ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ

Μπράβο σας παιδιά!

Πόση μάζα μπορεί να έχει ένας αστέρας νετρονίων? Ποιό είναι το όριο πρίν καταρρεύσει σε μαύρη τρύπα? Μία πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι η μέγιστη μάζα που μπορεί να έχει ένας αστέρας νετρονίων είναι 2,16 ηλιακές. Αυτό παραπέμπει σε διάμετρο γύρω στα 12 μόλις χιλιόμετρα. Τα παραπάνω συμπεράσματα οφείλονται στην ανακάλυψη βαρυτικών κυμάτων σε μια σύγκρουση 2 αστέρων νετρονίων (GW170817). Η καθυστέρηση των 1,7 δευτερολέπτων της ακτινοβολίας γ σε σχέση με τα βαρυτικά κύματα σημαίνει ότι για αυτή την διάρκεια σχηματίστηκε από την σύγκρουση ένας αστέρας νετρονίων ταχύτατης περιστροφής, που στην συνέχεια κατάρρευσε σε μαύρη τρύπα (η έκλυση ακτινοβολίας γ). Γενικά η θεωρία προβλέπει ότι ένας (ταχύτατα) περιστρεφόμενος αστέρας νετρονίων μπορεί να έχει 20% περισσότερη μάζα από έναν (θεωρητικό) μη περιστρεφόμενο, λόγω της φυγόκεντρου δύναμης που αναπτύσσει. Βέβαια η ταχύτητα περιστροφής του έχει ένα όριο, ώστε η επιφάνειά του να μην κινείται με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός, αλλά και να διατηρήσει την συνοχή του. Ο παραπάνω βραχύβιος αστέρας νετρονίων επιβράδυνε γρήγορα (γενικά οι αστέρες νετρονίω επιβραδύνουν την περιστροφή τους λόγω εσωτερικών τριβών) με αποτέλεσμα να καταρρεύσει σε μαύρη τρύπα μετά από 1,7 δευτερόλεπτα. Αν είχε σχηματιστεί μια μαύρη τρύπα άμεσα μετά την σύγκρουση των 2 αστέρων, η καθυστέρηση των ακτίνων γ σχετικά με τα βαρυτικά κύματα θα ήταν μόνο μερικά millisecond. Άλλη μια φορά η multimedia αστρονομία μας δίνει εντυπωσιακή γνώση. Rezzola The Astrophysical Journal Letter 852, L25, 2018

Η περιοχή της λαμπρής κόκκινης νόβας (luminous red nova) CK Vulpeculae βρίσκεται σε απόσταση 2000 ετών φωτός. Εκεί συγκρούστηκαν και ενώθηκαν 2 αστέρια (το φως τους μας ήρθε το έτος 1670). Στο CK Vulpeculae έχουν αναπτυχθεί 2 λοβοί, αποτέλεσμα της σύγκρουσης. Το ΑΛΜΑ ανακάλυψε το ραδιενεργό Αλουμίνιο-26 μέσα σε σε μόρια που σχηματίστηκαν στους 2 λοβούς. Το Αλουμίνιο-26 έχει χρόνο ημιζωής 720.000 έτη. Μάλλον το ένα αστέρι από τα 2 είχε εξελιχθεί σε ερυθρό γίγαντα πριν την σύγκρουση. Αυτό σημαίνει ότι μεταστοιχείωνε υδρογόνο σε φλοιό γύρω από τον πυρήνα του. Σε αυτή την διαδικασία παράγονται ίχνη βαρύτερων στοιχείων με την αργή απορρόφηση νετρονίων. Εκεί σχηματίστηκε και το ραδιενεργό αλουμίνιο, που όμως δεν θα έβγαινε στην επιφάνεια και στην μεσοαστρική ύλη, παρά μόνο μετά από την σύγκρουση των 2 αστεριών.

Στο μεγάλο Μαγγελανοκό νέφος παρατηρούμε ότι η περιστροφή του επιταχύνεται προς την μία πλευρά (την αριστερή όπως βλέπουμε αυτόν τον γαλαξία- συνοδό του δικού μας). Αυτό οφείλεται στην ύπαρξη της σκοτεινής ύλης. Επειδή το μεγάλο Μαγγελανκό νέφος βρίσκεται σε διαδικασία συγχώνευσης με τον Γαλαξία μας, το κέντρο βάρους του είναι μετατοπισμένο (προς τα αριστερά) σε σχέση με τον πυρήνα του. Δηλαδή η ορατή (βαρυονική) ύλη του γαλαξία έχει μεταναστεύσει από το κέντρο της βασικής του ύλης, της σκοτεινής, λόγω της συγχώνευσης. Η σχετικά πυκνή βαρυονική ύλη παρενοχλείται βαρυτικά πιο άμεσα από την πολύ αραιή σκοτεινή ύλη ενός γαλαξία. Έτσι μετατοπίζεται, με την σκοτεινή ύλη να μένει πίσω! Οι γαλαξίες που παρουσιάζουν αυτό το φαινόμενο ονομάζονται offset galaxies

Η αστρονομία είναι η φυσική των μεγάλων πραγμάτων, άρα χρειάζονται βασικές γνώσεις φυσικής. Το δικό μου site απευθύνεται σε λίγο πιο προχωρημένο επίπεδο, αλλά αν θέλεις ρίξε μια ματιά, είναι όλα στα ελληνικά (www.astrotheory.gr)

Αστρονομία- multimessenger ονομάζουμε την παρατήρηση αντικειμένων σε εντελώς διαφορετικά πεδία μέτρησης. Δηλαδή συνδυάζουμε παρατηρήσεις του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος με ανιχνεύσεις νετρίνων, κοσμική ακτινοβολία, αλλά και βαρυτικά κύματα! Το Blazar TXS 0506+056, σε απόσταση z= 0,336 (το φως από εκεί έκανε 4 δις έτη να φτάσει ως εμάς) είναι μια γνωστή πηγή ακτινοβολίας γ. Στις 22/9/17 ο ανιχνευτής νετρίνων Ice Cube στην Ανταρκτική <συνέλαβε> ένα νετρίνο που παραπέμπει σε εξωγαλαξιακή πηγή. Λίγες μέρες αργότερα το τηλεσκόπιο ακτίνων γ Fermi επιβεβαίωσε ενισχυμένη εκπομπή ακτίνων γ από την ίδια περιοχή του ουρανού που προήλθε το παραπάνω νετρίνο. Την ίδια μέρα τα τηλεσκόπια ακτινοβολίας Cherenkov, Magic, έδωσαν παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήσεων. Τα τηλεσκόπια ορατού φωτός επιβεβαίωσαν την πηγή ακτινοβολίας (το παραπάνω Blazar). Τα νετρίνα δημιουργούνται με τις παρακάτω διαδικασίες .Στο εσωτερικό της Γης λόγω διάσπασης ασταθών στοιχείων .Στους πυρηνικούς αντιδραστήρες .Στην ατμόσφαιρα μέσω σύγκρουσης κοσμικών ακτίνων με μόρια της ατμόσφαιρας .Στον Ήλιο και γενικά στα αστέρια μέσω θερμοπυρηνικής σύντηξης .Σε εξωτικές πηγές όπως εκρήξεις σουπερνόβα και ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες Ο παραπάνω συνδυασμός παρατηρήσεων απέδειξε ότι οι ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες αποτελούν πηγή κοσμικής ακτινοβολίας μεγάλης ενέργειας. Είναι εκπληκτικό ότι μπορούμε να συνδυάσουμε τόσο διαφορετικά πεδία παρατηρήσεων, όπως γίνεται και στις περιπτώσεις συγκρούσεων αστέρων νετρονίων (βαρυτικά κύματα και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία).

Ξέχασα την φωτογραφία!

Το ALMA απεικόνισε έναν πρωτοπλανητικό δίσκο στην φάση σχηματισμού πλανητών. Ο δίσκος γύρω από το αστέρι MWC758 στον Ταύρο, σε απόσταση 500 έτη φωτός από εμάς, έχει 3 δακτυλιοειδή συμπυκνώματα που θα αποτελέσουν τους μελλοντικούς πλανήτες του. Το αστέρι δεν βρίσκεται ακριβώς στο κέντρο, επιβεβαιώνοντας ότι πρόκειται για πλανητικό σύστημα (πρώτος νόμος του Κέπλερ). Το αστέρι ανήκει στην κατηγορία Herbig Ae/Be, και λάμπει λόγω θέρμανσης που προέρχεται από την συρρίκνωσή του, αφού δεν έχει αρχίσει ακόμη η θερμοπυρηνική σύντηξη υδρογόνου σε ήλιον στον πυρήνα του. Ο δίσκος αποτελείται από ένα μείγμα σκόνης- αερίου.

Συγχαρητήρια για το blog σου

Η λέξη αδιαμφισβήτητα είναι πράγματι υπερβολική. Ίσως μας βοηθάει να μην λέμε σκοτεινή αλλά ύλη που αλληλεπιδρά μόνο βαρυτικά χωρίς να εκπέμπει τίποτα ή ύλη χωρίς φάσμα (τουλάχιστον μετρήσιμο με τα σημερινά μέσα). Δηλαδή στο σύμπαν υπάρχει κάποια ύλη μεγάλης μάζας, πολύ μεγαλύτερης από την οικεία μας βαρυονική μάζα. Για αυτό έχουμε αποδείξεις, βάσει των σημερινών μας παρατηρήσεων.

Η βαρυτική επίδραση της σκοτεινής ύλης είναι αδιαμφισβήτητη. Αλλιώς οι γαλαξίες (με τις ταχύτητες περιστροφής που μετράμε σε αυτούς) θα είχαν διαλυθεί. Ακόμα,χωρίς την σκοτεινή ύλη η ταχύτητα περιστροφής των γαλαξιών (κυρίως των σπειροειδών) θα έπρεπε να μειώνεται ανάλογα την απόσταση από το γαλαξιακό κέντρο, ενώ παρατηρούμε να παραμένει σταθερή. Ίσως θα πρέπει να σκεφτόμαστε πέρα από σωματίδια για μια τόση εξωτική μορφή ύλης. Οι βαρυτικοί φακοί μας επιτρέπουν να χαρτογραφήσουμε την σκοτεινή ύλη, αλλά δεν έχουμε ιδέα τι είναι τελικά!

Μας παρηγορεί ότι η βαρυονική ύλη είναι αυτή που λάμπει, και είναι αυτή που εξελίσσεται (χημικός εμπλουτισμός του σύμπαντος). Όμως τιποτα δεν θα γινόταν χωρίς την <προστασία> από την σκοτεινή ύλη.

Η σκοτεινή ύλη μας είναι γνωστή ως κάτι παράξενο και απόκοσμο, μια ύλη που δεν μας αφήνει να την δούμε σε κανένα μήκος κύματος, αλλά παράλληλα γνωρίζουμε ότι κυριαρχεί βαρυτικά της ορατής ύλης. Η μεγάλη της σημασία είναι ότι δημιουργήθηκαν συμπυκνώματα σκοτεινής ύλης στην πολύ αρχική φάση του σύμπαντος, πριν το σύμπαν γίνει διαπερατό στο φως (εποχή επανασύνδεσης- των ηλεκτρονίων με τα πρωτόνια). Τα συμπυκνώματα σκοτεινής ύλης δημιουργήθηκαν όταν ήταν αδύνατο στην βαρυονική (ορατή) ύλη να συμπυκνωθεί, λόγω ότι αυτή ήταν σε μορφή πλάσματος. Το πλάσμα ύλης- ακτινοβολίας, όπως ονομάζεται, δεν επιτρέπει την δημιουργία και διατήρηση συμπυκνωμάτων, λόγω ισχυρών κρουστικών κυμάτων και μεγάλης πίεσης. Και τα πρώτα συμπυκνώματα ύλης (έστω και σκοτεινής) έπρεπε να δημιουργηθούν σε εκείνη την φάση του σύμπαντος. Αν δεν συνέβαιναν τότε, δεν θα μπορούσε να αργότερα συμπυκνωθεί η ύλη λόγω της όλο και αυξανόμενης κυριαρχίας της σκοτεινής ενέργειας (απωστική δύναμη της συμπαντικής διαστολής). Δεν θα είχαμε γαλαξίες, που ουσιαστικά σχηματίστηκαν από βαρυονική ύλη εγκλωβισμένη σε κουκούλια σκοτεινής ύλης. Η βαρυονική ύλη, ακριβώς επειδή... λάμπει (ακτινοβολεί), μπόρεσε να αποβάλλει ενέργεια και να καταρρεύσει σε αστέρια και μεγάλες δομές, όπως οι γαλαξίες. Η σκοτεινή ύλη ναι μεν δημιούργησε συμπυκνώματα, αλλά αυτά δεν μπορούν να συμπυκνωθούν άλλο. Έτσι παραμένει ως κουκούλια γύρω από τους γαλαξίες, κατέχοντας το 90% της συνολικής ύλης του σύμπαντος.

55 εκατομμύρια φωτός μακριά μας βρίσκεται ο σπειροειδής γαλαξίας NGC 5643, στον Λύκο. Μπορέσαμε να απεικονίσουμε στα μικροκύματα (με το ALMA) τις εκροές ιονισμένου αερίου από την κεντρική μαύρη τρύπα. Οι εκροές σχηματίζουν νήματα που αλληλεπιδρούν με την πιο εξωτερική ύλη του γαλαξία.Η σκόνη μας εμποδίζει να παρατηρήσουμε κάτι τέτοιο στο ορατό φως, και έτσι το ALMA για μια ακόμη φορά μας δείχνει τα μυστικά ενός αόρατου κόσμου.

Ανακαλύψαμε ένα πάλσαρ που ανιχνεύεται μόνο στις ακτίνες γ (millisecond pulsar, με ταχύτατη περιστροφή) και καθόλου στα ραδιοκύματα. Είναι γνωστό ότι τα πάλσαρ εκπέμπουν σε άλλη περιοχή τους την σκληρή ακτινοβολία και σε άλλη τα ραδιοκύματα, έτσι ένα πάλσαρ μπορεί να σαρώνει την Γη με την σκληρή ακτινοβολία του, αλλά τα ραδιοκύματα να μην μας <πετυχαίνουν>, είναι καθαρά θέμα προσανατολισμού! Μέχρι τώρα η θεωρία προέβλεπε ότι τις σκληρές ακτινοβολίες συνοδεύουν έστω και αμυδρά ραδιοκύματα,κάτι που τώρα μάλλον απορρίπτεται (πρόκειται για σχετικιστική ακτινοβολία λόγω μεγάλης ταχύτητας των σωματιδίων που την εκπέμπουν). Από το κέντρο του Γαλαξία δεχόμαστε μια υπέρβαση ακτινοβολίας γ (περισσότερη από ότι δικαιολογείται από τις πηγές που έχουμε εντοπίσει), που τώρα μπορεί να εξηγηθεί με την παρουσία <ράδιο- ήσυχων> πάλσαρ.

Οι τελευταίες μελέτες των δεδομένων του Gaia βοήθησαν στον καθορισμό της συμπαντικής διαστολής με μεγαλύτερη ακρίβεια. Ουσιαστικά μεγάλωσε πολύ η ακτίνα που μπορούμε να μετρήσουμε την παράλλαξη των αστεριών. Αυτό έδωσε στους αστρονόμους την δυνατότητα να προσδιορίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την λαμπρότητα των Κηφείδων. Με βάση την βελτιωμένη σε ακρίβεια λαμπρότητα των Κηφείδων μπόρεσαν να μετρήσουν την απόσταση μακρινών σουπερνόβα Ia και την ερυθρολίσθησή τους. Η νέα τιμή της κοσμικής διαστολής είναι 73,5 +-1,6 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά μεγαπάρσεκ. Δεν μπορούμε να εξηγήσουμε την μεγάλη διαφορά με την τιμή από τον δορυφόρο μικροκυμάτων Planck (66,9 +-0,6 km/s/Mpc), που στηρίζεται σε διαφορετική μέθοδος μετρήσεων (μικροδιαφορές της θερμοκρασίας της ακτινοβολίας μικροκυμάτων υποβάθρου).

Το αστέρι ονομάστηκε έτσι προς τιμή της αστρονόμο Tabetha Boyajian που ανακάλυψε την μυστηριώδη πτώση της λαμπρότητάς του. Το αστέρι είναι τύπου F. Μέχρι τώρα η ελάττωση της λαμπρότητας δεν μπορούσε να εξηγηθεί, αλλά μια έρευνα σε διαφορετικά μήκη κύματος απέδειξε ότι υπάρχει εξάρτηση της ελάττωσης της λαμπρότητας από το μήκος κύματος. Στα μικρά μήκη κύματος η ελάττωση είναι μεγαλύτερη. Αυτό μας δείχνει ότι μάλλον πρόκειται για σκόνη, με μέγεθος 1,5 ως 150 νανόμετρα, βάση της καμπύλης φωτός σε διαφορετικά μήκη κύματος.

Θυμάμαι είχαμε παει μαζι στο Καστελλόριζο για την έκλειψη, ακόμα έχω φωτογραφία του από την ολικότητα! Με τα χρόνια χαθήκαμε λίγο. Τον θυμάμαι με τις καλύτερες αναμνήσεις.

Πολύ ωραίο περιοδικό. Ίσως περισσότερα καθαρά επιστημονικά θέματα αστρονομίας (αποτελέσματα ερευνών και ανακοινώσεις) να το εμπλουτίσει και άλλο.

Η διαστημοσυσκευή GAIA μέτρησε με τεράστια ακρίβεια την απόσταση, παράλλαξη και θέση 1,3 εκατομμυρίων αστεριών (κοντά στο 1% των αστεριών του Γαλαξία μας), αλλά και το χρώμα (θερμοκρασία) τους. Ανάμεσα στα συμπεράσματα από τα δεδομένα είναι ότι στο διάγραμμα H/R διαχωρίζεται μια λωρίδα λίγο πάνω από την κυρία ακολουθία, που αποτελείτε από τα διπλά αστέρια. Ενώ στα αστέρια μικρής μάζας η κυρία ακολουθία εκτείνεται προς τα αριστερά (θερμότερα αστέρια ίδιας μάζας λόγω μικρής μεταλλικότητας), στα μεγάλης μάζας αστέρια (που είναι μόνο νεαρά, άρα μεγάλης μεταλλικότητας) ψηλά στο διάγραμμα υπάρχει ένα απότομο όριο στα αριστερά του διαγράμματος. Είναι λογικό όλα τα μεγαλύτερης μάζας, και βραχύβια αστέρια να έχουν παρόμοια μεταλλικότητα.Επίσης διακρίνεται μια συγκέντρωση μετά των κλάδο των γιγάντων (όπου ανεβαίνουν τα αστέρια που πια καίνε υδρογόνογύρω από τον πυρήνα ηλίου), όπου τα αστέρια καίνε ήλιο στους πυρήνες τους, μια φάση της αστρικής εξέλιξης που έχει σχετικά μεγάλη διάρκεια. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον υπάρχει στην περιοχή των λευκών νάνων (πολύ θερμοί και αμυδροί, κάτω δεξιά στο διάγραμμα). Εκεί υπάρχει μια περιοχή των λ. νάνων που έχουν ατμόσφαιρα υδρογόνου, αυτή των λ. νάνων με ατμόσφαιρα ηλίου και τέλος αυτή με λευκούς νάνους χωρίς υδρογόνο και ήλιο (χωρίς ατμόσφαιρα), που αποτελούνται μόνο από άνθρακα και οξυγόνο. Το καινούργια στοιχείο είναι ένας κλάδος χαμηλά δεξια στο διάγραμμα που δεν έχει εξηγηθεί ακόμα. Επίσης ξεχωρίζουν οι διπλοί λευκοί νάνοι και οι διπλοί λευκού νάνου- αστέρα κυρίας ακολουθίας. Οι διπλοί βρίσκονται λίγο πιο ψηλά, ανάμεσα στους λευκούς νάνους και στην κύρια ακολουθία.

Η ηλικία των Κβαζαρ (ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες, μια σύντομη φάση στην γαλαξιακή εξέλιξη μετά από μεγάλη συγχώνευση γαλαξιών) προσδιορίζεται με έναν πολύ έξυπνο τρόπο. Όταν ένα Κβάζαρ είναι στην αρχική του φάση, δηλαδή μόλις έχει αναπτυχθεί μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία που απορροφάει πολύ ύλη και εκπέμπει 2 πίδακες, ιονίζει έντονα τα (κυρίως ουδέτερα αποτελούμενα από μοριακό υδρογόνο) νέφη γύρω από το γαλαξιακό κέντρο. Σε αυτή την φάση εκπέμπει ελάχιστο φως προς τα έξω του γαλαξία, επειδή αυτό απορροφάται από τα νέφη. Όταν έχουν ιονιστεί σε μεγάλο βαθμό αυτά τα γύρω νεφελώματα, γίνονται πιο διάφανα και το φως από το Κβαζαρ φτάνει στα τηλεσκόπιά μας. Αυτός είναι ένας καλός τρόπος προσδιορισμού της ηλικίας των Κβαζαρ. Ένα μυστήριο είναι η δημιουργία Κβαζαρ σε νεαρή ηλικία του σύμπαντος, με την έννοια ότι θεωρητικά δεν υπήρχε αρκετός χρόνος να αναπτυχθεί μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα (δις ηλιακών μαζών), τουλάχιστον όχι από μεμονωμένες αστρικές αμύρες τρύπες. Υπάρχει ένα φυσικό όριο στην ύλη που μπορεί να συσσωρεύσει μια μαύρη τρύπα. Αν συσσωρευτεί πολύ ύλη γύρω της αυτή αναπτύσσει κατά την πτώση της στην μαύρη τρύπα έντονη ακτινοβολία. Αυτή η ακτινοβολία δεν επιτρέπει να συσσωρευτεί περισσότερη ύλη (όριο Eddington). Αυτό το όριο όμως μπορεί να παραβιαστεί με την ανάπτυξη δίσκου προσαύξησης και μάλιστα με <πόρους>, δηλαδή περιοχές μικρότερης πυκνότητας που επιτρέπουν στην ακτινοβολία να διαφύγει. Max Planck Institut fuer Astronomie

Μια νέα μελέτη που συγκρίνει τις τροχιές των εξωπλανητών γύρω από τα αστέρια τους και τα φάσματα αυτών των αστεριών αποκάλυψε ότι υπάρχει εξάρτηση των πλανητικών τροχιών από την μεταλλικότητα του αστεριού τους. Σε ένα δείγμα 282 εξωπλανητών γύρω από 221 αστέρια, τα αστέρια με μεγαλύτερη μεταλλικότητα έχουν πλανήτες με κοντινές τροχιές (μικρότερης διάρκειας από 8 ημέρες). Ακόμα, παρουσιάζουν μικρότερες διαμέτρους και μεγαλύτερες πυκνότητες (βραχώδεις πλανήτες). Οι πλανήτες σε φτωχά σε μέταλλα αστέρια παρουσιάζουν σημαντικά μεγαλύτερες περιόδους περιφοράς. Η μεταλλικότητα αποτελεί σημαντικό παράγοντα στην δημιουργία των αστεριών (μεγάλη μεταλλικότητα σημαίνει πολλά μικρά και ελάχιστα μεγάλης μάζας αστέρια), αλλά και στην διαμόρφωση του πλανητικού συστήματος. Robert Wilson, University of Virginia

Αν η Κυρία Πανοπούλου έχει την εργασία της (ή μια περίληψη) στα Ελληνικά, θα ήταν ωραίο να έχουμε πρόσβαση.

Heal, σε ευχαριστώ. Θα σε δούμε φέτος στην Πανελλήνια? Αν έχεις χρόνο και διαβάσεις κάποιο από τα κείμενα στην ιστοσελίδα μου, σε παρακαλώ ενημέρωσέ με για τυχών λάθος, ίσως στους αστρονομικούς ορισμούς (ελπίζω να μην έχω γράψει καμιά κοτσάνα, τα διάβασα 2 φορές πριν τα ανεβάσω!).

Ευχαριστώ, η εκτίμησή σας είναι πολύ σημαντική για μένα