Δευτέρα, 20 Μαρτίου 2017

Αστέρια…δραπέτες !

Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χάμπλ ανακάλυψε έναν αστέρα…δραπέτη, γεγονός που υποδηλώνει την διάλυση ενός πολλαπλού αστρικού συστήματος.    


Όπως η βρετανική βασιλική οικογένεια πολέμησε στον περίφημο Πόλεμο των Ρόδων το 1400 για τον έλεγχο του θρόνου της Αγγλίας, έτσι και μια ομάδα αστέρων στο παρελθόν είχε λάβει μέρος σε μια αμφιλεγόμενη…αψιμαχία - έναν πόλεμο αστέρων στο μακρινό Νεφέλωμα του Ωρίωνα (Μ42).

Τα αστέρια  ¨πολέμησαν¨ το ένα το άλλο μέσα σε μία βαρυτική συμπλοκή, η οποία έληξε με τη διάλυση του αστρικού τους συστήματος, όπου τουλάχιστον τρία αστέρια εκτινάχτηκαν σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Τα ακυβέρνητα αστέρια κινούμενα με μεγάλες ταχύτητες πέρασαν απαρατήρητα για εκατοντάδες χρόνια έως ότου, κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, δύο από αυτά εντοπίστηκαν στις υπέρυθρες και τις ράδιο-τηλεσκοπικές παρατηρήσεις, οι οποίες διαπέρασαν την πυκνή σκόνη που υπάρχει μέσα στο Νεφέλωμα του Ωρίωνα.

Διάσπαση αστρικού συστήματος στο Νεφέλωμα του Ωρίωνα.
Στην εικόνα αυτή των τριών ένθετων πλαισίων βλέπουμε πώς μια ομάδα άστρων μπορεί να διαλύσει ένα σύστημα αστέρων, εξεσφενδονίζοντας τα μέλη της στο διάστημα. Πίνακας 1: Τα μέλη ενός συστήματος πολλαπλών αστέρων σε τροχιά το ένα το άλλο. Πίνακας 2: δύο από τα αστέρια κινούνται πιο κοντά στις τροχιές τους. Πίνακας 3: τα άστρα που οι τροχιές είναι κοντά η μία στην άλλη, τελικά είτε θα συγχωνευθούν ή θα σχηματίσουν ένα κλειστό δυαδικό σύστημα αστέρων. Το γεγονός αυτό απελευθερώνει αρκετή βαρυτική ενέργεια για να ωθήσει όλα τα αστέρια στο σύστημα προς τα έξω, όπως φαίνεται στο τρίτο πίνακα.
Εικόνα:NASA, ESA, and Z. Levy (STScI)

Οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι τα δύο αστέρια ταξίδευαν σε υψηλές ταχύτητες σε αντίθετες κατευθύνσεις το ένα από τον άλλο. Η προέλευση των άστρων, ωστόσο, ήταν ένα μυστήριο. Οι αστρονόμοι εντόπισαν τα  δύο αυτά αστέρια να βρίσκονται στην ίδια θέση όπως πριν από 540 χρόνια, και πρότειναν ότι τα άστρα αυτά ήταν μέρος ενός συστήματος πολλαπλών αστέρων που τώρα δεν είναι ενεργό. Αλλά η συνδυασμένη ενέργεια αυτού του …ντουέτου, η οποία τους ωθεί προς τα έξω, δεν αθροίζεται. Οι ερευνητές δίνουν σαν εξήγηση ότι θα  πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον ένα άλλος ¨ένοχος¨, ο οποίος ¨έκλεψε¨ την ενέργεια από αυτήν την αστρική εκτίναξη.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Χάμπλ της NAΣA έχει βοηθήσει τους αστρονόμους να ανακαλύψουν το τελευταίο κομμάτι του παζλ ¨συλλαμβάνοντας¨ ένα τρίτο δραπέτη αστέρα. Οι αστρονόμοι ακολούθησαν το δρόμο του πρόσφατα ανακαλυφθέντα αστέρα πίσω στο ίδιο σημείο όπου τα δύο προηγουμένως γνωστά αστέρια βρίσκονταν 540 χρόνια πριν. Το …¨τρίο¨ κατοικούσε σε μια μικρή περιοχή νεαρών αστέρων που ονομάζεται ¨Το κάτω Νεφέλωμα του Κλέινμαν¨ (Kleinmann-Low Nebula) κοντά στο κέντρο του τεράστιου  Νεφελώματος του Ωρίωνα, που βρίσκεται 1.300 έτη φωτός μακριά.

¨Οι νέες παρατηρήσεις του ΔΤ Χάμπλ παρέχουν ισχυρές αποδείξεις ότι τα τρία αυτά αστέρια εκτινάχτηκαν από ένα σύστημα πολλαπλών αστέρων¨, δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Κέβιν Λάχμαν (Kevin Luhman) του Πολιτειακού Πανεπιστημίου Penn στη Πανεπιστημιούπολη της Πενσυλβάνια των ΗΠΑ. ¨Οι αστρονόμοι είχαν προηγουμένως ανακαλύψει μερικά άλλα παραδείγματα με αστέρια που κινούνται πολύ γρήγορα, τα ίχνη των οποίων παραπέμπουν σε πολλαπλά συστήματα αστέρων κατά το παρελθόν, και ως εκ τούτου είναι πιθανό να έχουν εκτιναχθεί από αυτά. Όμως τα τρία αυτά αστέρια είναι τα νεότερα παραδείγματα τέτοιων εκτινασσόμενων αστέρων, με ηλικίες ίσως μόνο μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Στην πραγματικότητα, με βάση τις υπέρυθρες εικόνες, τα αστέρια αυτά είναι ακόμα αρκετά νέα για να έχουν δίσκους υλικού γύρω τους (περιαστρικός δίσκος ή δίσκος προσαύξησης) ο οποίος θα είχε απομείνει από το σχηματισμό τους¨.

Και τα τρία αυτά αστέρια κινούνται εξαιρετικά γρήγορα, καθοδόν για την έξοδο τους από το κάτω Νεφέλωμα του Κλέινμαν, με περίπου 30 φορές μεγαλύτερη ταχύτητα από ότι έχουν οι περισσότεροι…κάτοικοι του νεφελώματος. Με βάση προσομοιώσεις σε υπολογιστή, οι αστρονόμοι προέβλεψαν ότι θα συμβούν αυτές οι ¨πολεμικές ¨βαρυτικές έλξεις σε νεαρά σμήνη, όπου σχηματίζονται νεογέννητα άστρα. ¨Αλλά δεν έχουμε παρατηρήσει πολλά τέτοια παραδείγματα, ειδικά σε πολύ μικρά αστρικά σμήνη¨, δήλωσε ο  Λούχμαν . ¨Το Νεφέλωμα του Ωρίωνα μπορεί να περιβάλλεται από επιπλέον νεογέννητα αστέρια που είχαν εξαχθεί από αυτό στο παρελθόν και που τώρα ¨ρέουν¨ μακριά στο διάστημα."

Μ42: Μέσα στο νεφέλωμα του Ορίωνα . Εικόνα : APOD/NASA

Τα αποτελέσματα της ομάδας θα δημοσιευτούν σήμερα, 20 Μαρτίου 2017 στο τεύχος του περιοδικού «The Astrophysical Journal Letters»

Ο Λούχμαν ¨σκόνταψε¨ στο τρίτο επιταχυνόμενο αστέρι, που ονομάζεται "πηγή x", ενώ προσπαθούσε να ανακαλύψει ελεύθερης κίνησης πλανήτες* στο Νεφέλωμα του Ωρίωνα ως μέλος μιας διεθνούς ομάδας με επικεφαλής τον Μάσιμο Ρομπέρτο (Massimo Robberto) του  Ινστιτούτου Επιστήμης για τα Διαστημικά Τηλεσκόπια (Telescope Science Institute Space) στη Βαλτιμόρη, του Μέρυλαντ. Η ομάδα χρησιμοποίησε την εγγύς στο υπέρυθρο όραση  της κάμερας Ευρέος Πεδίου 3 του ΔΤ Χάμπλ (Hubble’s Wide Field Camera 3) για τη διεξαγωγή της έρευνας. Κατά τη διάρκεια της ανάλυσης, ο Λούχμαν σύγκρινε τις νέες υπέρυθρες εικόνες που λήφθηκαν το 2015 με τις υπέρυθρες παρατηρήσεις που έγιναν το 1998 από την εγγύς στο υπέρυθρο κάμερα και του Φασματόμετρου Πολλαπλών αντικειμένων [Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer  (NICMOS)]. 

Παρατήρησε ότι η πηγή των ακτίνων Χ είχε αλλάξει τη θέση της σημαντικά, σε σχέση με τα κοντινά αστέρια κατά την διάρκεια των 17 ετών μεταξύ των εικόνων του Χάμπλ, γεγονός που υποδηλώνει ότι το αστέρι κινείται με μεγάλη ταχύτητα, περίπου 209.215 χιλιόμετρα την ώρα (130.000 μίλια την ώρα

Η εικόνα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χάμπλ της NAΣA δείχνει μια ομάδα από νεαρά άστρα, που ονομάζεται ¨Το σμήνος του τραπέζιου¨  (Trapezium  Cluster)  (στο κέντρο). Το πλαίσιο ακριβώς πάνω από το σμήνος του τραπέζιου σκιαγραφεί τη θέση των τριών αστέρων. Ένα κοντινό πλάνο από τα αστέρια βλέπουμε πάνω δεξιά. Η γενέτειρα του συστήματος πολλαπλών αστέρων φέρει τη σήμανση "αρχική θέση - initial position ".  Δύο από τα αστέρια – που επισημαίνονται ως ΒΝ, και "I", για την πηγή Ι - ανακαλύφθηκαν πριν από δεκαετίες. Η πηγή του Ι βρίσκεται μέσα σε παχιά σκόνη και δεν μπορούμε ως εκ τούτου να την δούμε. Το τρίτο αστέρι, με τη σήμανση "Χ", για την πηγή x, ανακαλύφθηκε πρόσφατα ότι έχει μετακινηθεί αισθητά μεταξύ του 1998 και του 2015, όπως φαίνεται στην εικόνα στο ένθετο κάτω δεξιά.
Εικόνα: NASA, ESA, Κ Luhman (Penn State University), και Μ Robberto (STScI)

Ο αστρονόμος στη συνέχεια κοίταξε τις προηγούμενες θέσεις του άστρου, προβάλλοντας την πορεία του πίσω στο χρόνο. Συνειδητοποίησε ότι η πηγή 1470s x ήταν κοντά στην ίδια αρχική θέση στο κάτω Νεφέλωμα του Κλέινμαν, όπως οι  δύο άλλοι δραπέτες αστέρες, ο Becklin-Neugebauer (BN) και η ¨πηγή Ι¨

Ο ΒΝ ανακαλύφθηκε εμφανιζόμενος σε υπέρυθρες εικόνες το 1967, αλλά η γρήγορη κίνηση του δεν εντοπίστηκε μέχρι το 1995, όταν μετρήθηκε η ταχύτητα του αστεριού με ράδιo-παρατηρήσεις** σε 218.870 χιλιόμετρα την ώρα. Η πηγή Ι ταξιδεύει με ταχύτητα περίπου 35.405 χιλιόμετρα την ώρα. Το αστέρι είχε ανιχνευθεί μόνο με ράδιο-παρατηρήσεις, επειδή είναι πολύ βαριά καλυμμένο με σκόνη, η οποία εμποδίζει την συμβατική θέαση του αστέρα στο ορατό και στο υπέρυθρο φως.
Τα τρία αστέρια ήταν πολύ πιθανό να απορρίφθηκαν έξω από το ¨σπίτι¨ τους, όταν ενεπλάκησαν σε ένα παιχνίδι βαρυτικού μπιλιάρδου, είπε ο Λούχμαν. Αυτό που συμβαίνει συχνά όταν ένα πολλαπλό σύστημα καταρρέει είναι ότι δύο από τα αστέρια του συστήματος κινούνται αρκετά κοντά το ένα στο άλλο ώστε να συγχωνευθούν ή να σχηματίσουν ένα πολύ στενό δυαδικό σύστημα. Σε κάθε περίπτωση, το συμβάν αυτό απελευθερώνει αρκετή βαρυτική ενέργεια η οποία είναι ικανή να ωθήσει όλα τα αστέρια του συστήματος προς τα έξω. Το ενεργητικό αυτό συμβάν παράγει επίσης μια μαζική εκροή υλικού, το οποίο φαίνεται στις εικόνες NICMOS, καθώς πυλώνες ύλης ρέουν διαρκώς  μακριά από τη θέση που βρίσκεται μέσα της ο αστέρας ¨πηγή Ι¨. 
 Μελλοντικά τηλεσκόπια, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέημς Γουέμπ (James Webb Space Telescope), θα είναι σε θέση να παρατηρήσουν μια μεγάλη κρυμμένη από τη σκόνη περιοχή του Νεφελώματος του Ωρίωνα. Συγκρίνοντας εικόνες του νεφελώματος παρμένες από το ΔΤ Τζέημς Γουέμπ με εκείνες που λήφθηκαν από το ΔΤ Χάμπλ χρόνια νωρίτερα, οι αστρονόμοι ελπίζουν να εντοπιστούν περισσότερους…δραπέτες αστέρες από άλλα συστήματα πολλαπλών αστέρων που έχουν διαλυθεί.

Αρχική δημοσίευση: NASA  

*Πλανήτες που δεν είναι σε κάποιο Ηλιακό σύστημα και απλά περιφέρονται στο Διάστημα.
**Παρατηρήσεις που γίνονται με Ραδιοτηλεσκόπια.


Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)
         
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com