Φως στην κοσμική έκρηξη που γκρέμισε την κοσμοθεωρία του Μεσαίωνα
Η ηχώ από το φως της έκρηξης μιας σουπερνόβα που για πρώτη φορά είδε ο Tycho Brahe

Πηγή: Nature, 3 Δεκεμβρίου 2008

Μια ομάδα αστρονόμων κατάφερε να παρακολουθήσει εκ νέου την έκρηξη ενός άστρου που έσβησε πριν από 400 χρόνια περίπου, μελετώντας το φως που αναπηδούσε από μακρινά νέφη διαστρικής σκόνης. Η αστρονομική αυτή αρχαιολογία θα μπορούσε να παράσχει ενδείξεις σχετικά με την σκοτεινή ενέργεια, μια μυστηριώδη δύναμη που μπορεί να διαστέλλει το Σύμπαν.

Στις 11 Νοεμβρίου του 1572, ο Δανός αστρονόμος Tycho Brahe εντόπισε κάτι περίεργο στο νυκτερινό ουρανό. "Πρόσεξα ότι ένα νέο και ασυνήθιστο άστρο, που ξεπερνούσε τα άλλα αστέρια σε λαμπρότητα, άρχισε σχεδόν άμεσα να λάμπει πάνω από το κεφάλι μου", έγραψε στο βιβλίο του De Stella Nova, τo 1573.

Το φως αυτό, που ήταν στον αστερισμό της Κασσιόπης, σταδιακά έγινε πιο λαμπρό από την Αφροδίτη και για 16 μήνες ήταν ορατό με γυμνό μάτι ακόμα και την ημέρα.

Ο Δανός αστρονόμος έδειξε ότι, σε αντίθεση με τη Σελήνη και τους πλανήτες, η θέση του φωτός δεν μετακινούνταν σε σχέση με τα άστρα. Αυτό σήμαινε ότι βρισκόταν πολύ μακρύτερα από ό,τι το φεγγάρι.

Η διαπίστωση αυτή φαινόταν να καταρρίπτει το μοντέλο που επικρατούσε το Μεσαίωνα, σύμφωνα με το οποίο η σφαίρα των άστρων, πέρα από το φεγγάρι, ήταν τέλεια και αναλλοίωτη.

Το ιστορικό αυτό γεγονός οδήγησε τελικά τον Μπράχε στην απόφασή του να αφοσιωθεί στη μελέτη των άστρων, σε μια καριέρα που βοήθησε να τεθεί η βάση της σύγχρονης Αστρονομίας.

Έτσι, το νέο αυτό αντικείμενο έγινε η αιτία για να σκεφθούν οι άνθρωποι ότι το Σύμπαν εξελίσσεται.


Το λείψανο της σουπερνόβας του Τύχο Μπράχε. Η εικόνα συνδυάζει δεδομένα στο υπέρυθρο και ακτίνων-Χ τμήμα του φάσματος.


Ο Μπράχε ονόμασε το αντικείμενο αυτό "stella nova", ή νέο αστέρι, αλλά ήταν στην πραγματικότητα η ο εκρηκτικός θάνατος ενός παλιού άστρου, γνωστού σήμερα ως σουπερνόβα. Το σουπερνόβα αυτό έχει ξεθωριάσει σημαντικά από την εποχή του Brahe, αλλά οι ερευνητές κατόρθωσαν να εντοπίσουν κάποιο φως από τις πρώτες ημέρες της έκρηξης.

Η εργασία τους δημοσιεύεται στο Nature

"Αυτό που ουσιαστικά κάναμε ήταν να χρησιμοποιήσουμε την διαστρική σκόνη ως ένα είδος καθρέφτη", λέει ο Oliver Krause, αστρονόμος στο Ινστιτούτο Max Planck στη Χαϊδελβέργη.

Το φως της ίδιας της έκρηξης ήρθε στη Γη πριν από σχεδόν τέσσερις αιώνες, ωστόσο το τηλεσκόπιο μπόρεσε να ανιχνεύσει νέφη διαστρικής σκόνης που φωτίστηκαν εκατοντάδες έτη φωτός μακριά από την έκρηξη, σε κατεύθυνση αντίθετη από αυτή στην οποία βρίσκεται η Γη.

Όταν ανατινάχτηκε το άστρο σκόρπισε έντονο φως προς όλες τις κατευθύνσεις. Ο Brahe και άλλοι εκείνη τη στιγμή είδαν το φως να έρχεται απευθείας προς τον πλανήτη μας, αλλά το φως που ταξιδεύει σε άλλες κατευθύνσεις, συχνά ανακλάται στα νέφη της διαστρικής σκόνης. Επειδή το φως ταξιδεύει με πεπερασμένη ταχύτητα, τα νέφη της σκόνης εκατοντάδες έτη φωτός μακριά από την σουπερνόβα από όπου προέρχονται, δημιούργησαν μια "ηχώ" που μπορεί κάποιος να το δει στη Γη και σήμερα.

Οι αστρονόμοι έχουν και πριν συλλάβει απόηχους φωτός από άλλες σουπερνόβες, αλλά αυτό από το ωστικό κύμα του Brahe είναι το παλαιότερο που έχει φανεί στον Γαλαξία μας. Ο Krause και οι συνάδελφοι του σημείωσαν την ηχώ του φωτός χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Subaru των 8,2 μέτρων στην κορυφή του Mauna Κέα στη Χαβάη. Έτσι, ήταν σε θέση να ταιριάξουν το αμυδρό λυκόφως με την αρχική έκρηξη παρατηρώντας το φως του φάσματος και τη θέση του στον ουρανό.

"Ήταν πολύ συναρπαστικό όταν το εξετάσαμε στην οθόνη και είδαμε να εμφανίζεται το φάσμα του της σουπερνόβας του Brahe," λέει ο Krause.

Οι παρατηρήσεις τους επιβεβαιώνουν πως η σουπερνόβα είναι τύπου 1a. Αυτοί οι υπερκαινοφανείς δημιουργούνται από την έκρηξη μικρών, πυκνών άστρων που είναι γνωστοί ως λευκοί νάνοι. Πιστεύουμε ότι εκρήγνυνται με στάνταρτ φωτεινότητα, πράγμα που τα κάνει ένα καλό εργαλείο για τη μέτρηση της απόστασης από τους μακρινούς γαλαξίες.

Τα τελευταία χρόνια, οι μετρήσεις έδειξαν ότι οι υπερκαινοφανείς τύπου 1a είναι πιο μακριά από όσο αναμέναμε, με αποτέλεσμα οι ερευνητές να προτείνουν ότι μια μυστηριώδης δύναμη που ονομάζεται «σκοτεινή ενέργεια» αναγκάζει τους γαλαξίες να απομακρύνονται μακριά ο ένας από τον άλλο. Επειδή η σουπερνόβα του Μπράχε είναι στον Γαλαξία μας, με τη μελέτη των λειψάνων του οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να έχουν καλύτερη κατανόηση των υπερκαινοφανών τύπου 1a και της ίδιας της σκοτεινής ενέργειας.

"Είναι μια καλή τεχνική", λέει ο Adam Riess, ένας αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη, ο οποίος κυνηγά κι αυτός για σουπερνόβες αυτού του είδους σε όλο το Σύμπαν. Ο Riess αναφέρει πως οι αστρονόμοι ήδη έχουν υποψίες ότι η σουπερνόβα του Brahe ήταν του τύπου 1a, αλλά οι ενδείξεις ήταν μέχρι τώρα έμμεσες. Με την παρατήρηση αυτή αποδείχθηκε ότι πραγματικά ήταν σωστή εκείνη η ταξινόμηση.


Οι γνωστοί υπερκαινοφανείς στο Γαλαξία μας

Έτος Περιγραφή
1006

Ο υπερκαινοφανής του 1006 για πρώτη φορά εμφανίστηκε την 1η Μαϊου στον αστερισμό του Λύκου. Έχει αναφερθεί σε αρχεία από την Κίνα, την Ιαπωνία, τα Αραβικά Κράτη, και την Ευρώπη. Όπως, σημειώνουν αυτό έφθασε σε μια μέγιστη φαινομενική λαμπρότητα μεγέθους -7.5 και παρέμεινε ορατός για σχεδόν δύο χρόνια.
Η συμπεριφορά του δείχνει έναν υπερκαινοφανή του τύπου Ia, που δημιουργήθηκε όταν ένας λευκός νάνος, μέλος ενός πολύ στενού δυαδικού συστήματος άστρων, προσήρτησε αέριο από τον αστρικό του σύντροφο και η μάζα του αυξήθηκε τόσο πολύ μέχρι που έγινε υπερκαινοφανής έκρηξη.

1054

Αυτός ο υπερκαινοφανής εμφανίστηκε την 4η Ιουλίου του 1054 στον αστερισμό Ταύρος. Έχει αναφερθεί σε αρχεία από την Κίνα και την Ιαπωνία αλλά όχι, προφανώς, από την Ευρώπη ή τις αραβικές περιοχές. Αλλά θεωρείται ότι είχε καταγραφεί και από Ινδούς αστρονόμους. Ο υπερκαινοφανής αυτός έφθασε σε μια μέγιστη φαινομενική λαμπρότητα μεγέθους περίπου -3.5 και παρέμεινε ορατός για σχεδόν δύο χρόνια. |
Ήταν, πιθανώς, ένας υπερκαινοφανής τύπου ΙΙ, ένα είδος που διαμορφώνεται όταν εκρήγνυται ένα μοναχικό τεράστιο αστέρι, αφήνοντας πίσω του ένα αστέρι νετρονίων. Το αεριώδες υπόλοιπο αυτού του supernova είναι ορατό μέχρι σήμερα και από τα οικιακά τηλεσκόπια, ως το νεφέλωμα του Καρκίνου στον αστερισμό του Ταύρου.

1181 Ανακαλύφθηκε στις 6 Αυγούστου του 1181 μ.Χ. στον αστερισμό Cassiopeia the Queen, και αναφέρεται ότι σημειώθηκε σε αρχεία από την Κίνα και την Ιαπωνία. Η μέγιστη φαινομενική φωτεινότητά του παραμένει αβέβαιη, αλλά πιθανώς είχε μέγεθος μηδέν ή ελαφρώς πιο λαμπρό.
Ο τύπος που ανήκει αυτό το supernova είναι άγνωστος, αλλά παρέμεινε ορατός για περίπου έξι μήνες.
Η ραδιοπηγή 3C58 θεωρείται ότι είναι ότι απέμεινε από τον υπερκαινοφανή. 
1572 Η υπερκαινοφανής του 1572 ανακαλύφθηκε την 6η Νοεμβρίου πάλι στον αστερισμό Cassiopeia  the Queen. Σημειώθηκε σε αρχεία από την Κίνα, την Κορέα, και την Ευρώπη. Ο αστρονόμος Tycho Brahe, που παρατήρησε αυτό το supernova, σημείωσε με μεγάλη ακρίβεια και τη θέση και τη μειούμενη λαμπρότητα. Μάλιστα ο υπερκαινοφανής αυτός συχνά ονομάζεται supernova Tycho.
Έφθασε σε μια μέγιστη λαμπρότητα μεγέθους περίπου -4 και παρέμεινε ορατός μέχρι τον Μάρτιο του 1574. Ήταν πιθανώς υπερκαινοφανής τύπου Ι, αν και η υποκατηγορία του είναι αβέβαιη. Το υπόλοιπο που έμεινε από την έκρηξη είναι σήμερα η ραδιοπηγή 3C10.
1604 Ένας άλλος υπερκαινοφανής ανακαλύφθηκε στις 13 Οκτωβρίου 1604, στον αστερισμό του Οφιούχου. Αναφέρεται σε ιστορικά αρχεία από την Κίνα, την Κορέα, και την Ευρώπη, όπου προσέλκυσε την προσοχή. Ο υπερκαινοφανής αυτός ονομάζεται συχνά υπερκαινοφανής Kepler, επειδή ο μεγάλος αστρονόμος μέτρησε προσεκτικά τη θέση του και παρακολούθησε τις αλλαγές στη φωτεινότητα του. Μάλιστα ανακαλύφθηκε έναν μήνα πρίν φθάσει στη μέγιστη του φωτεινότητα, η οποία ήταν κατά προσέγγιση μεγέθους -3, αλλά ο τύπος του είναι ακαθόριστος.
Η υπερκαινοφανής δεν ήταν ποτέ ορατός στο φως της ημέρας, και εξασθένισε τον Οκτώβριο του 1605. Το υπόλοιπο που έμεινε από την έκρηξη του υπερκαινοφανή είναι σήμερα η ραδιο πηγή 3C358.

Home