Το παγκόσμιο δίκτυο τηλεσκοπίων WET (Whole Earth Telescope), που διευθύνεται από το Πανεπιστήμιο του Delaware, συγχρονίζει όλα τα τηλεσκόπια του ώστε να παρατηρήσει σφαιρικά ένα άστρο που βρίσκεται στην διαδικασία της ψύξης. Καθώς μειώνεται η φωτεινότητα του άστρου στα τελευταία στάδια της ζωής του, οι επιστήμονες ελπίζουν πως θα ρίξει φως σε ορισμένα μυστήρια του Γαλαξία μας, αλλά και του ίδιου μας του πλανήτη.
Αριστερά: Το άστρο με την κίτρινη κουκίδα είναι ο λευκός νάνος WDJ1524-0030 που ψύχεται. Τα άστρα σημειωμένα με "c" παρακολουθούνται ομοίως από το δίκτυο Whole Earth Telescope
Ο αστέρας που βρίσκεται προ του θανάτου του – στο τελευταίο στάδια της αστρικής εξέλιξης του – είναι ο λευκός νάνος WDJ1524-0030 στον αστερισμό του Όφιούχου ορατός από το Νότιο Ημισφαίριο. Ο λευκός νάνος χάνει τη λάμψη του καθώς ψύχεται γιατί τελειώνουν τα πυρηνικά του καύσιμα. Οι αστρονόμοι τον παρατήρησαν από τις 15 Μαΐου έως την 11η Ιουνίου, με το δίκτυο WET, ένα παγκόσμιο δίκτυο τηλεσκοπίων που ιδρύθηκε το 1986.
Οι χιλιάδες φωτογραφίες του λευκού νάνου που λήφθηκαν από το δίκτυο WET θα αναλυθούν από τους ερευνητές αστρονόμους με την βοήθεια μιας έμπειρης τεχνικής, της αστροσεισμολογίας που αναλύει τους σεισμούς που γίνονται στα άστρα.
¨”Ο λευκός νάνος έχει το μέγεθος της Γης είναι όμως πυκνός σαν τον Ήλιο. Αυτό το άστρο πάλλεται καθώς τα κύματα της ενέργειας ταξιδεύουν στο εσωτερικό του – το εξωτερικό τμήμα του αναταράσσεται βίαια από τη μία άκρη έως την άλλη, σαν τα κύματα του ωκεανού”, λέει η Judi Provencial βοηθός καθηγητής της φυσικής και αστρονομίας στο πανεπιστήμιο του Delaware, .
“Αυτό που ενδιαφέρει τους επιστήμονες είναι το σχήμα των παλμών”, σημειώνει η Judi Provencial. “Από αυτούς μπορούμε να μετρήσουμε τον τρόπο με τον οποίο η ατμόσφαιρα του αστέρα κινείται σε αυτά τα παλλόμενα άστρα και να βγάλουμε συμπεράσματα τι συμβαίνει στο εσωτερικό του λευκού νάνου.”
Υπάρχουν χιλιάδες λευκοί νάνοι στον Γαλαξία μας, όμως μόλις το 30% εξ αυτών είναι τόσο φωτεινό ώστε να επιτρέψουν στους επιστήμονες να το μελετήσουν μέσω της αστροσεισμολογίας, η οποία μπορεί να καθορίσει την ηλικία, τη θερμοκρασία και τη σύσταση του άστρου από τις ταλαντώσεις του και την λαμπρότητα του.
Η Provencal αναφέρει πως ο λευκός νάνος WDJ1524-0030 είναι ένας από το 20% των άστρων του σύμπαντος, των οποίων η ατμόσφαιρα αποτελείται αποκλειστικά από ήλιο αντί υδρογόνου. Η ερευνητική ομάδα WET ελπίζει πως θα καταφέρει να καθορίσει την χημική σύσταση του πυρήνα του άστρου, δηλαδή αν αποτελείται από υδρογόνο ή οξυγόνο.
Η διαδικασία της έρευνας θα συνεχιστεί για δύο τουλάχιστον χρόνια και περιλαμβάνει την ανάλυση όλων των εικόνων και δεδομένων. Τα συμπεράσματα στη συνέχεια θα εφαρμοστούν και σε άλλους αστέρες συμπεριλαμβανομένου και του Ήλιου, και στον πλανήτη μας.
“Δεν κατανοούμε επαρκώς τον καιρό της Γης και την διάδοση της ενέργειας, γι αυτό και σχεδιάζουμε την εφαρμογή των συμπερασμάτων και στην περίπτωση του κλίματος”, λέει η Provencial.
Συμμετέχοντα τηλεσκόπια στο πρόγραμμα
Τα παρατηρητήρια που συμμετέχουν σε ολόκληρη τη Γη για την παρακολούθηση του λευκού νάνου WDJ1524 είναι τα εξής (στην παρένθεση είναι η διάμετρος του κατόπτρου):
* Beijing Astronomical Observatory (BAO), China (2.1 m/6.9 ft)
* Bohyunsan Optical Astronomy Observatory (BOAO), South Korea (1.8 m/5.9 ft)
* Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO), Chile (0.9 m/3 ft)
* Institut für Astronomie und Astrophysik Tübingen, Germany (0.8 m/2.6 ft)
* Kitt Peak National Observatory, Arizona, USA (2.1 m/6.9 ft)
* Las Cumbres Observatory, California, USA
* Lulin Observatory, Taiwan (1 m/3.2 ft)
* McDonald Observatory, Texas, USA (2.1 m/6.9 ft)
* Moletai Astronomical Observatory, Lithuania (1.5 m/4.9 ft)
* Mt. Abu Observatory, India (1.2 m/3.9 ft)
* Mt. Cuba Astronomical Observatory, Delaware, USA (0.6 m/2 ft)
* Mt. John Observatory of the University of Canterbury, New Zealand (1 m/3.2 ft)
* Mt. Suhora Astronomical Observatory, Cracow Pedagogical University, Poland (0.6 m/2 ft)
* Observatoire de Haute-Provence (OHP), France (1.93 m/6.3 ft)
* Observatrio del Teide, Tenerife, Canary Islands, Spain (0.6 m/2 ft)
* Osservatorio Astronomico di Bologna, Italy (1.5 m/4.9 ft)
* Peak Terskol Observatory, Russian Federation (2 m/6.6 ft)
* South African Astronomical Observatory (SAAO), South Africa (1 m/3.2 ft)
* Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR), Chile (4.2 m/13.8 ft)
* Paul and Jane Meyer Observatory, Texas, USA (0.6 m/2 ft)
* Southeastern Association for Research in Astronomy Observatory (SARA), Florida, USA (1 m/3.2 ft)
* Vienna Observatory, Austria (0.68m/2.2 ft)
Πηγή: Scientific Blogging
Διαβάστε και τα σχετικά άρθρα
2. Λευκός νάνος εκπέμπει παλμούς όπως ένα πάλσαρ
———————————————————————————————————————————————-
Στις αρχές του 1930, ο Τσαντρασεχάρ οδηγήθηκε στη σκέψη ότι οι αστέρες μόλις κάψουν το υδρογόνο τους σε ήλιο, αρχίζουν να συρρικνώνονται υπό την επίδραση της δικιάς τους βαρύτητας. Οι αστρονόμοι είχαν ήδη ανακαλύψει τέτοια αντικείμενα στον ουρανό και τα είχαν ονομάσει λευκοί νάνοι. Στην φάση αυτή της εξέλιξης τους φθάνουν να γίνουν σε μέγεθος όσο η Γη, γι’ αυτό και ονομάστηκαν νάνοι. Επειδή από τις παρατηρήσεις των αστρονόμων βρέθηκε ότι η λαμπρότητά τους φθάνει το 1/100 της λαμπότητας του Ήλιου (η επιφανειακή θερμοκρασία τους φθάνει τους 15.000-30.000 Kelvin) και φαίνονται στην αρχή της ζωής τους λευκοί, ονομάστηκαν και λευκοί. Ένας τέτοιος λευκός νάνος είναι και ο συνοδός του γνωστού Σείριου α Μεγάλου Κυνός, που ανακαλύφθηκε το 1844, με βάση τις κινήσεις του Σείριου. Η μάζα του φθάνει το 0.8 και η λαμπρότητά του το 0.3% του ήλιου.
Μάλιστα ο Τσαντρασεχάρ υπολόγισε ότι για να γίνει ένα αστέρι λευκός νάνος πρέπει η μάζα του να είναι μικρότερη από 1.4 φορές της μάζας του δικού μας ήλιου. Αν η μάζα του αστέρος υπερβαίνει αυτό το όριο, καταρρέει ακόμη περισσότερο, αποβάλλοντας το αέριο περίβλημα του και γίνεται πια ένας αστέρας νετρονίων ή ένας υπερκαινοφανής, που στο τέλος μετατρέπεται συνήθως σε μια μαύρη τρύπα.
Στα νεκρά αυτά αστέρια τα άτομα έχουν συμπιεσθεί τόσο πολύ, που τα άτομα έχουν χάσει όλα τα ηλεκτρόνια τους, με αποτέλεσμα να αποτελούνται μόνο από πυρήνες και ηλεκτρόνια (αεριώδης κατάσταση). Επειδή δεν αναπληρώνεται η ενέργεια που συνεχώς ακτινοβολούν οι λευκοί νάνοι βαθμιαία κρυώνουν και τελικά μετατρέπονται σε σκοτεινούς ή μαύρους νάνους (νάνοι που δεν ακτινοβολούν, άρα δεν φαίνονται). Οι διαστάσεις τους όμως παραμένουν σταθερές. Η ψύξη τους μπορεί να κρατήσει από 1 έως και 10 δισεκατομμύρια έτη και βαθμιαία φαίνονται πιό κόκκινοι μέχει να γίνουν σκοτεινοί.
Επειδή και ο ήλιος μας ανήκει σε αυτή τη κατηγορία αστέρων, σε πέντε δισεκατομμύρια χρόνια θα γίνει τελικά ένας λευκός νάνος. Ο αριθμός τους υπολογίζεται σε 10 δισεκατομμύρια μόνο μέσα στον Γαλαξία μας.
Πρέπει να τονισθεί ότι μέχρι την εποχή που ο μεγάλος Ινδός Τσαντρασεχάρ υπολόγισε αυτό το όριο για τη μάζα του άστρου, οι αστροφυσικοί πίστευαν λανθασμένα ότι όλα τα αστέρια όταν εξαντλήσουν τα καύσιμά τους γίνονται λευκοί νάνοι. Μάλιστα ο διάσημος αστρονόμος Eddington πρωτοπόρος στο πεδίο της δομής των άστρων, απέρριψε την ιδέα του Chandrasekhar περί εκφυλισμού ως αφύσικη, διότι οδηγούσε σε μια παράλογη κατάσταση όπου ένα άστρο θα μπορούσε να συρρικνώνεται ασταμάτητα.
Για να οδηγηθεί όμως σε αυτή την εξέλιξη των άστρων ο Τσαντρασεχάρ χρησιμοποίησε μια μη σχετικιστική καταστατική εξίσωση για να περιγράψει το εκφυλισμένο αέριο των ηλεκτρονίων. Στη συνέχεια συμπεριέλαβε τα σχετικιστικά φαινόμενα για να συναγάγει τη σχέση πίεσης και πυκνότητας, που του έδωσε έτσι το ανώτερο όριο της μάζας για τους λευκούς νάνους.
Στους λευκούς νάνους τα ηλεκτρόνια, που είναι φερμιόνια με σπιν 1/2 άρα ισχύει γι’ αυτά η απαγορευτική αρχή του Pauli ότι δεν μπορούν δύο φερμιόνια να βρίσκονται στην ίδια κβαντική κατάσταση, έχουν μεγάλες κινητικές ενέργειες και κατά συνέπεια μεγάλες ορμές. Όταν λοιπόν τα ηλεκτρόνια αναγκάζονται να κινηθούν εντος πολύ μικρού όγκου, εξασκούν τρομακτική πίεση στα στρώματα της υπερκειμένης ύλης. Η πίεση αυτή διαφέρει από την θερμική πίεση διότι δεν απαιτείται η συνεχής τροφοδοσία της ύλης με ενέργεια, γι’ αυτό και ονομάζεται δωρεάν πίεση.
Σαν συνέπεια αυτής της μη θερμικής πίεσης πάνω στα στρώματα της ύλης, ακόμη κι αν έχουν εξαντλήσει τ’ αστέρια την καύσιμη ύλη τους, οι λευκοί νάνοι μπορούν και αντισταθμίζουν την βαρυτική δύναμη. Σε όλη τους την ζωή, δηλαδή, τα αστέρια προσπαθούν να εξουδετερώσουν τη βαρύτητα. Και τ’ αστέρια με μάζα μικρότερη από το όριο του Τσαντρασεχάρ (1.4 φορές της μάζας του ήλιου), την εξουδετερώνουν με την πίεση των ηλεκτρονίων, μόνο και μόνο επειδή ισχύει η απαγορευτική αρχή του Pauli.
Leave a Comment