Σάββατο 16 Σεπτέμβρη 2023 - Κυριακή 17 Σεπτέμβρη 2023 - 1η έκδοση
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 43
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
ΑΣΤΕΡΕΣ ΓΟΥΛΦ - ΡΕΪΓΙΕΤ
Ομορφα αινίγματα στον ουρανό

Το τριπλό σύστημα άστρων Απεπ (αριστερά), εκπέμπει νέφος σκόνης, που παίρνει μορφή γλυπτού. Προσομοίωση σε υπολογιστή (δεξιά) αναπαράγει σχεδόν το σύνολο της δομής αυτού του νέφους
Το τριπλό σύστημα άστρων Απεπ (αριστερά), εκπέμπει νέφος σκόνης, που παίρνει μορφή γλυπτού. Προσομοίωση σε υπολογιστή (δεξιά) αναπαράγει σχεδόν το σύνολο της δομής αυτού του νέφους
Οι αστέρες που είναι γνωστοί ως Γουλφ - Ρέιγιετ (από τα ονόματα των αστρονόμων που τους ανακάλυψαν), είναι μεταξύ των μεγαλύτερων, πιο θερμών και πιο σπάνιων άστρων στο σύμπαν. Τα άστρα αυτού του τύπου θεωρείται ότι είναι οι τελευταίες στιγμές (με την αστρονομική έννοια της στιγμής) της ζωής των μεγαλύτερων μεταξύ των άστρων, με μάζα 20 έως 200 φορές ή και ακόμη μεγαλύτερη από τη μάζα του δικού μας Ηλιου. Αυτά τα ...βαρέων βαρών άστρα είναι πολύ θερμά εκπέμποντας γαλάζιο φως και εξαιρετικά λαμπρά, καταναλώνοντας με ταχύτητα τα τεράστια αποθέματα υδρογόνου, που διαθέτουν ως καύσιμο για την πυρηνική σύντηξη στο εσωτερικό τους, ακολουθώντας ένα μοτίβο «ζήσε γρήγορα, πέθανε νέος».

Βρίσκονται στο ένα άκρο του θεμελιώδους αστρονομικού χάρτη κατανομής των άστρων, του διαγράμματος Χέρτσπρουνγκ - Ράσελ, που κατατάσσει τους αστέρες με βάση τη λαμπρότητα και τη θερμοκρασία τους. Οι Γουλφ - Ρέιγιετ είναι πιο πάνω και πέρα από την «κύρια ακολουθία», την περιοχή δηλαδή που βρίσκονται συγκεντρωμένα τα κοινά άστρα. Πρόκειται για φουσκωμένα «τέρατα», που ξεπερνούν τη φωτεινότητα του Ηλιου ακόμη και πάνω από ένα εκατομμύριο φορές! Το χαρακτηριστικό των αστέρων Γουλφ - Ρέιγιετ είναι η χαμηλή συγκέντρωση υδρογόνου, προάγγελος της επερχόμενης καταστροφής τους. Οταν ένα άστρο καταναλώσει το υδρογόνο του, αρχίζει να καίει άλλα πυρηνικά καύσιμα, όπως το ήλιο, αλλά αυτό δεν του δίνει παρά μια μέτρια παράταση ζωής. Η ζωή των Γουλφ - Ρέιγιετ είναι μόλις μερικά εκατομμύρια χρόνια, ή ακόμη λιγότερο, δηλαδή μια στιγμή μπροστά στη διάρκεια ζωής άστρων όπως ο Ηλιος, που είναι της τάξης των 10 δισεκατομμυρίων ετών. Επειδή τα ιδιαίτερα μεγάλα άστρα είναι σχετικά σπάνια, τα Γουλφ - Ρέιγιετ είναι διπλά σπάνια, καθώς η συχνότητά τους είναι ένα στο δισεκατομμύριο! Αν και η φωτεινότητά τους τα κάνει εύκολους στόχους για αναζήτηση με τηλεσκόπιο, γνωρίζουμε την ύπαρξη μόλις μερικών εκατοντάδων απ' αυτά σε ολόκληρο τον Γαλαξία!

Σκόνη

Σπειροειδές νέφος σκόνης εκλύεται από το δυαδικό αστρικό σύστημα WR 104 (φωτογραφία στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος)
Σπειροειδές νέφος σκόνης εκλύεται από το δυαδικό αστρικό σύστημα WR 104 (φωτογραφία στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος)
Οι αστρονόμοι αρχικά δυσκολεύτηκαν πολύ να καταλάβουν πώς είναι δυνατό να συμπυκνώνεται σκόνη μέσα στα αέρια, που εκπέμπονται από τους τόσο θερμούς αστέρες Γουλφ - Ρέιγιετ. Πολύ κοντά στο άστρο αυτά τα αέρια είναι υπερβολικά θερμά για να μπορέσει να γίνει συμπύκνωση, ενώ πολύ μακριά είναι πολύ αραιά. Εδώ είναι που παρεμβαίνει ο συνοδός αστέρας. Ο συνοδός των Γουλφ - Ρέιγιετ είναι κι αυτός ένα αρκετά μεγάλο γαλάζιο άστρο, καθώς τα άστρα μεγάλης μάζας συνήθως σχηματίζονται στην ίδια περιοχή. Οταν οι αστρικοί άνεμοι από τα δύο άστρα του ζεύγους συγκρουστούν, τότε τα αέρια που περιέχουν συμπιέζονται και γίνονται αρκετά πυκνά. Επειδή αυτό συμβαίνει αρκετά μακριά από τα άστρα και οι συνθήκες θερμοκρασίας είναι κατάλληλες για τον σχηματισμό σκόνης. Το νέφος σκόνης που δημιουργείται συνεχίζει να εκτείνεται κάτω από την επίδραση του αστρικού ανέμου, ενώ ταυτόχρονα το μέτωπο σχηματισμού του ακολουθεί την τροχιά του δυαδικού άστρου (βλ. διάγραμμα). Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία μιας σπείρας, όπως του νερού που εκτοξεύεται με τη μορφή πίδακα από ένα σταθερό αρδευτικό ακροφύσιο.

Για τον αστροφυσικό, πέρα από την ομορφιά του πράγματος, αυτές οι δομές ανοίγουν ένα παράθυρο για παρατήρηση φαινομένων, που αλλιώς θα ήταν ίσως αδύνατο να παρατηρηθούν. Τα χαρακτηριστικά των αστρικών ανέμων, τα άστρα από τα οποία προέρχονται και οι παράμετροι του κοσμικού χορού του ζευγαριού, εμφανίζονται διάπλατα μπροστά στα μάτια μας. Ο αστέρας Γουλφ - Ρέιγιετ WR 104 έγινε το πρωτότυπο μιας νέας κατηγορίας νεφελωμάτων με μορφή σπείρας.

Ακτίνες

Φωτογραφία στο υπέρυθρο από το διαστημικό τηλεσκόπιο «Τζέιμς Γουέμπ» (αριστερά) δείχνει τους ιδιόμορφους κυματισμούς σκόνης που περιβάλλουν το αστρικό σύστημα WR 140. Δεξιά η πολύ πετυχημένη προσομοίωση του φαινομένου σε υπολογιστή, δείχνει πιο καθαρά τα 15 κελύφη σκόνης, που έχουν εκλυθεί, ένα κάθε οκταετή κύκλο περιφοράς των δύο άστρων του συστήματος
Φωτογραφία στο υπέρυθρο από το διαστημικό τηλεσκόπιο «Τζέιμς Γουέμπ» (αριστερά) δείχνει τους ιδιόμορφους κυματισμούς σκόνης που περιβάλλουν το αστρικό σύστημα WR 140. Δεξιά η πολύ πετυχημένη προσομοίωση του φαινομένου σε υπολογιστή, δείχνει πιο καθαρά τα 15 κελύφη σκόνης, που έχουν εκλυθεί, ένα κάθε οκταετή κύκλο περιφοράς των δύο άστρων του συστήματος
Το 1963, ο έλεγχος εφαρμογής των περιορισμών στις επίγειες πυρηνικές δοκιμές ανάμεσα στις ΗΠΑ και την ΕΣΣΔ οδήγησε στην εκτόξευση δορυφόρων που παρακολουθούσαν για εμφάνιση ακτίνων γάμμα από την επιφάνεια, όπως εκείνες που εκπέμπουν οι πυρηνικές εκρήξεις. Σύντομα οι δορυφόροι αυτοί άρχισαν να καταγράφουν βραχύβιες λάμψεις ακτίνων γάμμα, που ευτυχώς δεν προέρχονταν από τη Γη, αλλά από το Διάστημα. Ιδιαίτερα οι ριπές ακτίνων γάμμα, που διαρκούν περισσότερο από δύο δευτερόλεπτα, θεωρείται ότι προέρχονται από αστέρες Γουλφ - Ρέιγιετ, που πεθαίνουν ως υπερκαινοφανείς. Επειδή οι ριπές ακτίνων γάμμα από τους σουπερνόβα είναι πολύ εστιασμένες, δεν είναι επικίνδυνες για γειτονικά συστήματα, εκτός αν εκείνα βρεθούν ακριβώς στο διάβα τους. Εικάζεται ότι μαζικές εξαφανίσεις ειδών στη Γη, όπως αυτή της Ορδοβίκιας γεωλογικής περιόδου, μπορεί να προκλήθηκαν από εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Αν και ο Γουλφ - Ρέιγιετ WR 104 έχει κλίση του επιπέδου περιφοράς των δύο άστρων τέτοια που θέτει τη Γη στην πορεία της μελλοντικής του έκρηξης, ο κίνδυνος απ' αυτήν είναι πολύ μικρός, ιδιαίτερα συγκρινόμενος με άλλους κινδύνους που αντιμετωπίζει η ζωή στον πλανήτη.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο «Τζέιμς Γουέμπ» ήδη έδωσε εκπληκτικής ανάλυσης φωτογραφίες τόσο του WR 104, όσο και του τριπλού αστέρα Απεπ. Οι φωτογραφίες του WR 104 συγκρίθηκαν με τις προσομοιώσεις που είχε δώσει υπολογιστικό μοντέλο για τα πιο πρόσφατα 150 χρόνια ζωής αυτού του δυαδικού συστήματος και η ομοιότητα ήταν καταπληκτική, αναδεικνύοντας για άλλη μια φορά την ικανότητα που έχουν τα μαθηματικά να περιγράφουν τον φυσικό κόσμο. Από την άλλη μεριά, ο Απεπ, ο πρώτος επιβεβαιωμένος διπλός Γουλφ - Ρέιγιετ με συνοδό, έδωσε μια απρόσμενη ανακάλυψη. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων, ο ρυθμός επέκτασης του αστρικού ανέμου του και ο ρυθμός επέκτασης της δημιουργούμενης σκόνης έπρεπε να είναι ο ίδιος, όπως συμβαίνει σε όλους τους άλλους Γουλφ - Ρέιγιετ. Στον Απεπ, όμως, η σκόνη ρέει προς τα έξω με ταχύτητα μόλις το ένα τρίτο της ταχύτητας των αερίων του αστρικού ανέμου, καθώς πιάνεται στην αρπάγη μιας από τις ισχυρότερες διαστημικές θύελλες, που είναι γνωστή στην αστροφυσική. Είναι σαν ένα φτερό να ταξιδεύει ήρεμο μέσα σε μια καταιγίδα. Κανείς δεν ξέρει ακόμα πώς το σύστημα του Απεπ το καταφέρνει αυτό.


Το διάγραμμα Χέρτσπρουνγκ - Ράσελ διατάσσει τα άστρα με βάση τη θερμοκρασία και τη φωτεινότητά τους. Τα περισσότερα, όπως και ο Ηλιος, περνούν το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους στην «κύρια ακολουθία». Τελικά φουσκώνουν σε γίγαντες ή υπεργίγαντες, πρελούδιο του χαμού τους. Τα μεγαλύτερα εκρήγνυνται ως σουπερνόβα, αφήνοντας πίσω τους μια μαύρη τρύπα ή έναν αστέρα νετρονίων, ενώ τα πιο συνηθισμένα αφήνουν λευκούς νάνους. Τα Γουλφ-Ρέιγιετ έχουν μάζες που τα οδηγούν σε ένα πύρινο τέλος ως σουπερνόβα
Το διάγραμμα Χέρτσπρουνγκ - Ράσελ διατάσσει τα άστρα με βάση τη θερμοκρασία και τη φωτεινότητά τους. Τα περισσότερα, όπως και ο Ηλιος, περνούν το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους στην «κύρια ακολουθία». Τελικά φουσκώνουν σε γίγαντες ή υπεργίγαντες, πρελούδιο του χαμού τους. Τα μεγαλύτερα εκρήγνυνται ως σουπερνόβα, αφήνοντας πίσω τους μια μαύρη τρύπα ή έναν αστέρα νετρονίων, ενώ τα πιο συνηθισμένα αφήνουν λευκούς νάνους. Τα Γουλφ-Ρέιγιετ έχουν μάζες που τα οδηγούν σε ένα πύρινο τέλος ως σουπερνόβα

Το σπιράλ γύρω από ένα δυαδικό σύστημα Γουλφ-Ρέιγιετ αποτελείται από σκόνη που λάμπει. Σχηματίζεται από τη σύγκρουση των ισχυρών αστρικών ανέμων δύο άστρων: του Γουλφ-Ρέιγιετ και του συνοδού του αστέρα. Η σύγκρουση συμπιέζει τα αέρια κατά μήκος του ωστικού μετώπου, που παραμένουν αρκετά ψυχρά εξαιτίας της απόστασής τους από τα άστρα, δημιουργώντας ιδανικές συνθήκες, ώστε να συμπυκνωθεί σκόνη. Καθώς αυτή μεταφέρεται προς τα έξω από τον άνεμο, η τροχιά των άστρων χαράσει μια σπείρα μέσα στο νέφος
Το σπιράλ γύρω από ένα δυαδικό σύστημα Γουλφ-Ρέιγιετ αποτελείται από σκόνη που λάμπει. Σχηματίζεται από τη σύγκρουση των ισχυρών αστρικών ανέμων δύο άστρων: του Γουλφ-Ρέιγιετ και του συνοδού του αστέρα. Η σύγκρουση συμπιέζει τα αέρια κατά μήκος του ωστικού μετώπου, που παραμένουν αρκετά ψυχρά εξαιτίας της απόστασής τους από τα άστρα, δημιουργώντας ιδανικές συνθήκες, ώστε να συμπυκνωθεί σκόνη. Καθώς αυτή μεταφέρεται προς τα έξω από τον άνεμο, η τροχιά των άστρων χαράσει μια σπείρα μέσα στο νέφος

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»


Κορυφή σελίδας
Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ