ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ

Μέχρι τώρα έχουν παρατηρηθεί μόλις 5 ORC (Odd Radio Circle). Πρόκειται για αντικείμενα μεγέθους 1 εκατομμυρίων ετών φωτός (πολύ πιο μεγάλα από έναν γαλαξία), που ανιχνεύονται μόνο στα ραδιοκύματα. Μόλις το 2020 βρέθηκε το πρώτο από αυτά. Φαίνεται να φιλοξενούν πάντα έναν γαλαξία στο εσωτερικό τους. Υπάρχουν 3 πιθανά σενάρια για την προέλευσή τους. Μπορεί να είναι ίχνη από μεγάλες εκρήξεις σε κεντρικές περιοχές γαλαξιών, όπως μετά από μια συγχώνευση 2 μαύρων τρυπών πολύ μεγάλης μάζας, που είχε ως αποτέλεσμα την δημιουργία κρουστικού κύματος. Μπορεί επίσης να είναι η κορυφή ενός πολύ μεγάλου γαλαξιακού πίδακα. Αυτοί οι πίδακες παρατηρούνται στους ενεργούς γαλαξίες, και περιέχουν φορτισμένα σωματίδια με πολύ μεγάλες ταχύτητες. Η τρίτη εκδοχή είναι κρουστικά κύματα από γαλαξία αστρογέννησης. Τα πολλά αστέρια μεγάλης μάζας που δημιουργούνται σε μικρό χρονικό διάστημα απομακρύνουν ύλη από έναν τέτοιο γαλαξία, μέσω των ισχυρών αστρικών ανέμων τους. Ακόμα και σήμερα ανακαλύπτονται εντελώς άγνωστα αντικείμενα στο σύμπαν.

Σχεδόν όλες οι γνωστές μαύρες τρύπες ανήκουν σε 2 κατηγορίες. Τις αστρικές, με ως 100 ηλιακές μάζες, και τις μεγάλες στα κέντρα των γαλαξιών, με εκατομμύρια ως δις ηλιακές μάζες. Υπάρχει ένα μεγάλο κενό ανάμεσα στις 2 κατηγορίες, και σπάνια παρατηρείται μαύρη τρύπα ενδιάμεσης μάζας. Μία τέτοια παρατηρήθηκε, από τις κινήσεις των κοντινών της αστεριών, στον γαλαξία της Ανδρομέδας. Έχει μάζα 100.000 ηλιακές και φιλοξενείται σε ένα ιδιαίτερα μεγάλης μάζας <σφαιρωτό σμήνος>, το B023-G078, με μάζα 6,2 εκατομμύρια ηλιακές. Το πιο πιθανό είναι να πρόκειται για την κεντρική περιοχή ενός νάνου γαλαξία που συσσωρεύτηκε στον γαλαξία της Ανδρομέδας και όχι για σφαιρωτό που δημιουργήθηκε μέσα στον γαλαξία. Αυτό το σενάριο ενισχύεται από τους διαφορετικούς αστρικούς πληθυσμούς που φιλοξενεί, με διαφορετικές αναλογίες χημικών στοιχείων. Τα σφαιρωτά σμήνη σπάνια φτάνουν το 1 εκατομμύριο ηλιακές μάζες και παρουσιάζουν μεγάλη ομοιογένεια αστεριών.

Το VY Canis Majoris είναι ένας ερυθρός υπεργίγαντας. Το μέγεθός του είναι στις 15.000 αστρονομικές μονάδες, δηλαδή όσο όλο το ηλιακό μας σύστημα! Η μάζα του μάλλον είναι ΄πολύ μεγαλύτερη από ότι νομίζαμε, και ίσως να είναι από τα αστέρια με την μεγαλύτερη μάζα του Γαλαξία μας. Αστέρια τόσο μεγάλης μάζας μπορεί να μην καταλήγουν σε έκρηξη σουπερνόβα, αλλά βαρυτική κατάρρευση σε μαύρη τρύπα με έναν μέχρι σήμερα άγνωστο μηχανισμό. Οι αστρονόμοι παρατηρούν την απώλεια μάζας του υπεργίγαντα. Όλα τα αστέρια μεγάλης μάζας βιώνουν σημαντική απώλεια μάζας στην φάση του υπεριγίγαντα. Αυτή φαίνεται να συμβαίνει σε συμπυκνώματα που οφείλονται στην συναγωγή (convection cells) στο εσωτερικό του αστεριού. Τόσο μεγάλης μάζας αστέρια είναι πλήρως συναγωγής (η συναγωγή κυριαρχεί σε όλο το εσωτερικό τους).

Στο νεφέλωμα Ταραντούλα, που βρίσκεται στο μεγάλο Μαγγελανικό νέφος, υπάρχει μια τεράστια περιοχή δημιουργίας αστεριών, που ονομάζεται 30 Doradus. Εκεί γεννήθηκαν 800.000 αστέρια στο τελευταίο επεισόδιο αστρογέννησης. Σε τέτοιες περιοχές τα αστέρια δημιουργούνται σε τοπικές συμπυκνώσεις, λόγω βαρυτικής κατάρρευσης τμημάτων του μοριακού νεφελώματος. Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι αυτά τα συμπυκνώματα δεν έχουν τυχαία κατανομή, αλλά σχηματίζουν νήματα (μοιάζουν με τα κοσμικά νήματα των γαλαξιακών σμηνών) μέσα στο μοριακό νεφέλωμα.

Εδώ και πολύ καιρό οι αστρονόμοι ψάχνουν για αστρικές μαύρες τρύπες. Αυτές προέρχονται από εκρήξεις σουπερνόβα αστεριών μεγάλης μάζας. Αυτές οι εκρήξεις είναι ασύμμετρες, με αποτέλεσμα οι μαύρες τρύπες να δέχονται μια ώθηση. Ένας τρόπος να ανακαλύψουμε μια τέτοια μαύρη τρύπα είναι αυτή να λειτουργεί ως βαρυτικός φακός. Και πράγματι, ένα αστέρι σε απόσταση 20.000 έτη φωτός παρουσίασε τα εξής χαρακτηριστικά. Αύξησε την λαμπρότητά του για μεγάλο χρονικό διάστημα, 300 περίπου ημέρες, και η θέση του στον ουρανό εμφανίστηκε ελαφρά μετατοπισμένη, με 1000 φορές μικρότερη μετατόπιση από την μετατόπιση αστέρων κατά την ολική έκλειψη το 1919, όπου είχαμε την γνωστή επαλήθευση της θεωρίας της σχετικότητας από τον Eddington. Όμως με τα σημερινά μέσα αυτή η ελάχιστη μετατόπιση είναι μετρήσιμη. Αυτά τα φαινόμενα μπορούν να εξηγηθούν μόνο με την παρουσία μαύρης τρύπας με 7 ηλιακές μάζες. Η μαύρη τρύπα έχει μεγάλη ταχύτητα (45 km/s) σχετικά με τα αστέρια της περιοχής της, κάτι που οφείλεται στην αρχική ώθηση. bh.webp

Σε έναν γαλαξία στον Ηρακλή παρατηρήθηκε η σουπερνόβα AT2018cow. Η καμπύλη φωτός της ήταν ιδιαίτερη, με γρήγορη αύξηση και μέγιστο 100 φορές λαμπρότερο από τις συνηθισμένες σουπερνόβα κατάρρευσης αστρικού πυρήνα. Διαπιστώθηκε περίοδος μεταβλητότητας λαμπρότητας στις ακτίνες Χ στα 4,44 millisecond στο υπέρπυκνο αντικείμενο που δημιούργησε η σουπερνόβα. Αυτή η περίοδος αναλογεί σε αντικείμενο με μέγιστο μέγεθος 1300 χιλιόμετρα, που παραπέμπει σε αστέρα νετρονίων ή μαύρη τρύπα μαζί με τον δίσκο προσαύξησης. Για να υπάρχει τόσο μεγάλη σταθερότητα του κύκλου μεταβλητότητας πρέπει αυτή να συμβαίνει σε όλο το αντικείμενο. Σε τόσο μικρή περίοδο το πλήθος των κύκλων (ολοκληρωμένων περιόδων) που μετράμε είναι τεράστιο (εκατομμύρια κύκλοι), που μας δείχνει την σταθερότητα του κύκλου. Η μάζα του αντικειμένου, αν είναι αστέρας νετρονίων, μπορεί να φτάνει τις 3,4 περίπου μάζες του ήλιου. Αν είναι μαύρη τρύπα, η μέγιστη μάζα για αντικείμενο μεγέθους 1300 χιλιόμετρα εξαρτάται από την περιστροφή του δίσκου προσαύξησης. Αν αυτή είναι στην ίδια κατεύθυνση με την περιστροφή της μαύρης τρύπας, μπορεί να φτάνει τις 850 ηλιακές μάζες (ο δίσκος είναι πιο κοντά στην μαύρη τρύπα, άρα το μέγεθος του αντικειμένου μικρότερο). Στην αντίθετη περίπτωση, η μέγιστη μάζα θα είναι 95 ηλιακές.

Ο TOI-2109b είναι ο θερμότερος και με την μεγαλύτερη ταχύτητα περιφοράς εξωπλανήτης. Έχουμε ανακαλύψει πάνω από 5000 πλανήτες σε άλλα αστέρια. Η περιφορά του γύρω από το αστέρι, τύπου F (με αισθητά μεγαλύτερη μάζα και λαμπρότητα από αυτή του ήλιου μας), διαρκεί μόλις 16 ώρες! Η απόσταση του πλανήτη με 5 φορές τη μάζα του Δία από το αστέρι είναι μόλις 2,7 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Το πολύ σύντομο έτος του, μόλις 16 ώρες, είναι συντομότερο από την περιστροφή του αστεριού. Έτσι αναμένεται στα επόμενα 10 εκατομμύρια έτη να πέσει πάνω στο αστέρι. Οι παλιρροιακές δυνάμεις έχουν ως αποτέλεσμα να μεταφέρει στροφορμή στο αστέρι, με αποτέλεσμα να διαγράφει όλο και πιο εσωτερικές τροχιές.

Αν μπορούσαμε να δούμε τον ουρανό στα ραδιοκύματα θα παρατηρούσαμε πολλές εκλάμψεις. Τα τελευταία 15 έτη οι αστρονόμοι εντόπισαν τις πηγές εκπομπής 600 τέτοιων εκλάμψεων. Οι FRB προκαλούνται από τα μάγνεταρ, τους αστέρες νετρονίων που δημιουργήθηκαν πρόσφατα και έχουν το πιο ισχυρό μαγνητικό πεδίο του σύμπαντος, πολύ πιο ισχυρό από τους απλούς αστέρες νετρονίων. Προέρχονται από την βαρυτική κατάρρευση αστρικού πυρήνα (σουπερνόβα), και διατηρούν το μαγνητικό πεδίο τους τόσο ισχυρό για 10.000 έτη. Η πηγή FRB20200120E έδωσε έκλαμψη διάρκειας 60 δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου, αλλά λογικά δεν μπορεί να προέρχεται από μάγνεταρ, επειδή βρίσκεται μέσα σε σφαιρωτό σμήνος. Τα σφαιρωτά περιέχουν μόνο παλαιά (μικρής μάζας) αστέρια, που δεν εξελίσσονται με σουπερνόβα. Μία πιθανότητα είναι να προέρχεται η έκλαμψη από πάλσαρ, δηλαδή αστέρα νετρονίων με κανονικό μαγνητικό πεδίο ή ένας λευκός νάνος να συσσώρευσε υλικό από συνοδό, να υπερέβη το όριο Chandrasekhar και να κατέρρευσε σε αστέρα νετρονίων, αν αυτή η σουπερνόβα τύπου Ia μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία αστέρα νετρονίων. Ακόμα, στα σφαιρωτά σμήνη παρατηρούμε τους blue straggler, αστέρια που προέρχονται από την συγχώνευση 2 αστεριών, αλλά είναι δύσκολο να φτάσουν σε μάζα πάνω από 8 ηλιακές, που απαιτείται για την έκρηξη σουπερνόβα. Μία άλλη παράμετρος είναι να χρησιμοποιηθούν αυτές οι εκρήξεις ραδιοκυμάτων στην μελέτη του μεσογαλαξιακού αερίου. Περνώντας μέσα από αυτό τα ραδιοκύματα μεταβάλλονται, όπως το ορατό φως στο ουράνιο τόξο.

Η ανάλυση του πίδακα του AGN Oj287 δείχνει την έντονη καμπύλωσή του. Αυτή οφείλεται στην παρουσία συνοδού- μαύρης τρύπας με 100 εκατομμύρια ηλιακές μάζες που περιφέρεται γύρω από την κεντρική μαύρη τρύπα μάζας 18 δις ηλιακών μαζών (γύρω από το κοινό κέντρο βάρους τους). Κάθε 12 έτη η συνοδός διαπερνάει τον δίσκο συσσώρευσης της κύριας μαύρης τρύπας, και ακολουθεί εκρηκτική εκπομπή σωματιδίων μέσω του πίδακα. Ο δίσκος συσσώρευσης ταλαντεύεται, με αποτέλεσμα το ελικοειδές σχήμα του πίδακα.

Στον πρωτοπλανητικό δίσκο του αστεριού PDS70 υπάρχει μια συσσώρευση υλικού γύρω από έναν πλανήτη του (PDS70c). Ο δίσκος μέσα στον πρωτοπλανητικό δίσκο και γύρω από τον πλανήτη εκτείνεται σε απόσταση 1 αστρονομικής μονάδας. Οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι περιέχει αρκετή ύλη για την δημιουργία 3 δορυφόρων της μάζας της Σελήνης. Αυτό μπορεί να συμβεί μετά από συγκρούσεις και συγχωνεύσεις των σωμάτων του δίσκου. Ο πλανήτης έχει καθαρίσει την τροχιά του (έχει συσσωρεύσει την ύλη που υπήρχε στον δίσκο εκεί), και είναι ο μόνος που παρατηρήθηκε μέχρι τώρα με έναν δικό του δίσκο. Μαζί με τον άλλο πλανήτη του συστήματος PDS70b (μοιάζουν με το δίδυμο Δίας- Κρόνος) είναι και οι νεαρότεροι πλανήτες που ανακαλύφτηκαν ποτέ. Ο PDS70b δεν παρουσιάζει τέτοιον δίσκο, ίσως αυτό να συμβεί αργότερα.

Μία νέα έρευνα πέτυχε καλύτερη ανάλυση της περιοχής της κεντρικής μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας, και κατέγραψε τις κινήσεις αστεριών γύρω της. Το αστέρι S29 πλησίασε την μαύρη τρύπα στις 90 αστρονομικές μονάδες (απόσταση Γη- Ήλιος), και σε αυτό το κοντινό πέρασμα ανέπτυξε ταχύτητα 8740 km/s ή 31,5 εκατομμύρια km/h, η μεγαλύτερη που έχει μετρηθεί ποτέ για αστέρι. Ανακαλύφτηκε και ένα άγνωστο μέχρι τώρα αστέρι της περιοχής, το S300. Ακόμα μετρήθηκε με μεγάλη ακρίβεια η μάζα (4,3 εκατομμύρια ηλιακές) και η απόσταση της κεντρικής μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας (27000 έτη φωτός).

Μια επισκόπηση 100 περίπου πρωτοπλανητικών δίσκων σε μια περιοχή αστρογέννησης στον Ωρίωνα έδειξε ότι εξελίσσονται όλοι παρόμοια. Η αναλογία της σκόνης είναι αρκετά σταθερή και ελαττώνεται απότομα με την εξέλιξη του δίσκου στον χρόνο. Η αναλογία της σκόνης στους δίσκους αυτής της περιοχής είναι αυξημένη σχετικά με άλλες περιοχές αστρογέννησης. Αυτή η επισκόπηση μας δείχνει πόσο έχει εξελιχτεί η παρατήρηση νεογέννητων αστεριών και πρωτοπλανητικών δίσκων. An ALMA Survey of Protoplanetary Disks in Lynds 1641

Μεγάλη συζήτηση. Θέλω να επισημάνω κάποια στοιχεία. 1) Οι σπείρες... δεν υπάρχουν! Υπάρχει ο γαλαξιακός λεπτός δίσκος, και οι σπείρες είναι συμπυκνώσεις σε αυτόν, που μεταβάλλονται σε δεκάδες εκατομμύρια έτη. Σαν το μποτιλιάρισμα των αυτοκινήτων, που μια προχωράνε όλα μαζί, μετά σταματάνε (αύξηση της πυκνότητας των αυτοκινήτων ανά 100 μέτρα), μετά ξαναπροχωράνε. Υπάρχει φυσικά και η κίνηση προς και μακριά από το γαλαξιακό κέντρο, που κάνει τα πράγματα ακόμα πιο πολύπλοκα. Και μην ξεχνάμε ότι δημιουργούνται νέες περιοχές αστρογέννησης (συγκρούσεις μοριακών νεφελωμάτων), αλλά και διαλύονται τα πιο αραιά ανοιχτά σμήνη. 2) Γνωρίζουμε αρκετά καλά το σχήμα του Γαλαξία μας από τα αστέρια της άλω και τα σφαιρωτά σμήνη. Τα αστέρια πολύ κοντά στο γαλαξιακό κέντρο κινούνται πιο γρήγορα, αλλά η ταχύτητα των αστεριών εξομαλύνεται κάπου στην γειτονιά μας, αντίθετα με τον νόμο του Κέπλερ. Αυτό συμβαίνει επειδή γίνεται σημαντική η παρουσία της σκοτεινής ύλης (άσπρη γραμμή στο σχήμα). 3) Οι γαλαξίες εξελίσσονται, αν εξαιρέσουμε τις μεγάλες γαλαξιακές συγκρούσεις, μέσω συγχωνεύσεων νάνων γαλαξιών και της κατανάλωσης του αερίου στην δημιουργία αστεριών. Αν η εισροή ύλης (μεσογαλαξιακού αερίου ή συγχώνευση άλλου γαλαξία) σε έναν γαλαξία είναι ήπια, προλαβαίνει να το καταναλώσει στη δημιουργία αστεριών, χωρίς αυτό να εισέλθει στην εσωτερική του περιοχή. Αν η εισροή ύλης είναι απότομη, ο γαλαξίας περνάει την φάση του AGN (ενεργού γαλαξιακού πυρήνα). Αν καταναλώσει με μεγάλο ρυθμό το αέριο για αστρογέννηση, θα εξελιχτεί σε ελλειπτικό γαλαξία. 4) Ο Γαλαξίας μας περιφέρεται γύρω από το κέντρο μάζας του τοπικού σμήνους, και έχει πολλούς νάνους γαλαξίες ως δορυφόρους του. 5) Είναι πολύ δύσκολο να φανταστούμε τι ουρανό θα βλέπουν οι παρατηρητές από τη Γη σε 120 εκατομμύρια έτη. Θα έχουν αλλάξει οι σχετικές θέσεις των γειτονικών γαλαξιών, αλλά όχι των πολύ μακρινών! Στην τωρινή του φάση ο Γαλαξίας μας βρίσκεται σε ηρεμία, δηλαδή αναπληρώνει μέσω συσσώρευσης το αέριο που καταναλώνει για τον ομαλό του ρυθμό αστρογέννησης (Star formation rate). Η συμπαντική διαστολή υπολογίζεται σε 70 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο το μεγαπάρσεκ (3,26 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας), αλλά αυτό δεν ισχύει για τους γαλαξίες του σμήνους μας (κυριαρχεί η βαρυτική συνοχή του σμήνους έναντι της συμπαντικής διαστολής). Οι μακρινοί γαλαξίες θα έχουν γίνει μακρινότεροι.

Το τριπλό είδωλο του γαλαξία Hammilton (από τον αστρονόμο που τον ανακάλυψε) παρουσιάζεται αρκετά παραμορφωμένο. Αυτό οφείλεται στο σμήνος γαλαξιών που βρίσκεται στην γραμμή θέασης ανάμεσα σε εμάς και τον παραπάνω γαλαξία και λειτουργεί ως βαρυτικός φακός. Μία νέα μέθοδος που βασίζεται στην μελέτη της παραμόρφωσης της εικόνας του αντικειμένου, μπορεί να δείξει την μάζα του σμήνους- φακού, την μάζα της σκοτεινής ύλης του καθώς και την διασπορά της τελευταίας στο σμήνος. Οι κλασσικές παραμορφώσεις της εικόνας είναι η μεγέθυνση ή σμίκρυνση, και η επιμήκυνση (οριζόντια παραμόρφωση). Συγκρίνοντας τις 3 εικόνες του γαλαξία μετά την επίδραση του βαρυτικού φακού, το συμπέρασμα είναι ότι η σκοτεινή ύλη του γαλαξιακού σμήνους παρουσιάζει ομοιογένεια σε κλίμακα τουλάχιστον 20.000 έτη φωτός, δηλαδή σε τόσο μεγάλο χώρο η σκοτεινή ύλη δεν παρουσιάζει συμπυκνώματα. Αν, για παράδειγμα, η σκοτεινή ύλη αποτελούταν από μαύρες τρύπες, δηλαδή μεγάλη κατά τόπους συγκέντρωση μάζας, οι εικόνες (η παραμόρφωση) θα ήταν διαφορετικές. Επίσης η περιοχή συγκέντρωσης των μεγάλης μάζας ελλειπτικών γαλαξιών δεν συμπίπτει με το βαρυτικό κέντρο του σμήνους (της σκοτεινής του ύλης), όπως συμβαίνει κανονικά. Αυτό μας δείχνει ότι το σμήνος ακόμα δεν έχει ισορροπήσει βαρυτικά (ίσως μετά από μια συγχώνευση μικρότερου σμήνους).

Πριν από περίπου 2000 έτη η κεντρική μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας, SgrA*, <κατάπιε> ένα νεφέλωμα. Όταν συμβαίνει ένα τέτοιο γεγονός, αντίθετα με την τωρινή περίοδο ηρεμίας, δημιουργείται ένας πίδακας κάθετα στο επίπεδο του δίσκου προσαύξησης. Μαγνητικές δυνάμεις εκτρέπουν μέρος της ύλης που συσσωρεύεται σε πίδακα, που έτσι δεν καταλήγει στην μαύρη τρύπα. Ενώ αυτή η φάση έχει τελειώσει εδώ και καιρό, φαίνονται ακόμη τα ίχνη της αλληλεπίδρασης του πίδακα με την γύρω ύλη. Με τα τηλεσκόπια ALMA οι αστρονόμοι απεικόνισαν μια νηματοειδής δομή με μήκος 15 έτη φωτός σε ένα μοριακό νεφέλωμα κοντά στην κεντρική μαύρη τρύπα. Επίσης το Hubble ανίχνευσε μια <φούσκα> καυτού αερίου σε απόσταση 35 έτη φωτός από την SgrA*. Από ότι φαίνεται ο πίδακας κατέληξε σε ένα νεφέλωμα που τώρα εμφανίζεται ως καυτή φούσκα, διαλύοντάς το. Ο πίδακας διασπάστηκε σε πολλές μικρές δομές, που μοιάζουν με σκούπα! Όλα αυτά συμβαίνουν μέσα στις τεράστιες φούσκες Fermi, που αποτελούν κατάλοιπο πολύ μεγαλύτερης συγχώνευσης ύλης από την κεντρική μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας που έγινε πριν από εκατομμύρια έτη. Αυτές εκτείνονται σε απόσταση 90.000 έτη φωτός κάθετα στο επίπεδο του Γαλαξία μας και ανιχνεύονται από την εκπομπή τους στις ακτίνες Χ και γ.

Ευχαριστώ πολύ για τον σύνδεσμο της διατριβής του Κ. Λιάκου, έβαλα σκοπό να τη διαβάσω (362 σελίδες!).

Μία ιδιαίτερη κατηγορία διπλών αστεριών είναι αυτά που παρουσιάζουν διάβαση. Δηλαδή η τροχιά τους γύρω από το κοινό κέντρο βάρους τους είναι ευθυγραμμισμένη με τη Γη, και βλέπουμε το ένα αστέρι να αποκρύπτει το άλλο. Σε μια νέα έρευνα βρέθηκαν 57 τέτοια συστήματα όπου το ένα αστέρι να είναι μεταβλητός (EA type eclipsin binary). Οι διπλοί με διάβαση μας αποκαλύπτουν στοιχεία όπως η μάζα και η απόσταση των τροχιών των 2 αστεριών γύρω από το κοινό κέντρο μάζας. Οι μεταβλητοί αστέρες μας αποκαλύπτουν στοιχεία για την εσωτερική δομή τους. Οι περισσότεροι από τα παραπάνω συστήματα (43) είναι τύπου semi- detached, δηλαδή το ένα αστέρι έχει εξελιχτεί σε γίγαντα και γέμισε τον λοβό Roche, άρα μεταφέρει ύλη στον συνοδό από το σημείο L1 (σημείο εξισορρόπησης της βαρύτητας των 2 αστεριών που βρίσκεται ανάμεσα στα 2 αστέρια). Περίπου το 20% των διπλών αστεριών με διάβαση που γνωρίζουμε είναι μεταβλητοί. Για να παρατηρήσουμε διάβαση σε ένα διπλό σύστημα, πρέπει να είναι στενό, δηλαδή με μικρή απόσταση ανάμεσα στα 2 αστέρια. Τότε η αλληλεπίδραση είναι πιο έντονη, με χαρακτηριστικό την μεταφορά ύλης από τον δότη προς τον δέκτη αστέρα. Πολλά τέτοια συστήματα, με αστέρια μικρής και μεσαίας μάζας, θα αναπτύξουν πλανητικά νεφελώματα.

Το με διαφορά καλύτερο τηλεσκόπιο έκανε πάλι το θαύμα του. Φυσικά πρόκειται για έναν βαρυτικό φακό, που μας επιτρέπει να δούμε ένα από τα πρώτα αστέρια του σύμπαντος. Το σμήνος γαλαξιών WHL0137-08 έτυχε να είναι απόλυτα ευθυγραμμισμένο με το αστέρι Earendel στην γραμμή θέασής μας, κάνοντάς το να εμφανίζεται χιλιάδες φορές λαμπρότερο από ότι είναι. Η εικόνα του αστεριού (με μάζα 50- 500 φορές αυτή του ηλίου μας) έρχεται από την εποχή που το σύμπαν είχε ηλικία μικρότερη από 1 δις έτη. Τότε η απόστασή του από τον πρώτο- Γαλαξία μας ήταν 4 δις έτη φωτός, αλλά σήμερα απέχουμε 28 δις έτη φωτός! Φυσικά το αστέρι έχει εξελιχτεί, μέσω έκρηξης σουπερνόβα, σε μαύρη τρύπα, λίγα εκατομμύρια έτη μετά την δημιουργία του.

Ο νάνος γαλαξίας Leo I έχει 30 φορές λιγότερη μάζα από τον δικό μας. Παρόλα αυτά έχει μια κεντρική μαύρη τρύπα με 3,3 εκατομμύρια ηλιακές μάζες (αυτή στον δικό μας Γαλαξία έχει μάζα 4,3 εκατομμύρια ηλιακές μάζες). Είναι πρώτη φορά που βρίσκουμε σε έναν νάνο γαλαξία τόσο μεγάλης μάζας μαύρη τρύπα. Ένα άλλο χαρακτηριστικό του είναι ότι δεν περιέχει σκοτεινή ύλη, τουλάχιστον σε σημαντική ποσότητα. Δηλαδή οι κινήσεις των αστεριών του δικαιολογούνται από την βαρυονική μάζα του. Εκτιμάται ότι σε μια παλαιά συνάντηση με γαλαξία μεγάλης μάζας η σκοτεινή του ύλη συγχωνεύτηκε στον μεγάλο γαλαξία. Αυτό που σήμερα παρατηρούμε στον νάνο γαλαξία είναι μάλλον η κεντρική περιοχή του αρχικού γαλαξία, που διέφυγε από τη συγχώνευση (ίσως με την βαρυτική αλληλεπίδραση και τρίτου γαλαξία). Πάντως δεν φαίνεται να γλιτώνει την συγχώνευση με τον δικό μας Γαλαξία, που σημαίνει ότι η κεντρική του μαύρη τρύπα θα συγχωνευτεί με αυτή του Γαλαξία μας.

Σε απόσταση 400 ετών φωτός ο CW Leonis αποτελεί ένα από τα γνωστά αστέρια Άνθρακα, με μάζα 0,9 φορές αυτή του ήλιου μας. Βρίσκεται προς το τέλος της εξέλιξής του, στον ασυμπτωτικό κλάδο. Ο πυρήνας του αποτελείται από Άνθρακα και Οξυγόνο, και στα εξωτερικά στρώματα καίει Ήλιο και Υδρογόνο. Θα απωλέσει μέσω ισχυρών αστρικών ανέμων τα εξωτερικά του στρώματα και τελικά θα μείνει ένας καυτός λευκός νάνος, ουσιαστικά ο γυμνός πυρήνας του αστεριού. Γύρω του αναπτύσσεται ένα νεφέλωμα, όχι ακόμα το πλανητικό νεφέλωμα, αλλά πιο αραιό και κοντά στο αστέρι. Εκεί διακρίνουμε περίπλοκες δομές, που οφείλονται στην επίδραση μαγνητικού πεδίου στα φορτισμένα σωματίδια του νεφελώματος. Σε αυτή την δομή διακρίνονται ακτίνες φωτός, που μπορούν να διαφύγουν μέσα από κενά (αραιές περιοχές).

Η επισκόπηση GLOSTAR βασίζεται στην συνεργασία της συστοιχίας ραδιοτηλεσκοπίων Carl Jansky και του ραδιοτηλεσκόπιου του Effelsberg. Η χαρτογράφηση ενός μεγάλου μέρους του ουρανού στα ραδιοκύματα αποκάλυψε 1500 πηγές εκπομπής. Οι καινούργιες ανακαλύψεις από αυτές περιλαμβάνουν100 περίπου περιοχές αστρογέννησης και 90 υπολείμματα σουπερνόβα. Μάλιστα τα τελευταία λύνουν το μυστήριο της έλλειψης τέτοιων αντικειμένων, που έπρεπε να παρατηρούμε περισσότερα από τα μέχρι πρότινος γνωστά μας. Τα υπολείμματα σουπερνόβα ήταν εκεί (άρα σημειώθηκαν και ανάλογες εκρήξεις στο πρόσφατο παρελθόν του Γαλαξία μας), απλά δεν τα είχαμε δει. Η παραπάνω επισκόπηση είναι ένα δείγμα πόσο μπορεί να βελτιωθούν οι τεχνικές παρατήρησης. Ένα ακόμη δείγμα αποτελεί η χρήση ενός βελτιωμένου λογισμικού (Exo miner) στην αξιοποίηση των (περίπου δεκαετίας) δεδομένων της διαστημοσυσκευής Kepler, με την οποία επιβεβαιώθηκαν 300 υποψήφιοι εξωπλανήτες!

Οι γαλαξίες εξελίσσονται, συνήθως σε δις έτη, σε <κόκκινους> χωρίς σημαντική αστρογέννηση, αφού καταναλώσουν το αέριο που έχουν διαθέσιμο για δημιουργία αστεριών. Έτσι η εικόνα των γαλαξιών με έντονη αστρογέννηση στο νεαρό σύμπαν θεωρείται απολύτως λογική. Όμως ένα σμήνος γαλαξιών, το MAGAZ3NE 095924+022537 MA περιέχει πολλούς <κόκκινους> γαλαξίες. Το φως κάνει 11,8 δις έτη να έρθει από το σμήνος σε εμάς, δηλαδή η εικόνα του είναι από ηλικία σύμπαντος μόλις 2 δις έτη. Γενικά παρατηρούμε ότι οι γαλαξίες εξελίσσονται σε <κόκκινους> μέσω συγχωνεύσεων που έχουν ως αποτέλεσμα την εκρηκτική αστρογέννηση (γρήγορη κατανάλωση του αερίου στη δημιουργία αστεριών), και την σύντομη φάση του ενεργού πυρήνα. Μετά συνήθως μένει ένας ελλειπτικός <κόκκινος> γαλαξίας. Όμως σε τόση νεαρή ηλικία του σύμπαντος πρέπει να επιταχύνθηκε πολύ αυτή η διαδικασία, που κανονικά χρειάζεται μερικά δις έτη, ώστε σε ένα σμήνος να έχουμε μεγάλο πληθυσμό γερασμένων γαλαξιών. Ακόμα δεν υπάρχει καμία εξήγηση, και δεn έχει παρατηρηθεί άλλο γερασμένο σμήνος στο νεαρό σύμπαν.

Στο τριπλό αστρικό σύστημα GW Orionis παρατηρούμε 3 πρωτοπλανητικούς δίσκους. Ο πιο εξωτερικός παρουσιάζει κλίση 38 μοίρες προς τους άλλους 2 εσωτερικούς. Υπάρχουν ενδείξεις ότι στο κενό ανάμεσα στους εσωτερικούς και στον εξωτερικό δίσκο μπορεί να υπάρχει ένας αεριώδης γίγαντας πλανήτης. Η απόστασή του από τα 2 εσωτερικά αστέρια θα είναι 100 φορές την απόσταση Γης- Ήλιου. Ενώ τα 2 εσωτερικά αστέρια περιφέρονται γύρω από το κοινό κέντρο μάζας του συστήματος σε 241 ημέρες, το εξωτερικό αστέρι χρειάζεται έντεκα χρόνια για μια περιφορά. Θα είχε ενδιαφέρον να δούμε πως θα εξελιχτούν αυτοί οι 3 πρωτοπλανητικοί δίσκοι, αν δεν χρειαζόταν να περιμένουμε μερικά εκατομμύρια έτη.

Στον σπειροειδή γαλαξία NGC 7727 που βρίσκεται στον Υδροχόο σε απόσταση 89 εκατομμυρίων ετών φωτός, παρατηρούμε 2 κεντρικές μαύρες τρύπες με μεταξύ τους απόσταση 1600 έτη φωτός. Η μία έχει 154 εκατομμύρια και η άλλη 6,3 εκατομμύρια ηλιακές μάζες. Η δεύτερη ανήκε σε έναν μικρότερο γαλαξία που συγχωνεύτηκε από τον NGC7727. Οι 2 κεντρικές μαύρες τρύπες δεν παρουσιάζουν πίδακες, που σημαίνει ότι συσσωρεύουν υλικό με χαμηλό ρυθμό. Στα επόμενα 250 εκατομμύρια έτη θα συγχωνευτούν οι 2 μαύρες τρύπες, σημαίνοντας το τέλος μιας γαλαξιακής συγχώνευσης που διάρκεσε δις έτη.

Στη Γη μας παρατηρούμε ότι τα βαρύτερα χημικά στοιχεία βυθίζονται προς τον πυρήνα της. Έτσι η Γη απέκτησε έναν πυρήνα Σιδήρου- Νικελίου (τα ακόμη πιο βαριά χημικά στοιχεία υπάρχουν σε πολύ μικρές ποσότητες). Αν συνέβαινε το ίδιο στα αστέρια, θα αποκτούσαν κατά την δημιουργία τους μια <μπίλια> από Ήλιο στο κέντρο του πυρήνα. Το Ήλιο υπάρχει σε σχετικά μεγάλη ποσότητα στην ύλη (μοριακό νεφέλωμα) από την οποία δημιουργούνται τα αστέρια. Αυτό θα εμπόδιζε να ξεκινήσει η θερμοπυρηνική σύντηξη του Υδρογόνου, και την ομαλή μετάβαση του αστεριού στην κύρια ακολουθία του διαγράμματος H/R. Στα αστέρια μεγάλης μάζας ο χρόνος να φτάσουν στην κύρια ακολουθία (καύση Υδρογόνου σε Ήλιο στον πυρήνα) είναι πολύ μικρότερος από αυτόν της βύθισης βαρύτερων στοιχείων προς τον πυρήνα. Στα αστέρια σαν τον ήλιο μας, που χρειάζονται 10 εκατομμύρια χρόνια να μπουν στην κύρια ακολουθία, η έντονη συναγωγή στο εσωτερικό έχει ως αποτέλεσμα την ανάμειξη του υλικού του αστεριού, με αποτέλεσμα να μην συμβαίνει αποτελεσματική βύθιση του Ήλιου προς τον πυρήνα. Τα πράγματα είναι διαφορετικά στους λευκούς νάνους. Εκεί συναντάμε ατμόσφαιρες Ηλίου ή Υδρογόνου (ανάλογα αν το αστέρι απώλεσε το εξωτερικό στρώμα Υδρογόνου πριν γίνει λευκός νάνος) με ελάχιστα ίχνη βαρύτερων στοιχείων. Η βύθιση των βαρύτερων στοιχείων πετυχαίνει εκεί για 3 λόγους. Οι λευκοί νάνοι έχουν πολύ ισχυρό βαρυτικό πεδίο, 10.000 φορές αυτό του ηλίου μας. Η διαδρομή από την επιφάνεια ως το κέντρο είναι πολύ μικρότερη από ότι σε ένα τυπικό αστέρι, και τέλος, οι λευκοί νάνοι δεν παρουσιάζουν καμία δραστηριότητα για δις έτη, έτσι υπάρχει <άπειρος> χρόνος ώστε να βυθιστούν τα βαρύτερα στοιχεία στο εσωτερικό τους.