτίνων Γάμμα Fermi της NASA. Ήταν η πρώτη φορά που είχαμε δει κυματισμούς τόσο στον χωροχρόνο όσο και στο φως υψηλής ενέργειας που προερχόταν από μια σύγκρουση αστέρων νετρονίων.Και αυτή η στιγμή ήταν, ήταν κάπως η ριζική αλλαγή που πυροδότησε την ώθηση για αυτήν την αποστολή. Μας έδειξε πόσο ισχυρή μπορεί να είναι όταν συνδυάζουμε τους διαφορετικούς τύπους παρατηρήσεων που λαμβάνουμε από τα βαρυτικά κύματα και από τις ακτίνες γάμμα και σε αυτό που ονομάζουμε τώρα αστρονομία πολλαπλών αγγελιοφόρων, χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικούς αγγελιοφόρους για να αποκτήσουμε πληροφορίες σχετικά με ένα συμβάν.Το [GW] 170817 αποκάλυψε μια σημαντική πρόκληση. Θέλω να πω, αυτά τα συμβάντα είναι σχετικά σπάνια, επομένως χρειαζόμαστε πιο ευαίσθητους οθόνες ακτίνων γάμμα ευρέος πεδίου αν θέλουμε να τα καταγράφουμε τακτικά και να παράγουμε ένα δείγμα συμβάντων για το οποίο να μελετήσουμε τις συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων με περισσότερες λεπτομέρειες. Έτσι, από εκεί προήλθε η ιδέα της αποστολής. Η ιδέα ήταν να κατασκευαστεί ένα όργανο που θα μπορούσε να ανιχνεύσει περισσότερα από αυτά τα κοινά συμβάντα με καλύτερη ευαισθησία από ό,τι είναι δυνατό σήμερα.

Παρουσιαστής: Ουσιαστικά, είναι μια αναβάθμιση της επιστήμης.

Οι παρατηρήσεις ακτίνων γάμμα που λαμβάνουμε από ένα όργανο όπως το StarBurst βοηθούν στον εντοπισμό στον ουρανό των σημείων όπου συμβαίνουν αυτά τα γεγονότα, κάτι που είναι εξαιρετικά πολύτιμο για την οπτική παρακολούθηση με επίγειες και διαστημικές παρατηρήσεις.Έτσι, αν θέλουμε να δούμε τον γαλαξία από τον οποίο προήλθαν, από τον οποίο προήλθαν αυτά τα γεγονότα και να εξετάσουμε τις κιλόνοβα - το φως που παράγεται από ραδιενεργό υλικό που εκτοξεύεται από αυτά, από αυτά τα γεγονότα - για να μελετήσουμε αυτά, αυτές τις ιδιότητες του τελευταίου χρόνου και τον γαλαξία που χρειάζεται, πρέπει να παρακολουθήσουμε αυτά τα γεγονότα με οπτικά τηλεσκόπια στενού πεδίου.Έτσι, έχοντας τη δυνατότητα να τα εντοπίσουμε και να βοηθήσουμε, και έχοντας τα βαρυτικά κύματα συνδυασμένα, η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων σε συνδυασμό με την ανίχνευση ακτίνων γάμμα σας βοηθά να εντοπίσετε ακριβώς από πού προήλθαν αυτά τα γεγονότα.Επίσης, εάν ένα σήμα βαρυτικού κύματος είναι ασθενές ή οριακό, η ανίχνευση ακτίνων γάμμα την ίδια ακριβώς στιγμή ενισχύει την εμπιστοσύνη αυτού του σήματος. Έτσι, ουσιαστικά επιτρέπει στους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων να αυξήσουν περαιτέρω το όριο ανίχνευσής τους, αυξάνοντας τον συνολικό αριθμό γεγονότων που βλέπουμε.Έτσι, από πολλές απόψεις, η αποστολή γεννήθηκε από την συνειδητοποίηση ότι η πλήρης αξιοποίηση των δυνατοτήτων της επιστήμης των βαρυτικών κυμάτων απαιτεί ευαίσθητους ανιχνευτές ακτίνων γάμμα σε τροχιά για να παρέχουν αυτά τα απαραίτητα περιβάλλοντα πολλαπλών μηνυμάτων για αυτά τα γεγονότα.

Παρουσιαστής: Τι μπορείτε να μας πείτε για τον σχεδιασμό του StarBurst και τα όργανα που βρίσκονται πάνω του;

Κοσέφσκι: Το StarBurst έχει σχεδιαστεί ως ένας μικρός δορυφόρος που θα αναπτυχθεί σε χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη ως δευτερεύον ωφέλιμο φορτίο σε μια ευκαιρία εμπορικής εκτόξευσης.Το ίδιο το διαστημόπλοιο ζυγίζει περίπου 300 κιλά και έχει μέγεθος περίπου ένα κυβικό μέτρο, επομένως έχει περίπου το μέγεθος ενός πλυντηρίου ρούχων. Στην καρδιά του επιστημονικού οργάνου StarBurst βρίσκονται αυτό που ονομάζουμε ανιχνευτές προσομοίωσης. Αυτά είναι εξειδικευμένα όργανα που ανιχνεύουν ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας μετατρέποντας την ενέργειά τους σε ορατό φως.Έτσι, οι ακτίνες γάμμα είναι φως πολύ υψηλής συχνότητας, και δεν μπορείτε, είναι πολύ δύσκολο να συγχρονίσετε τις ακτίνες γάμμα όπως, θα λέγατε, το οπτικό φως σε ένα παραδοσιακό τηλεσκόπιο. Οι ακτίνες γάμμα θα περνούσαν κατευθείαν μέσα από οποιοδήποτε είδος καθρέφτη ή ανακλαστήρα που θα χρησιμοποιούνταν σε οπτικά ή ακόμα και σε τηλεσκόπια ακτίνων Χ.Και, έτσι, αυτά τα όργανα προσομοίωσης, όταν οι ακτίνες γάμμα χτυπούν το υλικό προσομοίωσης, στην περίπτωσή μας, έναν κρύσταλλο ιωδιούχου καισίου, παράγουν μια μικροσκοπική λάμψη μέσα στον κρύσταλλο, και αυτό το φως λαμβάνεται από ευαίσθητα ηλεκτρονικά που μετρούν τη φωτεινότητα και τη διάρκειά του, η οποία μας λέει την ενέργεια και τον χρόνο άφιξης των ακτίνων γάμμα.Έτσι, μπορείτε να το σκεφτείτε αυτό σαν να σκέφτεστε έναν μετρητή Geiger, ακούτε ηχητικά σήματα όταν ανιχνεύει ακτινοβολία. Αυτοί οι κρύσταλλοι φωτίζονται όταν η ακτινοβολία ακτίνων γάμμα περνάει μέσα από αυτόν. Έτσι, είναι μια παρόμοια ιδιότητα της μετατροπής της ενέργειας που υπάρχει στις ακτίνες γάμμα σε κάτι άλλο που ανιχνεύεται εύκολα.
Έτσι, το StarBurst φέρει 12 από αυτούς τους ανιχνευτές διατεταγμένους σε ένα μοτίβο κουτιού στην κορυφή του διαστημικού σκάφους. Έτσι, συγκρίνοντας τις δυνάμεις, τις δυνάμεις σήματος από τις ακτίνες γάμμα που χτυπούν κάθε ανιχνευτή, μπορούμε να υπολογίσουμε περίπου από πού στον ουρανό προήλθε η έκρηξη.Έτσι, αυτός ο σχεδιασμός δίνει στο StarBurst ένα πραγματικά ευρύ οπτικό πεδίο, περίπου το μισό του ουρανού σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή. Έτσι, ουσιαστικά, το μέρος του ουρανού που δεν εμποδίζεται από τη Γη, το οποίο είναι ιδανικό για τη σύλληψη ακτίνων γάμμα επειδή μπορούν να εμφανιστούν τυχαία οπουδήποτε στον ουρανό από οπουδήποτε στο Σύμπαν.
Οικοδεσπότης: Πώς βασίζεται το StarBurst σε άλλες αποστολές ανίχνευσης ακτίνων γάμμα;
Kocevski: Το StarBurst βασίζεται σε μια αρκετά μακρά κληρονομιά επιτυχημένων εκπομπών γάμμα που έχουν εφαρμοστεί από τη NASA.
Πιο πρόσφατα, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Ακτίνων Γάμμα Fermi που βρίσκεται σε τροχιά αυτή τη στιγμή. Το Fermi φέρει ένα όργανο που ονομάζεται οθόνη εκρήξεων ακτίνων γάμμα, ή GBM, το οποίο υπήρξε ένα από τα βασικά όργανα της NASA για την ανίχνευση GRB τα τελευταία 15 χρόνια. Το GBM μας έχει δείξει πραγματικά πόσο πολύτιμο είναι να έχουμε έναν ανιχνευτή ευαισθησίας ευρέος πεδίου (ανιχνευτή ακτίνων γάμμα) στο διάστημα για την καταγραφή σπάνιων, ενδιαφερόντων παροδικών φαινομένων.Έτσι, το StarBurst παίρνει την κληρονομιά του Fermi GBM και το προωθεί λίγο παραπέρα, με βελτιώσεις στην ευαισθησία για να μας δώσει μια καλύτερη ευκαιρία να ανιχνεύσουμε μεγαλύτερο αριθμό από αυτές τις ταυτόχρονες ανιχνεύσεις μεταξύ βαρυτικών κυμάτων και ακτίνων γάμμα.Το StarBurst βασίζεται επίσης στην καινοτομία δύο πιο πρόσφατων προσπαθειών της NASA, δύο αποστολών που ονομάζονται Glowbug και BurstCube. Το Glowbug ήταν ένα πείραμα Pathfinder που πέταξε στον διαστημικό σταθμό το 2023 και βοήθησε στη δοκιμή νεότερων δυνατοτήτων ανίχνευσης ακτίνων γάμμα, συμπεριλαμβανομένων πιο συμπαγών ηλεκτρονικών ανάγνωσης που όλοι χρησιμοποιούμε τώρα στο StarBurst.Το BurstCube ήταν ένας CubeSat που αναπτύχθηκε από τον διαστημικό σταθμό το 2024 και διερεύνησε πώς να μικρύνει τις δυνατότητες ανίχνευσης GRB και επέδειξε επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας το σύστημα TDRS της NASA. Έτσι, αυτός είναι ένας αστερισμός δορυφόρων που χρησιμοποιεί η NASA για επικοινωνίες σε πραγματικό χρόνο.
Και ότι το Fermi GBM χρησιμοποιεί TDRS, αλλά ποτέ δεν το είχε κάνει, η δυνατότητα αυτή δεν είχε ποτέ αποδειχθεί σε έναν μικρό δορυφόρο πριν. Έτσι, το StarBurst χρησιμοποιεί αυτόν τον παρόμοιο, τον ίδιο πομποδέκτη που χρησιμοποίησε το BurstCube. Έτσι, το BurstCube άνοιξε το δρόμο για μεγάλο μέρος της τεχνολογίας που χρησιμοποιούμε για γρήγορες επικοινωνίες στο StarBurst.

Παρουσιαστής: Λοιπόν, το StarBurst είναι μέρος του Προγράμματος Πρωτοπόρων Αστροφυσικής της NASA. Πώς ήταν αυτή η διαδικασία επιλογής; Και τι μάθατε εσείς και η ομάδα σας;

Κοτσέφσκι Μέρος του έργου Pioneers, αυτό που είναι μοναδικό σε αυτό, είναι η προθυμία του προγράμματος να υιοθετήσει υψηλότερο βαθμό κινδύνου σε αντάλλαγμα για ταχεία, καινοτόμο επιστήμη, καινοτόμο επιστήμη. Έτσι, αυτά προορίζονται να είναι έργα που χρηματοδοτούνται και ολοκληρώνονται εντός πέντε ετών. Έτσι, ένας τετραετής κύκλος ανάπτυξης και ένας μονοετής επιχειρησιακός κύκλος.
Και αυτό είναι διαφορετικό, πολύ διαφορετικό από τον τρόπο που συνήθως πραγματοποιούνται οι αποστολές στη NASA. Συνήθως, υπάρχει μεγάλη αποστροφή κινδύνου για κατανοητούς λόγους. Δεν θέλετε να ξοδέψετε εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια σε μια αποστολή και στη συνέχεια να αποτύχει σε τροχιά.
Το ανώτατο όριο κόστους για τους Pioneers είναι λίγο χαμηλότερο. Έτσι, είναι μια αποστολή 20 εκατομμυρίων δολαρίων, και η ιδέα είναι ότι θέλουμε να είμαστε σε θέση να αποδεχτούμε υψηλότερο επίπεδο κινδύνου προκειμένου να έχουμε γρήγορο χρόνο ολοκλήρωσης και να φέρουμε περισσότερα από αυτά τα πράγματα σε τροχιά.
Ένα από τα μεγαλύτερα συμπεράσματα που πήραμε από τη διαδικασία επιλογής ήταν πόσο σημαντικό ήταν να συνδέσετε με σαφήνεια την ιδέα της αποστολής σας με την πειστική επιστήμη, την πειστική επιστημονική ανάγκη. Στην περίπτωσή μας, όλα αφορούσαν την αξιοποίηση της πρωτοποριακής ανακάλυψης του 170817. Έτσι, η διαδικασία επιλογής μας ώθησε πραγματικά να βελτιώσουμε την επιστημονική μας θέση και να διατυπώσουμε πώς η αποστολή θα εντασσόταν στο ευρύτερο επιστημονικό τοπίο της αστροφυσικής, προκειμένου να μεγιστοποιήσουμε, ουσιαστικά, το όφελος για αυτήν την σχετικά χαμηλού κόστους αποστολή με περιορισμένο κόστος.
Όσον αφορά την τεχνολογική ανάπτυξη, αυτό σήμαινε ότι έπρεπε να στραφούμε στη χρήση εμπορικών έτοιμων εξαρτημάτων όπου ήταν δυνατόν. Έπρεπε να λάβουμε αποφάσεις σχετικά με το πού θα μπορούσαμε να αναλάβουμε κινδύνους και πού η αξιοπιστία ήταν αδιαπραγμάτευτη.
Αυτή η πρόκληση μας έδωσε επίσης την ελευθερία να σχεδιάσουμε, ξέρετε, αυτό που κατά τα άλλα θα ήταν μια ευέλικτη και οικονομικά αποδοτική αποστολή που εξακολουθούμε να πιστεύουμε ότι θα προσφέρει επιστήμη με πολύ υψηλό αντίκτυπο. Έτσι, αυτό απαιτούσε να είμαστε πολύ σαφείς στη διαδικασία υποβολής προτάσεων σχετικά με το πώς θα διαχειριστούμε αυτόν τον κίνδυνο και θα δείξουμε ότι οι επιλογές σχεδιασμού μας ήταν τόσο σκόπιμες όσο και υπερασπίσιμες εντός των περιορισμών κόστους και χρονοδιαγράμματος του προγράμματος.
Οικοδεσπότης: Ακούγεται σαν να είχατε αρκετό υλικό αναφοράς για να εργαστείτε, κοιτάζοντας πίσω στο υλικό κληρονομιάς και σε άλλες αποστολές.
Κοτσέφσκι: Λοιπόν, όσον αφορά τις επιχειρήσεις, η κληρονομιά προέρχεται από το [Fermi] GBM. Έτσι, αυτό το τηλεσκόπιο λειτουργεί εδώ και 15 χρόνια. Και έχουμε μια διαδικασία για την ανίχνευση και την ταχεία διάδοση πληροφοριών σχετικά με τα πράγματα που βλέπουμε σε τροχιά, στην κοινότητα μέσα σε λίγα λεπτά από την ανίχνευση κάποιου πράγματος.
Έτσι, επαναπροσδιορίζουμε πολλές από αυτές τις αγωγούς ανάλυσης και τα σχέδια λειτουργίας για το StarBurst, προκειμένου να έχουμε έναν παρόμοιο τύπο γρήγορου χρόνου από την ανίχνευση έως την κυκλοφορία δεδομένων στην κοινότητα και τις ανακοινώσεις στην κοινότητα.
Αλλά ξέρετε, επιστρέφοντας στην τεχνολογία, τόσο το Glowbug όσο και το BurstCube ήταν αυτές οι επενδύσεις της NASA σε πρώιμο στάδιο που βοήθησαν να ανοίξει ο δρόμος για πολλές τεχνολογίες που χρησιμοποιούμε στο StarBurst. Έτσι, πολλοί από τους ανθρώπους στην αποστολή StarBurst συμμετείχαν επίσης στο Glowbug και το BurstCube, και έτσι έχουμε ενσωματώσει πολλά από τα μαθήματα που αντλήσαμε και από τις δύο αυτές αποστολές.Παρουσιαστής: Πώς ελπίζετε ότι το StarBurst θα συμβάλει στην αστροφυσική;

Κοτσέφσκι: Το StarBurst έχει σχεδιαστεί, στην πραγματικότητα, έχει σχεδιαστεί για να αξιοποιήσει τη νέα εποχή αυτού που ονομάζουμε αστρονομία πολλαπλών μηνυμάτων. Σχεδιάζουμε να εκτοξεύσουμε το StarBurst περίπου την ίδια εποχή που οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων στο έδαφος, έτσι ώστε τα αστεροσκοπεία LIGO, να εφαρμόσουν μια σημαντική αναβάθμιση στην ευαισθησία τους. Αυτό, λοιπόν, έχει προγραμματιστεί για τα μέσα έως τα τέλη του 2027. Και μαζί, ελπίζουμε ότι θα μπορέσουμε να ανιχνεύσουμε ένα μεγαλύτερο δείγμα GRBs τόσο σε βαρυτικά κύματα όσο και σε ακτίνες γάμμα, και στη συνέχεια να επιτρέψουμε την επιστήμη που θα ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθεί με οποιοδήποτε σήμα μόνο του.Έτσι, για παράδειγμα, οι παρατηρήσεις βαρυτικών κυμάτων μπορούν να μεταδώσουν πληροφορίες που δεν είχαμε ποτέ. Μπορούν να μας δώσουν πληροφορίες σχετικά με τη μάζα, την περιστροφή, την απόσταση και την κλίση του συστήματος συγχώνευσης, καθώς και την ακριβή στιγμή της συγχώνευσης, τη στιγμή που συγκρούονται μεταξύ τους, ενώ οι παρατηρήσεις ακτίνων γάμμα περιορίζουν τη συνολική ενέργεια και το σχήμα του σχετικιστικού πίδακα που παράγεται σε αυτά τα γεγονότα. Και είναι αυτός ο σχετικιστικός πίδακας που στη συνέχεια παράγει τις ακτίνες γάμμα.Έτσι, εξετάζουμε το μέγεθος του σχετικιστικού υλικού, το βαθμό στον οποίο είναι το πλάτος αυτού του πίδακα, για παράδειγμα, και τα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων μας λένε τον προσανατολισμό προς τα πού δείχνει και τι ακριβώς ήταν αυτό που παρήγαγε αυτά τα είδη γεγονότων.
Συνδυασμένες, αυτές οι παράμετροι μπορούν τελικά να απαντήσουν σε μερικά μακροχρόνια ερωτήματα σχετικά με το εύρος των προγόνων GRE. Λοιπόν, τι είδους αντικείμενα μπορούμε να γνωρίζουμε ότι η συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων μπορεί να παράγει αυτό; Μπορεί η συγχώνευση ενός αστέρα νετρονίων και μιας μαύρης τρύπας να παράγει παρόμοια γεγονότα; Αυτό είναι ακόμα ασαφές, αν και υπάρχουν θεωρίες που το προβλέπουν.
Θα μπορούσε να μας πει για τη φύση του υπολείμματος συγχώνευσης. Έτσι, όταν συγχωνεύονται οι αστέρες νετρονίων, τι απομένει; Πόσο καιρό ζει αυτό το πράγμα πριν καταρρεύσει σε μια μαύρη τρύπα, αν καταρρεύσει σε μια μαύρη τρύπα;Και στη συνέχεια η εξίσωση κατάστασης του αστέρα νετρονίων. Έτσι, λοιπόν, συμπεριφέρεται η ύλη σε αυτές τις εξαιρετικά πυκνές καταστάσεις και πώς, ξέρετε, οι δονητικές λειτουργίες και η θεμελιώδης φυσική του πώς συμπεριφέρονται αυτές, πώς συμπεριφέρεται η ύλη σε αυτές τις συνθήκες.Και υπάρχει επίσης η πιθανότητα αυτές οι παρατηρήσεις να βοηθήσουν στην επιβολή πρωτοφανών περιορισμών στη θεμελιώδη φυσική της βαρύτητας.Έτσι, για παράδειγμα, η ταχύτητα της βαρύτητας. Υποτίθεται ότι η ταχύτητα της βαρύτητας είναι η ίδια με την ταχύτητα του φωτός. Αλλά αν βλέπαμε τα βαρυτικά κύματα μετά την ανίχνευση του σήματος ακτίνων γάμμα, τότε θα μπορούσε ενδεχομένως να σηματοδοτήσει ότι τα βαρυτικά κύματα, ή η βαρύτητα, διαδίδονται με κάτι μικρότερο από την ταχύτητα του φωτός, κάτι που θα ήταν αρκετά φαινομενικό.
Αυτό είναι κάτι που απλώς υποτίθεται αυτή τη στιγμή, αλλά δεν έχει, δεν έχουμε καταφέρει να αποδείξουμε ότι εδώ στη Γη έχουν την ίδια ταχύτητα. Οπότε, πολλή διασκεδαστική επιστήμη που ανυπομονούμε να κάνουμε.

Παρουσιαστής: Νταν, η τελευταία μου ερώτηση για σένα είναι, τι θεωρείς ότι είναι το γιγάντιο άλμα σου;
Κοτσέφσκι: Νομίζω ότι για εμάς, η απόδειξη ότι μπορούσαμε να σχεδιάσουμε μια επιστημονική αποστολή της NASA που θα παρήγαγε πρωτοποριακή επιστήμη με σχετικά μικρό όριο κόστους.Πολλοί άνθρωποι ήταν σκεπτικοί για το αν κάτι τέτοιο θα μπορούσε να γίνει. Οι αποστολές της NASA, όπως είπα, συνήθως περιλαμβάνουν προσαρμοσμένο υλικό και μεγάλους κύκλους ανάπτυξης, αλλά έπρεπε να το ξανασκεφτούμε από την αρχή. Έτσι, το γιγάντιο άλμα μας ήταν ότι χρησιμοποιήσαμε με επιτυχία ένα μείγμα εμπορικών, έτοιμων εξαρτημάτων και συμβάσεων σταθερής τιμής, προκειμένου να πετύχουμε μια αποστολή που θα μπορούσε να ενταχθεί στο όριο κόστους και να είναι επιτυχημένη.Και, όπως είπα, επικεντρωθήκαμε σε έξυπνες επιλογές σχεδιασμού, αποδεικνύοντας ότι χρησιμοποιήσαμε αποδεδειγμένη εμπορική τεχνολογία όπου ήταν δυνατόν, έτσι σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιώντας, ας πούμε, εξαρτήματα αυτοκινητοβιομηχανίας αντί για τα παραδοσιακά εξαρτήματα πτήσης, και διαρθρώνοντας όσο το δυνατόν περισσότερες από τις προμήθειές μας, ως συμβάσεις σταθερής τιμής, για να διατηρήσουμε το κόστος προβλέψιμο. Αυτό μας ανάγκασε να είμαστε λιτοί και δημιουργικοί σε ορισμένα σημεία, αποδεικνύοντας ότι η NASA μπορεί να είναι ευέλικτη και να εξακολουθεί να εκπληρώνει την αποστολή μας να επεκτείνουμε την κατανόησή μας για το σύμπαν.
Παρουσιαστής: Έχετε το δικό σας προσωπικό γιγάντιο άλμα;
Κοτσέφσκι: Ένας από τους στόχους του έργου/προγράμματος Pioneers ήταν να επιτρέψει σε επιστήμονες που βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο της καριέρας τους να αναλάβουν ηγετικούς ρόλους σε τέτοιου είδους διαδικασίες ανάπτυξης αποστολών. Δεν είχα ποτέ υπάρξει κύριος ερευνητής σε έργο αυτής της κλίμακας, οπότε έμαθα πολλά στην εργασία για το πώς όλα αυτά συνδυάζονται από παντού, από τη διαχείριση του έργου έως τη μηχανική συστημάτων, τις συμβάσεις και τις προμήθειες.Έτσι, έχοντας πλοηγηθεί με επιτυχία σε όλα αυτά και, και, και έχοντας φτάσει, ξέρετε, μέσα σε λίγους μήνες από την ημερομηνία ετοιμότητας για την εκτόξευση, νομίζω ότι για μένα ήταν μια σημαντική πρόκληση που αντιμετώπισα και είμαι περήφανος που κατάφερα να πλοηγηθώ και να ξεπεράσω με επιτυχία.Λοιπόν, ναι, νομίζω, ξέρετε, το να αναλάβω τη διαχείριση ενός έργου αυτής της κλίμακας θα ήταν σίγουρα ένα από τα γιγάντια άλματά μου.
Παρουσιαστής: Λοιπόν, ευχαριστώ, Νταν! Ευχαριστώ για τον χρόνο σου. Ανυπομονώ για το StarBurst και τι μας φέρνει πίσω.
Κοτσέφσκι: Ευχαριστώ!
Παρουσιαστής: Αυτό ολοκληρώνει ένα ακόμη επεισόδιο του Small Steps, Giant Leaps. Για περισσότερα σχετικά με τον Νταν, επισκεφθείτε τη σελίδα πόρων μας στο appel.nasa.gov. Αυτό είναι το A-P-P-E-L dot NASA dot gov. Και μην ξεχάσετε να δείτε τα άλλα podcast μας όπως το Houston, το We Have a Podcast, το Curious Universe και το Universo curioso de la NASA.
Όπως πάντα. Ευχαριστούμε που ακούσατε.
Τέλος: Τρία. Δύο. Ένα. Αυτό είναι ένα επίσημο podcast της NASA.

https://www.nasa.gov/podcasts/small-steps-giant-leaps/small-steps-giant-leaps-episode-160-starburst-gamma-ray-hunter/