'Επαναγεννηθέντα' άστρα μας αποκαλύπτουν πως δημιουργήθηκε η Γη

Πηγή: RedNova, PhysicsWeb 7 Απριλίου 2005

Οι επιστήμονες στο πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ έχουν παρουσιάσει νέα έρευνα που δείχνει με ποιο τρόπο τα αστέρια μπορεί να είχαν βοηθήσει στη δημιουργία της γης. Η ανακάλυψη έγινε κατά τη διάρκεια ενός μοναδικού ερευνητικού προγράμματος, που εξετάζει πώς μερικά νεκρά αστέρια 'επαναγεννήθηκαν' ή επαναναφλέγησαν, επιστρέφοντας έτσι στην πρότερη κατάσταση τους.

Η μελέτη του καθηγητή Albert Zijlstra του αστρονομικού Αντικειμένου Sakurai - το μόνο αστέρι που έχει παρατηρηθεί να επαναναφλέγεται στις ημέρες μας  - τον έχει οδηγήσει να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι το 5% του άνθρακα στη γη μπορεί να είχε προέλθει από την αστρόσκονη, που αποβάλλεται από τα αστέρια όταν εκρήγνυνται επιστρέφοντας στη ζωή.

"Μέχρι και το 0,1% της συνολικής μάζας του αστεριού, που είναι ισοδύναμο με 300 φορές τη μάζα της γης, μπορεί να αποβληθεί όταν επαναναφλέγεται ένα αστέρι", λέει ο καθηγητής Zijlstra.

"Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο μας βοηθάει να κατανοήσουμε καλύτερα από που προήλθε το φυσικό υλικό από το οποίο αποτελείται η γη, αλλά και μας οδηγεί στο να θεωρήσουμε ότι μέρος του άνθρακα στο σύμπαν θα μπορούσε να έχει προέλθει από αυτά τα αστρονομικά γεγονότα."

Τα αστέρια όπως ο ήλιος μας παράγουν ενέργεια ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης, στις οποίες πυρήνες υδρογόνου συντήκονται για να σχηματίσουν τους πυρήνες του ηλίου, οι οποίοι υποβάλλονται εν συνεχεία σε αντιδράσεις σύντηξης για να παραχθεί άνθρακας. Καθώς το αστέρι πλησιάζει στο τέλος της ζωής του εκτινάσσει τα εξωτερικά στρώματά του στο διάστημα για να σχηματίσει ένα πλανητικό νεφέλωμα, πριν καταρρεύσει σε έναν πυκνό λευκό νάνο. Και όπως είναι γνωστό ο ήλιος μας θα πεθάνει όταν καταναλώσει το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου του, κι αυτό θα συμβεί σε περίπου 4,5 δισεκατομμύρια έτη. Οι περισσότεροι λευκοί νάνοι απλά ψύχονται κάτω το πέρασμα του χρόνου, αλλά μερικοί μπορούν να επαναναφλέξουν το ήλιό τους  για σύντομο χρονικό διάστημα, κάτι που τους κάνει να επεκταθούν εκ νέου, προς γιγαντιαία άστρα για δεύτερη φορά. Μετά από αυτήν την φάση, που υπολογίζεται ότι διαρκεί, περίπου, 100 χρόνια, τα αστέρια συμπυκνώνονται πάλι και γίνονται λευκοί νάνοι. Μετά από την εκρηκτική επανάφλεξη, το αστέρι κατά τη φάση της διαστολής του θα καταλάβει μια γιγαντιαία περιοχή,  - αποβάλλοντας τόνους του άνθρακα - πριν τελειώσουν πάλι τα καύσιμα του.

"Αναμένουμε ότι περίπου το 25% όλων των αστεριών θα δοκιμάσει μια τέτοια επανάφλεξη, αλλά είναι ένα εξαιρετικά σπάνιο περιστατικό, και πιθανώς θα το δούμε να συμβαίνει μόνο μία φορά κάθε εκατό χρόνια περίπου", λέει ο καθηγητή Zijlstra.

Είναι απίστευτο, ο σχηματισμός της γης δεν ήταν το κύριο θέμα της έρευνας του Zijlstra, που επιδίωξε να καταλάβει καλύτερα γιατί το αστρονομικό αντικείμενο Sakurai είχε επαναφλεγεί.

Οι προσομοιώσεις στους υπολογιστές είχαν προβλέψει μια σειρά γεγονότων που θα ακολουθούσε μια τέτοιο επανάφλεξη, αλλά το άστρο δεν ακολούθησε τη θεωρία - γεγονότα που έγιναν 100 φορές γρηγορότερα από τις προβλεφθείσες προσομοιώσεις.

"Το αντικείμενο Sakurai πέρασε από τις πρώτες φάσεις αυτής της ακολουθίας μέσα σε λίγα χρόνια - 100 φορές γρηγορότερα από όσο αναμέναμε - έτσι έπρεπε να αναθεωρήσουμε τα μοντέλα μας. Έχουμε φτιάξει τώρα ένα νέο θεωρητικό πρότυπο για το πώς συμβαίνει αυτή η διαδικασία, και οι παρατηρήσεις έδωσαν τα πρώτα στοιχεία που υποστηρίζουν το νέο μοντέλο μας", αναφέρει ο Zijlstra.

"Το Αντικείμενο Sakurai έχει εκτινάξει μια μεγάλη ποσότητα άνθρακα στο διάστημα, και υπό μορφή κόκκων αερίου και σκόνης. Αυτά θα πάνε σε περιοχές του διαστήματος, όπου διαμορφώνονται τα νέα αστέρια, και οι κόκκοι της σκόνης μπορούν να ενσωματωθούν στους νέους πλανήτες. Τα αποτελέσματά υποδεικνύουν ότι αυτή η πηγή για τον κοσμικό άνθρακα μπορεί να είναι πολύ σημαντικότερη από όσο προηγουμένως υποθέταμε", προσθέτει ο Zijlstra.

Τα συμπεράσματα του Zijlstra παρουσιάστηκαν στο Science.

Ο Albertς Zijlstra είναι καθηγητής της αστροφυσικής στη σχολή της φυσικής και της αστρονομίας - τμήμα της εφαρμοσμένης μηχανικής και των φυσικών επιστημών του πανεπιστημίου του Manchester. Οι αστρονόμοι μελέτησαν ένα αστέρι - λευκό νάνο συγκεκριμένα - γνωστό και ως V4334 Sgr, στον αστερισμό του Τοξότη. Αυτό είναι γνωστό και ως "Αντικείμενο Sakurai," από το όνομα του ιάπωνα ερασιτέχνη αστρονόμου Yukio Sakurai, ο οποίος το ανακάλυψε στις 20 Φεβρουαρίου του 1996, όταν εξερράγη ξαφνικά με μεγάλη λαμπρότητα.

Οι παρατηρήσεις έγιναν χρησιμοποιώντας το Very Large Array, ένα από τα πιο αρχαία αστρονομικά ραδιοπαρατηρητήρια του κόσμου, το οποίο αποτελείται από 27 ραδιοκεραίες σε ένα σχήμα Υ στις πεδιάδες του San Agustin 80 χιλιόμετρα δυτικά του Socorro στο Νέο Μεξικό. Κάθε κεραία είναι διαμέτρου 25 μέτρα. Το ξέσπασμα του Αντικειμένου Sakurai είναι το πρώτο που φάνηκε στις μέρες μας. Άλλα τέτοια αστρικά ξεσπάσματα παρατηρήθηκαν το 1670 και το 1918 και μπορεί να είχαν προκληθεί από το ίδιο φαινόμενο.

Οι εκπομπές των ραδιοκυμάτων από το Αντικείμενο Sakurai προέρχονται από το εσωτερικό του παλιού πλανητικού νεφελώματος του. Σύμφωνα με τους επιστήμονες αυτές οι ραδιοεκπομπές προέρχονται από το ιονισμένο αέριο γύρω από το άστρο - μια διαδικασία που χρειάζεται για να συντηρηθεί θερμοκρασία πάνω από 20.000 K. Αυτές οι θερμοκρασίες είναι πολύ υψηλότερες από αυτές που παρατηρήθηκαν το 1996 και δείχνει ότι το άστρο έχει ξεκινήσει να συστέλλεται και να θερμαίνεται εκ νέου.

Οι επιστήμονες συνεχίζουν να παρατηρούν το Αντικείμενο Sakurai για να εκμεταλλευθούν αυτή τη σπάνια ευκαιρία να μάθουν για τη διαδικασία της επανάφλεξης. Θα κάνουν νέες παρατηρήσεις με το VLA αυτό το μήνα. Τα νέα μοντέλα προβλέπουν ότι το αστέρι θα γίνει πολύ θερμότερο πολύ γρήγορα. Έπειτα - αργά - θα επαναλάβει την εξέλιξή του ακόμα μια φορά, φτάνοντας ξανά στην τρέχουσα, πιο ψυχρή θερμοκρασία του, περίπου το 2200, θερμαινόμενο εκ νέου για δεύτερη φορά, πριν τελικά εκλείψει.