Πέμπτη, 4 Ιανουαρίου 2018

Το "πιο μυστηριώδες άστρο στον γαλαξία μας"



Νέα δεδομένα για το αστέρι της Boyajian  (ευρύτερα γνωστό ως το αστέρι της Τάμπυ), δείχνουν ότι η σκόνη - και όχι μια εξωγήινη Μέγα-κατασκευή - είναι ίσως η αιτία της μυστηριώδους συμπεριφοράς αυτού του αστεριού.

Μετά από πολυετείς υποθέσεις, οι αστρονόμοι ανακοίνωσαν τις παρατηρήσεις τους για το μυστηριώδες άστρο KIC 8462852, γνωστό και ως αστέρι της Boyajian. Είναι ένα δημοφιλές άστρο, το οποίο αναφέρεται και ως αστέρι "εξωγήινης μεγα-κατασκευής", αλλά οι νέες μετρήσεις δείχνουν σίγουρα ένα πράγμα: δεν υπάρχει εξωγήινη Μέγα-κατασκευή. Αντίθετα, η κοσμική σκόνη είναι πιθανώς ο ένοχος πίσω από την παράξενη συμπεριφορά αυτού του αστεριού. Παραμένουν όμως ακόμα πολλά ερωτήματα σχετικά με το πώς και γιατί σε αυτό το αστέρι περιοδικά ¨πέφτει¨ η φωτεινότητά του.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/PIA22081-KIC8462852-TabbysStar-UnevenDustRing-Illustration-20171004.png

Στην καλλιτεχνική αυτή αναπαράσταση βλέπουμε ένα ομοιόμορφο δακτύλιο σκόνης σε τροχιά γύρω από το άστρο KIC 8462852, επίσης γνωστό και ως αστέρι του Boyajian ή αστέρι της Tabby.

Εικόνα: NASA / JPL-Caltech



Γιατί είναι το αστέρι της Boyajian τόσο μυστηριώδες;

Το 2016 η Αμερικανίδα Αστρονόμος Tabetha Boyajian και οι συνεργάτες της, συμπεριλαμβανομένων των πολιτών- (ερασιτεχνών) επιστημόνων (Citizens Scientists) στην ιστοσελίδα των λεγόμενων ¨Κυνηγών Πλανήτων¨ (Planet Hunters website), ανακοίνωσαν την ανακάλυψη του "πιο μυστηριώδους άστρου στον γαλαξία". Το αστέρι της Boyajian παρουσίαζε πολλή παράξενη συμπεριφορά: Στα δεδομένα που συγκέντρωσε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Κέπλερ, η φωτεινότητα του αστεριού φαινόταν να ¨βουτάει¨ με τρόπους που δεν εξηγούνταν εύκολα. Μερικές …βουτιές μείωσαν τη φωτεινότητα του αστέρα έως και 22% για μερικές ημέρες κάθε φορά, και οι βυθίσεις αυτές στη φωτεινότητα του άστρου δεν ήταν περιοδικές ή συμμετρικές.



Η ανακάλυψη αυτή πυροδότησε μια αναταραχή στις έρευνες γι’ αυτό το αστέρι. Οι επιστήμονες ¨αλιεύσαν¨ μέσα από αστρονομικά αρχεία, και διαπίστωσαν ότι το αστέρι της Boyajian είχε εξασθενίσει σε πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ¨ξεθωριάζοντας¨ σιγά-σιγά κατά τη διάρκεια του τελευταίου αιώνα.



Ωστόσο, παρά την περίεργη συμπεριφορά του, το ίδιο το αστέρι φαινόταν ότι είναι ένας εξαιρετικά συνηθισμένος τύπος αστέρα. Είχε μάζα λίγο πιο μεγάλη από τον Ήλιο, ήταν λίγο νεότερο του, αλλά το αστέρι αυτό  δεν παρουσίασε μια επιπλέον υπέρυθρη ακτινοβολία, κάτι που θα περίμενε κανείς αν υπήρχε γύρω του ένας μεγάλος δίσκος από βραχώδη υπολείμματα (συντρίμμια) ή από πλανήτες. Το φάσμα που έλαβαν οι αστρονόμοι (Φασματική ανάλυση), επίσης δεν έδειξε περίεργες φασματικές γραμμές που θα έδειχναν ότι το υλικό προσκολλάται (συσσωρεύεται ή προσαυξάνεται) στο αστέρι (ή εκτοξεύεται από αυτό).



Έτσι, η Boyajian και οι συνεργάτες της πρότειναν ένα απίθανο αλλά όχι αδύνατο σενάριο: ότι κάτι είχε δημιουργήσει αυτές τις μεγάλες ποσότητες σκόνης, ενδεχομένως σμήνη κομητών, σε τροχιά γύρω από το αστέρι. Άλλοι αστρονόμοι πρότειναν ότι διαστρική σκόνη κάλυπτε την θέασή μας στο αστέρι της Boyajian, ενώ άλλοι πρότειναν ότι το αστέρι είχε πρόσφατα ¨καταβροχθίσει¨ έναν πλανήτη. Κάποιοι αστρονόμοι πρότειναν μάλιστα ότι το ίδιο το αστέρι θα μπορούσε να είναι ασταθές (misbehaving).


Ένα πράγμα ήταν σαφές: χρειάζονταν περισσότερα δεδομένα. Το σταθερό …¨βλέμμα¨ του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Κέπλερ συγκέντρωσε απίστευτα λεπτομερείς παρατηρήσεις για το αστέρι αυτό σε διάστημα τεσσάρων ετών, όμως, η κύρια αποστολή του τελείωσε το 2013, πριν ακόμη δημοσιευθεί η σχετική εργασία (Paper) της ανακάλυψης αυτής. Οι επίγειες παρατηρήσεις από την εποχή που το ΔΤ Κέπλερ παρατηρούσε το άστρο, έδειχναν τα ότι το άστρο βρισκόταν σε σταθερή κατάσταση (good behavior). Επιπλέον, οι ¨βυθίσεις¨ στη φωτεινότητα του άστρου που έλαβε το ΔΤ Κέπλερ, έδωσαν περιορισμένες πληροφορίες, καθώς παρατηρήθηκαν μόνο σε μία ζώνη μήκους κύματος.


Αυτό που οι αστρονόμοι χρειάζονταν πραγματικά, ήταν παρατηρήσεις όλο το εικοσιτετράωρο.


Ενεργή Αστρονομία

Έτσι, η Boyajian ξεκίνησε μια πρωτιά για την αστρονομία: Συλλογική χρηματοδότηση από το κοινό (crowdfunding) για παρατηρήσεις στο αστέρι αυτό. Χρησιμοποίησε μια επαναστατική, μια ενεργή καμπάνια θα λέγαμε, για να εξασφαλίσει τη απαιτούμενη χρηματοδότηση για αστρονομικές παρατηρήσεις, χρησιμοποιώντας το Αστεροσκοπείο Λάς Κάμπρεις [(Las Cumbres Observatory-LCO)], ένα δίκτυο ρομποτικών τηλεσκοπίων σε όλο τον κόσμο. 

Το LCO θα μπορούσε να παρακολουθήσει το αστέρι 24 ώρες το εικοσιτετράωρο (24/7), παρέχοντας όλα τα δεδομένα που χρειάζονται για να ¨πιάσει¨ τις φευγαλέες ¨βουτιές¨ στη φωτεινότητα του αστεριού, και να ενεργοποιήσει τις παρατηρήσεις παρακολούθησης του.

http://wwwcdn.skyandtelescope.com/wp-content/uploads/BoyajianLab-600px.jpg
Η Tabetha Boyajian (στο κέντρο) οι φοιτητές, και το ερευνητικό της προσωπικό. Από αριστερά προς τα δεξιά: ο Robert Parks, ο προπτυχιακός φοιτητής Rory Bentley, η βοηθός καθηγητής Tabetha Boyajian, ο υποψήφιος διδάκτορας Tyler Ellis, η προπτυχιακή φοιτήτρια Katie Nugent, ο καθηγητής Geoff Clayton και η μεταπτυχιακή φοιτήτρια Emily Safron.

Εικόνα: Πανεπιστήμιο της Λουιζιάνας


Το δίκτυο LCO άρχισε να παρατηρεί το αστέρι τον Μάρτιο του 2017, και τον Μάιο του 2017 η ομάδα συνέλαβε την πρώτη ¨βουτιά¨(στη φωτεινότητα του άστρου) για την νέα αυτή καμπάνια. Η βουτιά αυτή πήρε το παρατσούκλι "Elsie* " ,η οποία ήταν σχετικά μικρή, με μόλις 1% του φωτός του αστεριού να καλύπτεται. Το δίκτυο τηλεσκοπίων LCO παρατήρησε άλλες τρεις βυθίσεις στη φωτεινότητα του άστρου, κάθε μία από αυτές να έχουν απόσταση μερικές εβδομάδες η μια με την άλλη, έως ότου η καμπάνια τερμάτισε τον Αύγουστο του 2017. Όταν άρχισαν οι βυθίσεις, η Αστρονόμος Boyajian προειδοποίησε την αστρονομική κοινότητα, παρέχοντας ένα χείμαρο δεδομένων σε όλο το ΗΜ φάσμα. Δεκάδες ομάδες διασφάλιζαν δεδομένα στα μήκη κύματος του ορατού, του υπέρυθρου, ακόμη και στα ραδιοκύματα. Άλλοι ερευνητές έλαβαν λεπτομερή φάσματα, και μέτρησαν το πολωμένο φως του αστεριού.


Τι μας λένε τα νέα δεδομένα

Ανάλυση των νέων παρατηρήσεων θα εμφανιστεί στον ιστότοπο: Astrophysical Journal Letters (το πλήρες κείμενο διατίθεται εδώ). Πιο συγκεκριμένα, τα δεδομένα δείχνουν ότι η φωτεινότητα του αστέρα δεν εξασθενούσε με τον ίδιο τρόπο σε όλα τα μήκη κύματος. Η κυματομορφή του μπλε φωτός ήταν λίγο πιο σκιασμένη από τα κόκκινα μήκη κύματος, γεγονός που υποδηλώνει ότι η μείωση στη φωτεινότητα πρέπει να οφείλεται σε υλικό που δεν είναι στερεό, ή συμπαγες αν θέλετε. 

Αυτό είναι ένα " κτύπημα¨ ενάντια στην απίθανη ιδέα ότι μπορεί να υπάρχουν "εξωγήινες Μέγα-κατασκευές" που σχηματίζουν μια σφαίρα Ντάισον [Dyson sphere (ή σμήνος κατασκευών)] γύρω από το αστέρι. Επίσης η υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπει το αστέρι αυτό δεν άλλαξε κατά τη διάρκεια της (φαινόμενης πάντα) βύθισης της φωτεινότητας του -κάτι που αναφέρεται στον όρο φαινόμενο μέγεθος του αστέρα-, και το οποίο είναι άλλο ένα κτύπημα ενάντια σε αυτή την ιδέα περί της εξωγήινης προέλευσης του φαινομένου.

Το γεγονός ότι περισσότερο μπλε φως από το ορατό φάσμα, είναι είτε μπλοκαρισμένο είτε διάσπαρτο, δείχνει ότι ο ένοχος  είναι η σκόνη. Για να ταιριάζει η υπόθεση αυτή με τις παρατηρήσεις, οι κόκκοι της  σκόνης πρέπει να είναι αρκετά μικροί, περίπου 1000 φορές μικρότεροι από τους μικρότερους κόκκους άμμου που μας είναι γνωστοί. Αυτό το μέγεθος μας λέει ότι η σκόνη είναι πιθανώς περιαστρική (circumstellar dust), καθώς οι διαστρικοί κόκκοι σκόνης τείνουν να είναι ακόμη μικρότεροι.

http://wwwcdn.skyandtelescope.com/wp-content/uploads/LCOGT-600px.jpg
Το τηλεσκόπιο Las Cumbres

Ένα από τα πολλά ρομποτικά τηλεσκόπια του Αστροσκοπείου Las Cumbres χρησιμοποιήθηκε για να παρατηρήσει το Αστέρι της Boyajian.

Εικόνα: Louisiana State University


Τα αστέρια εύκολα διαταράσσουν τους κοντινούς σε αυτά μικρούς κόκκους σκόνης. Το φως του αστεριού ασκεί πίεση, η οποία μπορεί να ¨χτυπήσει¨ τους κόκκους γύρω του, εκτοξεύοντας τη σκόνη αυτή πέρα από την τροχιά τους. Έτσι, η σκόνη είναι πιθανώς βραχύβια – τώρα, το πώς έφθασε εκεί, αυτό  είναι το επόμενο μυστήριο που η ομάδα ελπίζει να λύσει.



Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι ένα σμήνος από κομήτες, αστεροειδείς ή ένα σκονισμένο  συνονθύλευμα από βραχώδη κομμάτια** (Planetesimal) μπορεί να δημιουργήσει σκόνη. Αυτή η σκόνη θα μπορούσε να εξασθενήσει για λίγο το φως του αστέρα πριν εκτοξευθεί σε μεγαλύτερες αποστάσεις, όπου εκεί θα μπορούσε βαθμιαία να εξασθενήσει τη φωτεινότητα του για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.



Για άλλη μια φορά, περισσότερες παρατηρήσεις μπορεί να είναι ότι χρειάζεται για να ξεπεραστούν τα μυστήρια της κοσμικής αυτής σκόνης. Στην εργασία του 2016, η Boyajian και οι συνάδελφοί της προέβλεπαν ότι οι επόμενες ¨βουτιές¨ στη φαινόμενη πάντα φωτεινότητα του άστρου θα ξεκινούσαν τον Μάιο του 2017, κάτι που αποδείχτηκε σωστό. Εάν αυτό το σήμα είναι πράγματι περιοδικό, θα πρέπει να επαναληφθεί και πάλι τον Ιούνιο του 2019. Κάθε περιοδικότητα θα βοηθούσε να εξηγηθεί περαιτέρω η πηγή της σκόνης και πώς αλληλεπιδρά με το φως του αστεριού.



Χρόνια μετά τον εντοπισμό του από έναν πολίτη - επιστήμονα, το αστέρι της Boyajian εξακολουθεί να αποτελεί μια πηγή ερωτηματικών τόσο για το κοινό όσο και για τους αστρονόμους. Η Tabby και η ομάδα της οδήγησαν την πρώτη επιτυχημένη συλλογικά χρηματοδοτούμενη από το ευρύ κοινό εκστρατεία (crowdfunding) για τον απαιτούμενο χρόνο των τηλεσκοπίων, κάνοντας μια εκπληκτική δουλειά στην ενημέρωση των υποστηρικτών της. (Πλήρης αποκάλυψη από τον αρθρογράφο: Είμαι ένας από τους υποστηρικτές του Kickstarter δηλαδή της Ενεργής Αστρονομίας). Παρόλο που οι τρέχουσες παρατηρήσεις αποκλείουν τους φανταχτερούς τίτλους για εξωγήινους, υπογραμμίζουν τον μοναδικό χαρακτήρα αυτού του αντικειμένου και την ανάγκη για συνεχείς παρατηρήσεις του για τα επόμενα χρόνια.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------


* Elsie  από το L και το C . Μια ερμηνεία που δόθηκε στο Αστεροσκοπείο LC, το οποίο θα μπορούσε να αποδοθεί στους όρους  ¨Καμπύλη Φωτός" από τα αρχικά των λέξεων Light Curve ή  από τα αρχικά των λέξεων" Las Cumbres.



**Πρόκειται για μικρά βραχώδη κομμάτια από κοσμική σκόνη,τα οποία συναντώνται στους πρωτοπλανητικούς δίσκους, κατά το σχηματισμό δηλαδή των ηλιακών συστημάτων. Τα κομμάτια αυτά συσσωματώνονται σιγά σιγά σχηματίζοντας έτσι τους πλανήτες.





Από τον: John Bochanski




Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)



Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.

 Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com  η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:




 Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com  . Η δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν.



Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.



 Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου. 



Γιά την ομάδα : @Aratosastronomy