physics4u - Μια σπάνια κοσμική έκρηξη πρόδρομος της έκρηξης σουπερνόβα

Επιστήμονες από το πανεπιστήμιο Λέιτσεστερ αναλύοντας τα στοιχεία από το δορυφόρο Swift της NASA έχουν έρθει αντιμέτωποι με μια κοσμική έκρηξη -- που όμοια της δεν έχουν βεβαιώσει ποτέ πριν.

Οι επιστήμονες μελετούν μια παράξενη έκρηξη που εμφανίστηκε στις 18 Φεβρουαρίου 2006, περίπου 440 εκατομμύρια έτη μακριά μας στον αστερισμό του Κριού.

Ο δορυφόρος ανίχνευσε ένα νέο είδος κοσμικού γεγονότος που εμφανίζεται να είναι ένας πρόδρομος μιας έκρηξης σουπερνόβα, η οποία αναμένεται να φθάσει στη μέγιστη φωτεινότητα της σε λίγες μέρες.

Οι δορυφόροι και τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια του κόσμου εκπαιδεύονται τώρα να παρατηρήσουν με προσοχή αυτό που θα συμβεί. Η έκρηξη έχει παγιδεύσει μιας έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB), τον πιο απόμακρο και ισχυρό τύπο έκρηξης. Ακόμα η έκρηξη αυτή, που ανιχνεύθηκε στις 18 Φεβρουαρίου, ήταν περίπου 25 φορές πιο κοντά μας και 100 φορές μεγαλύτερης διάρκειας από την τυπική έκρηξη ακτίνων γ. Και αυτή έχει χαρακτηριστικά που πρώτη φορά έχουν φανεί.

Ο Δρ Julian Osborne, του τμήματος φυσικής και αστρονομίας στο πανεπιστήμιο του Λέιτσεστερ, τόνισε: "Ενώ η ομάδα μας έχει παρατηρήσει πολλές εκρήξεις ακτίνων γάμμα ή GRB με το Swift, αυτή είναι μια μοναδική έκρηξη. Ο Swift έχει παρατηρήσει άνω των εκατό εκρήξεων γάμμα, αλλά δεν έχουμε δει ποτέ καμιά όπως αυτή."

Η έκρηξη, που ονομάστηκε GRB 060218 από την ημερομηνία που ανακαλύφθηκε, δημιουργήθηκε σε έναν γαλαξία στον οποίο σχηματίζονται νέα αστέρια, περίπου, 440 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας, προς τον αστερισμό του Κριού. Είναι η δεύτερη πιο κοντινή έκρηξη που ανιχνεύτηκε ποτέ, εάν πράγματι είναι μια αληθινή έκρηξη.

Η έκρηξη των ακτίνων γάμμα κράτησε για σχεδόν 2.000 δευτερόλεπτα, οι περισσότερες εκρήξεις διαρκούν μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου έως μερικές δεκάδες δευτερολέπτων. Η έκρηξη ήταν εντούτοις αμυδρή, λαμβάνοντας υπόψη και τη σχετική εγγύτητα της, κάτι που δείχνει ότι οι επιστήμονες είδαν το γεγονός όχι σε ευθεία γραμμή (ελαφρώς). Η καθιερωμένη θεωρία για τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι ότι η υψηλής ενέργειας ακτινοβολία έχει την κατεύθυνσή μας.

Και προσθέτει ο Δρ Osborne : "Οι κοντινές GRB είναι σπάνιες, αυτή είναι πιθανώς η πιο κοντινή που συνέλαβε ο Swift. Εμφανίζεται μα έχει πολύ λιγότερη ενέργεια από τις κανονικές εκρήξεις, αλλά λόγω της μικρής απόστασης της θα μας επιτρέψει να παρακολουθήσουμε τη σχετική σουπερνόβα λεπτομερώς. Ο Swift συνεχίζει να παρατηρεί το GRB 060218 αν και η φωτεινότητά της στις ακτίνες X είναι τώρα περίπου το 0,001% μόνο αυτής που ήταν κατά τη διάρκεια της πρώτης παρατήρησης."

Επειδή η έκρηξη ήταν τόσο μακρά, ο Swift ήταν σε θέση να παρατηρήσει τον όγκο της έκρηξης και με τα τρία όργανά του: Το Άγρυπνο Τηλεσκόπιο Έκρηξης, το οποίο ανίχνευσε και την έκρηξη και δύο τηλεσκόπια στην περιοχή των ακτίνων X και της υπεριώδους/οπτικής περιοχής του φάσματος, τα οποία δίνουν υψηλής ευκρίνειας στοιχεία και φάσματα σε μια ευρεία σειρά των μηκών κύματος.

Οι επιστήμονες κάνουν τις παρατηρήσεις με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, και τα παρατηρητήρια Chandra των ακτίνων-Χ καθώς και με το ΧΜΜ-Newton. Η ομάδα του Λέιτσεστερ εμπλέκεται επίσης και στις επίγειες παρατηρήσεις που γίνονται με το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο στη Χιλή. Οι ερασιτέχνες αστρονόμοι μπορεί να είναι σε θέση να δουν την έκρηξη με ένα τηλεσκόπιο 16 ιντσών δεδομένου ότι έχει φωτεινότητα 16ου μεγέθους.

Σχετικά με τον Swift

Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα ανακαλύφθηκαν μόνο το 1969, και η απόστασή τους είναι γνωστή μόνο εδώ και οκτώ χρόνια. Ο δορυφόρος Swift έχει ως σκοπό να λύσει το μυστήριο της προέλευσης αυτών των εκρήξεων. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι οι εκρήξεις συσχετίζονται με το σχηματισμό των μαύρων οπών σε όλο τον Κόσμο - δηλαδή είναι οι κραυγές γέννησης των μαύρων οπών.

Για να παρακολουθήσει αυτές τις μυστήριες εκρήξεις, ο Swift φέρνει μια ακολουθία τριών οργάνων. Ένα άγρυπνο τηλεσκόπιο για την έκρηξη (BAT), που ανιχνεύει και εντοπίζει 2-3 τέτοιες εκρήξεις εβδομαδιαίες, αναμεταδίδοντας μια κατά προσέγγιση θέση τους στο έδαφος μέσα σε 20 δευτερόλεπτα. Ο δορυφόρος αυτόματα και γρήγορα ξανασημαδεύει την περιοχή της έκρηξης με το δεύτερο τηλεσκόπιο του, αυτό των ακτίνων-X (XRT) και το τρίτο τηλεσκόπιο, αυτό της υπεριώδους/οπτικής περιοχής του φάσματος (UVOT). Αυτά τα τηλεσκόπια μελετούν την λεγόμενη μεταλαμπή ή λυκόφως της έκρηξης, που παράγεται από τα υλικό που παραμένουν από την αρχική έκρηξη καθώς ψύχονται.

Το XRT (με την φωτογραφική μηχανή των ακτίνων X) βρίσκει την ακριβή θέση (σε δεύτερα του τόξου) της έκρηξης. Αλλά το XRT καθώς και το UVOT μετρούν το φάσμα της μεταλαμπής του στις ακτίνες-X και στα ορατά μήκη κύματος. Για τις περισσότερες από τις εκρήξεις που ανιχνεύονται, τα στοιχεία του Swift, συνδυάζονται με συμπληρωματικές παρατηρήσεις που γίνονται με τα επίγεια τηλεσκόπια. Κι αυτό βοηθάει στην μέτρηση των αποστάσεων των πηγών της έκρηξης.

Το φαινόμενο της μεταλαμπής μπορεί να καθυστερήσει χρονικά στις συχνότητες των ακτίνων X, το οπτικό φως και τα ραδιοκύματα επί ώρες έως και εβδομάδες, και το γεγονός αυτό δίνει αναλυτικές πληροφορίες για την έκρηξη. Ο δορυφόρος κάνει έναν έλεγχο ρουτίνας για κάθε έκρηξη και μετά κάνει αναλυτικό έλεγχο στην εξασθενημένη μεταλαμπή του, ενώ συχνά εργάζεται από κοινού με τα επίγεια οπτικά και ραδιοτηλεσκόπια.

Το συνολικό κόστος της αποστολής είναι 250 εκατομμύρια δολάρια.

Σχετικά με τις σουπερνόβες

Τα αστέρια με μεγαλύτερη μάζα από τον ήλιο μας τελειώνουν τη ζωή τους με μια έκρηξη που ονομάζεται υπερκαινοφανής έκρηξη ή σουπερνόβα. Αυτά τα σπάνια γεγονότα όμως ανιχνεύονται αρκετές μέρες ή ακόμα και εβδομάδες μετά από την αρχική έκρηξη, καθώς το πιο πάνω αντικείμενο γίνεται φωτεινότερο. Σε αυτήν την περίπτωση η εκτίναξη πιδάκων με ακτίνες γάμμα γίνεται καθώς το αστέρι αρχίζει να νεκρώνεται, ενώ το τελευταίο εκπέμπει ένα τεράστιο ποσό ακτινοβολίας προς την κατεύθυνσή μας. Αυτή η ακτίνα του φωτός ήταν που ανιχνεύθηκε από το δορυφόρο Swift και μας έδειξε που βρίσκεται η σουπερνόβα. Κατά συνέπεια η εξέλιξη αυτής της σουπερνόβας μπορεί να μελετηθεί πολύ πριν εμφανιστεί η ίδια η έκρηξη της.