Τετάρτη 13 Νοεμβρίου 2019

Αντικατοπτρισμοί στο Σύμπαν

Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble συνέλαβε 12 "σωσίες" μιας...ηλιαχτίδας σε σχήμα τόξου 

Η εικόνα αυτή, την οποία έλαβε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA / ESA, δείχνει ένα τεράστιο σύμπλεγμα γαλαξιών, περίπου 4,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Στα όριά του είναι ορατά τέσσερα φωτεινά τόξα. Πρόκειται για αντίγραφα του ίδιου απομακρυσμένου γαλαξία, με το παρατσούκλι Sunburst Arc (ηλιαχτίδα σε σχήμα τόξου). Ο γαλαξίας Sunburst Arc είναι σχεδόν 11 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη, και το φως από αυτόν είναι διασκορπισμένο οπτικά σε πολλαπλές εικόνες εξαιτίας του φαινομένου του βαρυτικού φακού.
Είναι ένας από τους πιο γνωστούς και φωτεινούς γαλαξίες στους οποίους το φως τους  λειτουργεί σαν βαρυτικός φακός (lensed galaxies), και η εικόνα του είναι ορατή τουλάχιστον 12 φορές μέσα στα τέσσερα τόξα. Τρία τόξα είναι ορατά στην επάνω δεξιά πλευρά της εικόνας, το τέταρτο τόξο στο κάτω αριστερά. Το τελευταίο είναι μερικώς κρυμμένο από ένα φωτεινό αστέρι το οποίο βρίσκεται στο προσκήνιο, και βρίσκεται στον Γαλαξία μας. Εικόνα: ESA / Hubble, NASA, Rivera-Thorsen et al.

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA / ESA παρατήρησαν έναν γαλαξία στις απομακρυσμένες περιοχές του Σύμπαντος, ο οποίος εμφανίζεται να έχει τουλάχιστον 12 αντίγραφά του στον νυχτερινό ουρανό!!! Το μοναδικό αυτό θέαμα, το οποίο δημιουργήθηκε από ισχυρούς βαρυτικούς φακούς, βοηθά τους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα την κοσμική εποχή η οποία είναι γνωστή ως η εποχή της επανιονισμού.

Αυτή η νέα εικόνα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble NASA / ESA παρουσιάζει ένα αστρονομικό αντικείμενο του οποίου η εικόνα πολλαπλασιάζεται με την επίδραση ισχυρού βαρυτικού φακού. Ο γαλαξίας, με το παρατσούκλι Sunburst Arc, απέχει σχεδόν 11 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη, και η εικόνα του έχει διασκορπιστεί, έχει σκεδαστεί οπτικά (lensed) αν προτιμάτε, σε πολλές εικόνες από ένα τεράστιο σύμπλεγμα γαλαξιών (ή σμήνος γαλαξιών) οι οποίοι απέχουν 4,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός.

Η μάζα του συμπλέγματος των γαλαξιών αυτών είναι αρκετά μεγάλη ώστε να κάμψει και να μεγεθύνει το φως από τον πιο μακρινό γαλαξία πίσω από αυτό. Αυτή η διαδικασία οδηγεί όχι μόνο σε παραμόρφωση του φωτός από το αντικείμενο, αλλά και σε πολλαπλασιασμό της εικόνας του γαλαξία αυτού ο οποίος όπως είπαμε και πριν το φως του έχει σκεδαστεί οπτικά είναι δηλαδή σε αγγλική ορολογία ένας lensed galaxy.

Στην περίπτωση του γαλαξία Sunburst Arcτ, το φαινόμενο του βαρυτικού φακού δημιούργησε τουλάχιστον 12 εικόνες του γαλαξία, κατανεμημένες σε τέσσερα μεγάλα τόξα. Τρία από αυτά τα τόξα είναι ορατά στην επάνω δεξιά πλευρά της εικόνας, ενώ ένα άλλο είναι ορατό στο κάτω αριστερό μέρος - μερικώς κρυμμένο από ένα λαμπερό άστρο το οποίο βρίσκεται στο Γαλαξία μας.   

Το ΔΤ Hubble χρησιμοποιεί αυτούς τους κοσμικούς μεγεθυντικούς φακούς για να μελετήσει αντικείμενα που είναι υπερβολικά αμυδρά και πολύ μικρά ακόμη και για τα εξαιρετικά ευαίσθητα όργανα του. Ο Sunburst Arc δεν αποτελεί εξαίρεση, παρά το γεγονός ότι είναι ένας από τους πιο λαμπερούς γαλαξίες αυτού του είδους που είναι έως τώρα γνωστοί.

Ο βαρυτικός φακός δημιουργεί διάφορες εικόνες του Sunburst Arc, δημιουργώντας έτσι απεικονίσεις του με εύρος από 10 έως 30 φορές φωτεινότερες από το φαινόμενο μέγεθος του γαλαξία αυτού. Το γεγονός αυτό επιτρέπει στο ΔΤ Hubble να παρατηρεί μικρές δομές μόλις 520 έτη φωτός σε διάμετρο- μια σπάνια και λεπτομερή παρατήρηση για ένα αντικείμενο που είναι τόσο μακρινό. Αυτό συγκρίνεται αρκετά καλά και με τις περιοχές σχηματισμού αστεριών στους γαλαξίες στο τοπικό μας Σύμπαν, επιτρέποντας στους αστρονόμους να μελετήσουν με μεγάλη λεπτομέρεια ένα γαλαξία και το περιβάλλον του.

Οι παρατηρήσεις του Hubble έδειξαν ότι ο Sunburst Arc είναι ανάλογος των γαλαξιών που υπήρχαν σε πολύ παλιότερη εποχή στην ιστορία του Σύμπαντος: μια εποχή γνωστή ως η εποχή της επανιονισμού - μια εποχή η οποία ξεκίνησε μόλις 150 εκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη.

Η εποχή του επανιονισμού ήταν μια βασική εποχή στο πρώιμο Σύμπαν, το οποίο τερμάτισε την λεγόμενη "Κοσμική Σκοτεινή Περίοδο αγγλ. dark ages", την εποχή δηλαδή πριν δημιουργηθούν τα πρώτα αστέρια όταν το Σύμπαν ήταν ακόμη σκοτεινό (χωρίς φως) και γεμάτο με ουδέτερο υδρογόνο. Από τη στιγμή που σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια, άρχισαν να ακτινοβολούν φως, παράγοντας φωτόνια υψηλής ενέργειας τα οποία απαιτούνται για το ιονισμό του ουδέτερου υδρογόνου.

Η διαδικασία αυτή μετασχημάτισε τη διαγαλαξιακή ύλη στην πλέον ιονισμένη της μορφή στην οποία υπάρχει σήμερα. Ωστόσο, για να ιονίσει το διαγαλαξιακό υδρογόνο, η ακτινοβολία υψηλής ενέργειας από αυτά τα πρώιμα αστέρια θα έπρεπε να ξεφύγει από τους μητρικούς της γαλαξίες χωρίς πρωτίστως να απορροφηθεί από την διαστρική ύλη. Μέχρι τώρα μόνο σε ένα μικρό αριθμό γαλαξιών έχει βρεθεί ότι υπάρχει "διαρροή"  φωτονίων υψηλής ενέργειας προς το βαθύ διάστημα. Πώς το φως αυτό ξεφεύγει από τους πρώιμους γαλαξίες παραμένει ένα μυστήριο.

Η ανάλυση του γαλαξία Sunburst Arc βοηθά τους αστρονόμους να προσθέσουν ακόμη ενα άλλο κομμάτι στο παζλ - φαίνεται ότι τουλάχιστον μερικά φωτόνια μπορούν να εγκαταλείψουν τον γαλαξία μέσω στενών διαύλων σε ένα πλούσιο από αέριο ουδέτερο μέσο. Αυτή είναι η πρώτη παρατήρηση μιας μακράς θεωρητικής διαδικασίας. Ενώ αυτή η διαδικασία είναι απίθανο να είναι ο κύριος μηχανισμός που οδήγησε το σύμπαν να γίνει επανιονισμένο (reionized), θα μπορούσε κάλλιστα να δώσει μια αποφασιστική ώθηση στη διαδικασία αυτή.

……………….*………………..

Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο Facebook:


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. 

Για την ομάδα : @Aratosastronomy