Τετάρτη, 22 Μαρτίου 2017

Αστρικός αφανισμός

Η αποστολή Swift της ΝΑΣΑ χαρτογράφησε μια επιθανάτια σπειροειδή βουτιά ενός αστέρα μέσα σε μια Μαύρη Τρύπα.

Καλλιτέχνη απεικόνιση που παρουσιάζει το φαινόμενο της παλιρροϊκής διαταραχής που ονομάζεται ASASSN-14li, όπου ένα αστέρι σπαράσσεται ενώ  περιφέρεται πολύ κοντά σε μία μαύρη τρύπα 3 εκατομμυρίων ηλιακών μαζών. Τα συντρίμμια του άτυχου αστέρα συγκεντρώθηκαν σε έναν δίσκο προσαύξησης γύρω από τη μαύρη τρύπα. Νέα δεδομένα από τον δορυφόρο της NAΣA Swift, δείχνουν ότι ο αρχικός σχηματισμός του δίσκου προσαύξησης διαμορφώθηκε από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των εισερχόμενων και εξερχόμενων ρευμάτων των παλιρροιακών υπολειμμάτων (συντρίμμια) του αστέρα.

Εικόνα: Goddard Space Flight Center της NASA

Περίπου 290 εκατομμύρια χρόνια πριν, ένα αστέρι σαν τον Ήλιο μας πέρασε πολύ κοντά από την κεντρική μαύρη τρύπα του γαλαξία του. Έντονες βαρυτικές παλιρροϊκές δυνάμεις διέλυσαν το αστέρι, και η διαδικασία αυτή παρήγαγε μια έκρηξη φωτός, στο υπεριώδες, και στο φως των ακτίνων Χ, που έφθασε στη Γη το 2014. Πρόσφατα, μια ομάδα επιστημόνων χρησιμοποιώντας δεδομένα παρατηρήσεων από τον δορυφόρο Swift της NAΣA έχουν χαρτογραφήσει πώς και πού αυτά τα διαφορετικά μήκη κύματος παρήχθησαν στο φαινόμενο, που ονομάζεται ASASSN-14li, καθώς τα συντρίμμια του κατεστραμμένου αστεριού κυκλώνουν τη μαύρη τρύπα.

¨Ανακαλύψαμε αλλαγές φωτεινότητας στις ακτίνες Χ που συνέβησαν περίπου ένα μήνα μετά από παρόμοιες αλλαγές που παρατηρήθηκαν στο ορατό και στο υπεριώδες φως¨, δήλωσε ο Dheeraj Pasham, ένας αστροφυσικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) στο Κέμπριτζ της Μασαχουσέτης, ο οποίος είναι και ο επικεφαλής ερευνητής της μελέτης. ¨Πιστεύουμε ότι κάτι τέτοιο σημαίνει ότι η οπτική (optical) και η υπέρυθρη (UV) εκπομπή, προέκυψε μακριά από τη μαύρη τρύπα, όπου υπάρχει ένα  ελλειπτικά κινούμενο ρεύμα ύλης, που αλληλοσυγκρούεται (Ύλη με ύλη)¨    


 Το βίντεο αυτό δείχνει πώς συντρίμμια από ένα αστέρι που διαταράσσεται από βαρυτικές παλιρροϊκές δυνάμεις  συγκρούεται με τον εαυτό του, δημιουργώντας κρουστικά κύματα που εκπέμπουν υπεριώδες και οπτικό φως μακριά από τη μαύρη τρύπα. Σύμφωνα με της παρατηρήσεις της αποστολής Swift για το αντικείμενο ASASSN-14li, αυτές οι μάζες ύλης χρειάστηκαν περίπου ένα μήνα για να πέσουν μέσα στη μαύρη τρύπα, όπου παράγονται οι αλλαγές στην εκπομπή ακτίνων Χ που συσχετίζονται με την προηγούμενες οπτικές και υπέρυθρες αλλαγές.
Εικόνα: Goddard Space Flight Center της NASA


 Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι το ASASSN-14li παρήχθη όταν ένα άστρο σαν τον Ήλιο περιπλανήθηκε πολύ κοντά σε μια μαύρη τρύπα 3 εκατομμυρίων ηλιακών μαζών παρόμοια με εκείνη στο κέντρο του δικού μας γαλαξία. Συγκριτικά, ο ορίζοντας των γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, όπως αυτή, είναι περίπου 13 φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο, και ο δίσκος προσαύξησης που σχηματίζεται από το διαταραγμένο από τις βαρυτικές παλιρροϊκές δυνάμεις άστρο,  θα μπορούσε να επεκταθεί σε περισσότερες από δύο φορές την απόσταση Γης - Ηλίου.

Όταν ένα αστέρι περνά πάρα πολύ κοντά από μια μαύρη τρύπα με μάζα 10.000 ή περισσότερες φορές από τη μάζα του Ήλιου, οι παλιρροϊκές δυνάμεις ξεπερνούν την  βαρύτητα του άστρου, μετατρέποντας το αστέρι σε ένα ρεύμα (μια λωρίδα) από συντρίμμια. 

Οι αστρονόμοι αποκαλούν αυτό το συμβάν: Φαινόμενο Παλιρροϊκής Διαταραχής. Η ύλη που πέφτει προς μια μαύρη τρύπα συγκεντρώνεται σε ένα περιστρεφόμενο δίσκο προσαύξησης, όπου συμπιέζεται και θερμαίνεται πριν τελικά ¨ξεχυθεί¨ πάνω από τον ορίζοντα των γεγονότων της μαύρης τρύπας, το σημείο δηλαδή πέρα από το οποίο τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει (ακόμα και το φως) και που οι αστρονόμοι δεν μπορούν να παρατηρήσουν. Οι εκλάμψεις Παλιρροϊκών Διαταραχών μεταφέρουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο τα συντρίμμια αυτά εγκαθίστανται αρχικά σε ένα δίσκο προσαύξησης.

Οι αστρονόμοι επίσης γνωρίζουν ότι η εκπομπή ακτίνων Χ σε αυτές τις ¨φωτοβολίδες¨ δημιουργούνται πολύ κοντά στην μαύρη τρύπα. Αλλά η θέση του ορατού και του υπεριώδους φως δεν ήταν σαφής, ακόμη και αινιγματική. Σε μερικά από τα καλύτερα μελετημένα γεγονότα, αυτή η εκπομπή φαίνεται να βρίσκεται πολύ πιο μακριά από ότι βρισκόταν η παλίρροια (βαρυτικές παλιρροϊκές δυνάμεις) της μαύρης τρύπας, και η οποία θα μπορούσε να καταστρέψει το αστέρι. Επιπλέον, το αέριο που εκπέμπει το φως φαινόταν να παραμένει σε σταθερή θερμοκρασία για πολύ περισσότερο από ότι αναμενόταν.

Το ASASSN-14li ανακαλύφθηκε στις 22 Νοεμβρίου του 2014, στις εικόνες που λήφθηκαν από την : Αυτοματοποιημένη Ερεύνα για Υπερκαινοφανείς Ολοκλήρου του Ουρανού [All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASASSN)], η οποία περιλαμβάνει ρομποτικά τηλεσκόπια στη Χαβάη και τη Χιλή. Συνεχείς παρατηρήσεις με ακτίνες Χ από τον δορυφόρο Swift στα υπεριώδη / οπτικά τηλεσκόπια άρχισε οκτώ ημέρες αργότερα και συνεχίζεται για λίγες ημέρες για τους επόμενους εννέα μήνες. Οι ερευνητές συμπλήρωσαν αργότερα τα δεδομένα τους από παρατηρήσεις με τον δορυφόρο Swift, καθώς και με οπτικά στοιχεία από το Παρατηρητήριο Las Cumbres που έχει έδρα την Γκολέτα στην Καλιφόρνια.

Σε μία εργασία που περιγράφει τα αποτελέσματα που δημοσιεύθηκαν στις 15 Μαρτίου στο περιοδικό-ιστότοπο Astrophysical Journal Letters, ο Pasham, ο Cenko, και οι συνάδελφοί τους έδειξαν πώς οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συντριμμιών που καταρρέουν, θα μπορούσαν να δημιουργήσουν την παρατηρούμενη οπτική και υπέρυθρη εκπομπή.

Τα παλιρροϊκά συντρίμμια* πέφτουν (καταρρέουν) αρχικά προς τη μαύρη τρύπα αλλά προσπερνώντας την, επιστρέφουν, και δημιουργούν ένα τόξο, μια αψίδα αν θέλετε, διαγράφοντας κατά μήκος ελλειπτικές τροχιές και τελικά συγκρούονται με το εισερχόμενο ρεύμα (βλ, βίντεο)

¨Οι συστάδες από συντρίμμια που επιστρέφουν χτυπούν το εισερχόμενο ρεύμα, πράγμα που οδηγεί σε κρουστικά κύματα που εκπέμπουν ορατό και υπεριώδες φως¨, δήλωσε ο Bradley Cenko του Κέντρου πτήσεων Γκόνταρντ, ο οποίος είναι ο εν ενεργεία κύριος ερευνητής του Swift και μέλος της επιστημονικής ομάδας. ¨Καθώς αυτές οι μάζες πέφτουν στη μαύρη τρύπα, ρυθμίζουν επίσης επιτόπου την εκπομπή ακτίνων Χ¨

Θα χρειαστούν μελλοντικές παρατηρήσεις και άλλων παλιρροϊκών διαταραχών για να διευκρινιστεί περαιτέρω η προέλευση της οπτικής (ορατής) και της υπεριώδους ακτινοβολίας.

Το Κέντρου πτήσεων Γκόνταρντ διαχειρίζεται την αποστολή Swift σε συνεργασία με το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσιλβανία στην αντίστοιχη Πανεπιστημιούπολη, το Εθνικό Εργαστήριο Los Alamos στο Νέο Μεξικό, και το Orbital Sciences Corp. στο Ντούλς, της Βιρτζίνια των ΗΠΑ. Άλλοι συνεργάτες είναι επίσης, το Πανεπιστήμιο του Leicester και Mullard Space Science Laboratory στο Ηνωμένο Βασίλειο, το Παρατηρητήριο Brera και την Ιταλική Υπηρεσία Διαστήματος στην Ιταλία, με επιπλέον συνεργάτες στη Γερμανία και την Ιαπωνία.


*αυτά δηλαδή που δημιουργήθηκαν από τον αστρικό αφανισμό εξαιτίας των ισχυρών παλιρροϊκών δυνάμεων της Μαύρης τρύπας


Σχετικά άρθρα:
 Τελευταία ενημέρωση : 20 Μαρτίου 2017
 Συντάκτης: Karl Hille


Από:  Francis Reddy
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