Η καλή τύχη, καθώς και ο προηγμένος επιστημονικός εξοπλισμός επέτρεψαν στους επιστήμονες να παρατηρήσουν με ένα ραδιοτηλεσκόπιο ένα πίδακα Εκλάμψεων ακτίνων γ, καθώς και να ανιχνεύσουν για πρώτη φορά την πόλωση των ραδιοκυμάτων μέσα σε αυτόν - μεταφέροντας μας πιο κοντά στην κατανόηση του τι προκαλεί τις πιο ισχυρές αυτές εκρήξεις του σύμπαντος .
Καλλιτεχνική απεικόνιση ενός πίδακα Εκλάμψεων ακτίνων γ με την πάροδο του χρόνου, και τα μικρά τμήματα (επιθέματα) των μαγνητικών πεδίων τα οποία υπάρχουν εκεί, όπως αποκαλύφθηκε από νέα έρευνα. Εικόνα: Dr Kitty Yeung.
Οι εκρήξεις ή εκλάμψεις ακτίνων γ (Gamma Ray Bursts ή GRBs) είναι οι πιο ενεργητικές εκρήξεις στο Σύμπαν, εκπέμποντας ισχυρούς πίδακες (jets) οι οποίοι ταξιδεύουν στο διάστημα σε ποσοστό πάνω από το 99,9% της ταχύτητας του φωτός, καθώς ένα αστέρι πολύ πιο ογκώδες από τον Ήλιο μας (πάνω από 1,44 Ηλιακές μάζες), καταρρέει από την ίδια του τη βαρύτητα όταν βρίσκεται στο τέλος της ζωής του δημιουργώντας πιθανόν μια μαύρη τρύπα.
Μελετώντας το φως από τις Εκλάμψεις ακτίνων γ (ΕΑ-γ) καθώς εντοπίζονται όταν ταξιδεύουν στο διάστημα, είναι η καλύτερη μας ελπίδα για να κατανοήσουμε πώς σχηματίζονται αυτοί οι πανίσχυροι πίδακες. Όμως οι επιστήμονες πρέπει να είναι γρήγοροι για να τοποθετήσουν τα τηλεσκόπια τους στη κατάλληλη θέση έτσι ώστε να αποκτήσουν τα καλύτερα δυνατά δεδομένα. Η ανίχνευση των πολωμένων ραδιοκυμάτων από τον πίδακα της έκλαμψης, κατέστη δυνατή χάρη σε μια νέα γενιά προηγμένων ραδιοτηλεσκοπίων, τα οποία παρέχουν στους επιστήμονες νέα στοιχεία για το μυστήριο αυτό.
Το φως από αυτό το συγκεκριμένο γεγονός, γνωστό και ως GRB 190114C, το οποίο εξερράγη με δύναμη εκατομμυρίων Ήλιων πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, έφθασε στο παρατηρητήριο Neil Gehrels Swift της NASA στις 14 Ιανουαρίου του 2019.
Ακολούθησε μια γρήγορη ειδοποίηση από το παρατηρητήριο Swift η οποία επέτρεψε στην ερευνητική ομάδα να κατευθύνει το τηλεσκόπιο της Μεγάλης Χιλιοστομετρικής/Υποχιλιοστομετρικής Διάταξης της συστοιχίας ραδιοτηλεσκοπίων στην Ατακάμα της Χιλής (Atacama Large Millimeter / Sub-milimeter Array ή ALMA) για να παρατηρήσει την έκρηξη μόλις δύο ώρες μετά την ανακάλυψη από το παρατηρητήριο Swift. Δύο ώρες αργότερα η ομάδα κατάφερε να παρατηρήσει την ΕΑ-γ (GRB) από το τηλεσκόπιο της συστοιχίας του μεγάλου τηλεσκοπίου Karl G. Jansky [(Karl G. Jansky Very Large Array (VLA)] όταν έγινε ορατή στο Νέο Μεξικό των Η.Π.Α.
Οι επιστήμονες μέτρησαν το μέγεθος των επιθεμάτων στο μαγνητικό πεδίο σε ενα πίδακα έκλαμψης ακτίνων γάμμα (γ) για πρώτη φορά παρατηρώντας πολωμένα ραδιοκύματα. Τα μεμονωμένα επιθέματα των μαγνητικών πεδίων τα οποία έχουν μια συγκεκριμένη διάταξη στον πίδακα αυτό έχουν το καθένα τυχαίες κατευθύνσεις πόλωσης. Το παρατηρούμενο σήμα πόλωσης είναι ο μέσος όρος από όλα τα ορατά επιθέματα (μέσα στον άσπρο κύκλο) και είναι ανάλογο με το ένα σε σχέση με την τετραγωνική ρίζα του αριθμού των επιθεμάτων τα οποία παρατηρούμε, και έτσι είναι πολύ μικρότερο από την αναμενόμενη τιμή (περίπου 60%) αν το πεδίο ήταν διατεταγμένο εντελώς εντός της λευκής περιοχής. Καθώς ο αριθμός των επιθεμάτων στην ορατή περιοχή αυξάνεται, η μετρούμενη πόλωση μειώνεται με το χρόνο.
Δείτε το βίντεο : https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=mkWiBf3qy3Q
Ο συνδυασμός των μετρήσεων από τα παρατηρητήρια αυτά επέτρεψε στην ερευνητική ομάδα να προσδιορίσει τη δομή των μαγνητικών πεδίων εντός του ίδιου του πίδακα, πράγμα που επηρεάζει την πόλωση του ραδιο-φωτός -μη ορατό φως παρά μόνο στα ραδιοτηλεσκόπια. Οι θεωρίες προβλέπουν διαφορετικές κατανομές των μαγνητικών πεδίων εντός του πίδακα, ανάλογα με την προέλευση των πεδίων, οπότε η συλλογή ραδιο-δεδομένων επέτρεψε στους ερευνητές να δοκιμάσουν για πρώτη φορά αυτές τις θεωρίες με παρατηρήσεις από ραδιοτηλεσκόπια .
Η ερευνητική ομάδα, από το Πανεπιστήμιο του Bath, το Πανεπιστήμιο Northwestern, το Ανοικτό Πανεπιστήμιο του Ισραήλ, το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, το κρατικό πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σακραμέντο, το Ινστιτούτο Max Planck στο Garching, και το Πανεπιστήμιο Liverpool John Moores ανακάλυψαν ότι μόνο το 0,8% του φωτός το οποίο προέρχεται από τον πίδακα είναι πολωμένο, πράγμα που σημαίνει ότι το μαγνητικό πεδίο του πίδακα αυτού ήταν σε μια καθορισμένη διάταξη μόνο σε σχετικά μικρά επιθέματα - καθένα λιγότερο από περίπου το 1% της διαμέτρου του πίδακα. Τα μεγαλύτερα επιθέματα ενδεχομένως θα είχαν δώσει περισσότερο πολωμένο φως.
Αυτό μας βοηθά να περιορίσουμε τις πιθανές εξηγήσεις για το τι προκαλεί και πυροδοτεί αυτές τις εντυπωσιακές εκρήξεις. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στον ιστότοπο Astrophysical Journal Letters.
Ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης αυτής ο Δρ Tanmoy Laskar, από την ομάδα Αστροφυσικής του Πανεπιστημίου του Bath, δήλωσε: "Θέλουμε να καταλάβουμε γιατί μερικά αστέρια παράγουν αυτούς τούς εντυπωσιακούς πίδακες όταν πεθαίνουν, καθώς και το μηχανισμό με τον οποίο τροφοδοτούνται οι πίδακες αυτοί- οι ταχύτερες κοσμικές εκροές που είναι γνωστές στο Σύμπαν, κινούνται με ταχύτητες κοντά σε εκείνες του φωτός, λάμποντας με απίστευτη φωτεινότητα η οποία είναι πάνω από ένα δισεκατομμύριο Ήλιους μαζί !!!
"Ήμουν μέσα σε ενα ταξί καθ οδόν για το αεροδρόμιο O'Hare στο Σικάγο, μετά από μια επίσκεψη με συνεργάτες όταν σημειώθηκε η έκρηξη. Η εξαιρετική φωτεινότητα του φαινομένου αυτού καθώς και το γεγονός ότι ήταν ορατή στη Χιλή, την κατέστησε αμέσως πρωταρχικό στόχο για τη μελέτη μας, και γι 'αυτό επικοινωνήσαμε αμέσως με την (συστοιχία) ALMA, λέγοντας ότι επρόκειτο να την παρατηρήσουμε, με την ελπίδα να εντοπιστεί το πρώτο ραδιοσήμα πόλωσης.
"Ήταν ευτυχής συγκυρία ότι ο στόχος ήταν καλά τοποθετημένος στον ουρανό για παρατηρήσεις τόσο με την ALMA στη Χιλή όσο και με το (Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο) VLA στο Νέο Μεξικό. Και οι δύο εγκαταστάσεις ανταποκρίθηκαν γρήγορα, και ο καιρός ήταν εξαιρετικός. Στη συνέχεια περάσαμε δύο μήνες ασχολούμενοι με μια επίπονη διαδικασία για να βεβαιωθούμε ότι η μέτρησή μας ήταν γνήσια και χωρίς επηρεασμούς από τον εξοπλισμό μας. Τα πάντα ελέγχθηκαν, και αυτό ήταν κάτι συναρπαστικό. "
Η Dr Kate Alexander, η οποία ήταν επικεφαλής των παρατηρήσεων στο ΠΜΤ (VLA), δήλωσε: "Τα δεδομένα χαμηλότερης συχνότητας από το VLA βοήθησαν να επιβεβαιώσουμε ότι βλέπουμε το φως από τον ίδιο το πίδακα, παρά από την αλληλεπίδραση του με το περιβάλλον του".
Ο Dr Laskar πρόσθεσε: "Η μέτρηση αυτή ανοίγει ένα νέο παράθυρο στην επιστήμη των ΕΑ-γ (GRBs) και τις μελέτες των ενεργειακών αστροφυσικών πιδάκων. Θα θέλαμε να καταλάβουμε εάν το χαμηλό επίπεδο πόλωσης που μετράται σε αυτό το γεγονός (ή φαινόμενο) είναι χαρακτηριστικό όλων των ΕΑ-γ, και αν ναι, τι θα μας αποκάλυπτε για τις μαγνητικές δομές των πιδάκων ΕΑ -γ, καθώς και για το ρόλο των μαγνητικών πεδίων τα οποία πυροδοτούν παρόμοιους πίδακες σε ολόκληρο το Σύμπαν. "
Η καθηγήτρια Carole Mundell, επικεφαλής της Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Bath, πρόσθεσε: "Η εξαιρετική ευαισθησία της συστοιχίας ALMA, καθώς και η ταχεία αντίδραση των τηλεσκοπίων μας επέτρεψε για πρώτη φορά να μετρήσουμε με ταχύτητα και ακρίβεια τον βαθμό πόλωσης των μικροκυμάτων από μία μετάλαμψη ΕΑ-γ μόλις δύο ώρες μετά την έκρηξη και την ανίχνευση των μαγνητικών πεδίων τα οποία πιστεύεται ότι πυροδοτούν αυτές τις ισχυρές, και εξαιρετικά γρήγορες εκροές. "
Η ερευνητική ομάδα σκοπεύει να αναζητήσει περισσότερες ΕΑ-γ, έτσι ώστε να συνεχίσει να ξεδιπλώνει τα μυστήρια των μεγάλων αυτών εκρήξεων οι οποίες λαμβάνουν χώρα στο Σύμπαν.
Η μελέτη "ALMA detection of a linearly polarized reverse shock in GRB 190114C (Ανίχνευση από το ALMA ενός γραμμικά πολωμένου, ανάστροφου κλονισμού στο GRB 190114C)" δημοσιεύεται στο Astrophysical Journal Letters.
Από τον CHRIS MELVIN, UNIVERSITY OF BATH
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα
μπλε ή κόκκινα 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.
