Η σουπερνόβα του Tύχο

Posted on 11/11/2018

4


ΔΙΟΝΥΣΗΣ Π. ΣΙΜΟΠΟΥΛΟΣ*
Σ​​αν σήμερα, πριν από 446 χρόνια, στις 11 Νοεμβρίου 1572, ο Δανός αστρονόμος Tύχο Μπράχε παρατήρησε μια λαμπερή έκρηξη στον αστερισμό της Κασσιόπης. Το φαινόμενο αυτό ήταν για τον 26χρονο τότε αστρονόμο κάτι το εκπληκτικό, με αποτέλεσμα να παρακολουθήσει με προσοχή την εξέλιξη της φωτεινότητας του «νέου» άστρου και να συγγράψει (στα λατινικά, όπως συνήθιζαν τότε) το πρώτο βιβλίο γι’ αυτό το θέμα με τίτλο «De Nova Stella» (Για το νέο άστρο). Και όμως το φωτεινό εκείνο αντικείμενο δεν ήταν καθόλου νέο αλλά, αντίθετα, ανακοίνωνε στο σύμπαν τον εκρηκτικό θάνατο ενός άστρου που, εκατοντάδες χρόνια αργότερα, θα ονομάζονταν σουπερνόβα Cas Β. Σήμερα στο σημείο εκείνης της έκρηξης και σε απόσταση 9.000 ετών φωτός έχουμε εντοπίσει μια σφαιρική μάζα αερίων που εκπέμπει ραδιοακτινοβολίες καθώς τα διαστελλόμενα αέριά της συγκρούονται με τα μεσοαστρικά αέρια της γύρω περιοχής.

Σήμερα η αστρική εκείνη έκρηξη φαίνεται να είναι αντιπροσωπευτική των σουπερνόβα Τύπου Ια, οι οποίες αφορούν άσπρους νάνους, αστρικά λείψανα άστρων στο μέγεθος του δικού μας Ηλιου, που απορροφούν υλικά από κάποιον συνοδό τους. Φανταστείτε, δηλαδή, δύο άστρα σε κοντινή τροχιά, εκ των οποίων το ένα έχει μετατραπεί σε άσπρο νάνο. Με την πάροδο εκατομμυρίων χρόνων οι τροχιές τους θα μικραίνουν όλο και πιο πολύ, φέρνοντας τα δύο άστρα πιο κοντά το ένα στο άλλο. Στο μεταξύ όμως, ο συνοδός του άσπρου νάνου συνεχίζει να εξελίσσεται κανονικά και κάποτε θα φτάσει στο στάδιο μετατροπής του σε κόκκινο γίγαντα. Τότε η βαρυτική δύναμη του άσπρου νάνου θα αρχίσει να έλκει τα εξωτερικά στρώματα του κόκκινου γίγαντα σχηματίζοντας έτσι γύρω από τον νάνο ένα δαχτυλίδι υλικών που ονομάζεται «δίσκος προσαύξησης». Με την πάροδο του χρόνου τα υλικά του δίσκου έλκονται από τον νάνο και προστίθενται στη μάζα του.

Οι δυνάμεις που δημιουργούνται με την αύξηση της μάζας και της βαρύτητας του άσπρου νάνου είναι τεράστιες έτσι ώστε, όταν ο πυρήνας του υπερβεί ένα όριο, δεν έχει πια τη δύναμη να αντέξει τη συμπίεση της βαρύτητας. Τότε ο άσπρος νάνος καταρρέει απότομα, υπερθερμαίνοντας το εσωτερικό του στους 10 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, με αποτέλεσμα την πρόκληση νέων πυρηνικών αντιδράσεων. Η πυρηνική «φωτιά» απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας που διαλύει κυριολεκτικά το άστρο με μια τρομερή έκρηξη. Το 50% περίπου της μάζας του άσπρου νάνου μετατρέπεται σε νικέλιο και το άλλο μισό σε πυρίτιο, θείο και άλλα βαρύτερα χημικά στοιχεία, που διασκορπίζονται στο Διάστημα με ταχύτητα 10-20.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, εμπλουτίζοντας τον διαστρικό χώρο με τα νεοσχηματισμένα στοιχεία.

Οι σουπερνόβα Τύπου Ια έχουν αποδειχτεί ότι είναι ένας από τους καλύτερους τρόπους μέτρησης των τεράστιων αστρονομικών αποστάσεων. Οι εκρήξεις αυτές εκπέμπουν περισσότερη ενέργεια απ’ όση εκπέμπει ένας ολάκερος γαλαξίας δισεκατομμυρίων άστρων και έχουν μελετηθεί με μεγάλη προσοχή έτσι ώστε σήμερα να είμαστε αρκετά βέβαιοι για το απόλυτο μέγεθος της φωτεινότητας που έχουν. Οταν λοιπόν βρίσκουμε τέτοιου είδους εκρήξεις σε απόμακρους γαλαξίες μπορούμε να μετρήσουμε το φαινόμενο μέγεθός τους και συγκρίνοντάς το με το απόλυτο μέγεθός τους μπορούμε να υπολογίσουμε και την απόστασή τους. Η έρευνα που διεξάγεται με τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο μελετάει τις απόμακρες αυτές αστρικές εκρήξεις σουπερνόβα οι οποίες χρησιμεύουν σαν «μονάδες αναφοράς» και ένα είδος κλίμακας αποστάσεων. Ο εντοπισμός των αποστάσεων μας πληροφορεί ποιος είναι ο ρυθμός της διαστολής του σύμπαντος σε διαφορετικές χρονικές περιόδους της ιστορίας του σύμπαντος κι έτσι οι μελέτες αυτές μας δίνουν τη δυνατότητα να υπολογίσουμε και κατά πόσον ο ρυθμός της διαστολής αυτής ελαττώνεται ή επιταχύνεται με το πέρασμα του χρόνου.

Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, μια πολυεθνική ομάδα ερευνητών υπό τον Αμερικανό αστρονόμο Σαούλ Περμιούτερ μελετώντας μερικές δεκάδες απόμακρες εκρήξεις σουπερνόβα έκανε μια επαναστατική ανακάλυψη, αποδεικνύοντας πλέον χωρίς καμιά αμφιβολία ότι η διαστολή του σύμπαντος αντί να ελαττώνεται έχει αρχίσει αντίθετα να επιταχύνεται από τότε που το σύμπαν είχε το ήμισυ της ηλικίας που έχει σήμερα. Γι’ αυτό όλο και πιο πολλοί κοσμολόγοι αντιμετωπίζουν την κατάσταση αυτή σαν μια πέμπτη δύναμη, ένα απωθητικό είδος «αντιβαρύτητας», που είναι συνδεδεμένη με την ενεργειακή πυκνότητα του κενού που προβλέπεται από τη σύγχρονη θεωρία πεδίων και που θα μπορούσε να εξηγήσει πολλές από τις παρατηρήσεις μας. Γι’ αυτό ορισμένοι κοσμολόγοι υποστηρίζουν ότι η ενέργεια αυτή μπορεί να συμβάλει μέχρι και το 68% της ενέργειας που χρειάζεται για να γίνει το σύμπαν επίπεδο, όπως παρατηρείται ότι είναι. Της έχουν μάλιστα δώσει και ένα ιδιαίτερα ευφάνταστο όνομα, αποκαλώντας τη «σκοτεινή ενέργεια».

* Ο κ. Διονύσης Π. Σιμόπουλος είναι επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου.

πηγή: http://www.kathimerini.gr/994153/article/epikairothta/episthmh/h-soypernova-toy-tyxo

Ετικέτα: