Αστρικά σμήνη

Αστρικό σμήνος είναι μια ομάδα αστεριών που έχουν κοινή προέλευση και βαρυτικά δεσμεύονται για κάποιο χρονικό διάστημα. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τους αστρονόμους, καθώς παρέχουν έναν τρόπο για να μελετήσουν και να ‘’μοντελοποιήσουν’’ την  αστρική εξέλιξη και χρονολόγηση. Οι δύο βασικές κατηγορίες που κατατάσσονται τα αστρικά σμήνη είναι α) Ανοιχτά σμήνη, επίσης γνωστά ως γαλαξιακά σμήνη, και β) Σφαιρωτά σμήνη.

Α) Ανοιχτά (γαλαξιακά) σμήνη

Η ονομασία ‘’Ανοιχτά σμήνη’’, οφείλεται στο γεγονός ότι τα αστέρια που βρίσκονται εντός του σμήνους αυτού, είναι εύκολο να τα δει κάποιος μέσα από ένα τηλεσκόπιο. Μερικά παραδείγματα, όπως οι Υάδες και οι Πλειάδες είναι τόσο κοντά που τα επιμέρους αστέρια τους μπορούν να γίνουν ορατά με σαφήνεια ακόμα και με γυμνό μάτι. Μερικές φορές ονομάζονται γαλαξιακά σμήνη λόγω της θέσης τους πάνω στους ‘’σκονισμένους’’ σπειροειδείς βραχίονες που βρίσκονται πάνω στο επίπεδο των σπειροειδών γαλαξιών. Τα αστέρια σε ένα ανοιχτό σμήνος έχουν μια κοινή προέλευση – λόγω του ότι σχηματίζονται από την ίδιο αρχικό και  γιγαντιαίο μοριακό νέφος. Τα αστρικά σμήνη τυπικά περιέχουν μερικές εκατοντάδες αστέρια αν και αυτό μπορεί να ποικίλει από μερικές δεκάδες έως μερικές χιλιάδες.

Εικόνα: M. Bessell

Το αστρικό σμήνος ‘’Το κουτί με τα κοσμήματα’’ ( Jewel Box cluster),ένα από τα καλύτερα ανοιχτά σμήνη για παρατήρηση με ένα μικρό τηλεσκόπιο στο νότιο ουρανό**. Βρίσκεται κοντά στο άστρο Κάππα* (κ) του αστερισμού του Νότιου Σταυρού. Τα αστέρια μέσα σε ένα ανοιχτό σμήνος είναι δεσμεύονται χαλαρά από τη βαρύτητα. Καθώς το σμήνος περιστρέφεται γύρω από τον γαλαξία, διασκορπίζεται τελικά λόγω της βαρυτικής διαταραχής που δημιουργεί η αλληλεπίδραση με άλλα αντικείμενα στο γαλαξία. Ενώ ο Ήλιος μας είναι πιθανό να έχει αρχικά σχηματιστεί μέσα σε ένα ανοιχτό σμήνος, δεν υπάρχει πλέον ορατή μια ομαδοποίηση του με κοντινά αστέρια. Ως εκ τούτου τα ανοιχτά σμήνη είναι συνήθως αντικείμενα με σχετικά νεαρή ηλικίας. Μερικοί, όπως οι Πλειάδες εξακολουθούν να παρουσιάζουν ενδείξεις νεφελώματος που υποδηλώνει το πρόσφατο σχηματισμό τους. Τα άστρα που βρίσκονται μέσα στα ανοιχτά αστρικά σμήνη ανήκουν στην κατηγορία που ονομάζεται: Πληθυσμός Ι (Population I). Πρόκειται για νεαρά άστρα τα οποία παρουσιάζουν έχουν υψηλή μεταλλικότητα (metallicity). Τα σμήνη αυτά έχουν έκταση από 2 έως 20 περίπου παρσέκ.

Εικόνα: D. Malin/AAO

Οι Πλειάδες, ένα νεαρό, και σε κοντινή απόσταση αστρικό σμήνος. Το αχνό μπλε νεφέλωμα είναι ένα νεφέλωμα ανάκλασης και υποδηλώνει ότι το σμήνος αυτό σχηματίστηκε μόλις πρόσφατα, δεδομένου ότι το νεφέλωμα αυτό δεν έχει ακόμη εντελώς απωθηθεί από την υπεριώδη ακτινοβολία που προέρχεται από τα καυτά, μπλε αστέρια του σμήνους. Οι Πλειάδες είναι γνωστές και ως Πέντε αδελφές σε πολλούς πολιτισμούς όπως στην Ιαπωνία που ονομάζονται: Subaru

Β) Σφαιρωτά σμήνη

Τα σφαιρωτά σμήνη περιέχουν από αρκετές χιλιάδες έως ένα εκατομμύριο αστέρια στο σφαιρικό, βαρυτικά-δεσμευμένο σύστημα τους. Βρίσκονται κυρίως στο ‘’φωτοστέφανο’’ (Άλω) που υπάρχει γύρω από το γαλαξιακό επίπεδο, και το οποίο περιλαμβάνει τα παλαιότερα αστέρια στο γαλαξία μας. Αυτά τα αστέρια που ανήκουν στη κατηγορία: Πληθυσμός ΙΙ (Population II), είναι ιδιαίτερα εξελιγμένα, αλλά με χαμηλή μεταλλικότητα. Τα Αστρικά σμήνη αυτά είναι τόσο παλιά, ώστε κάθε αστέρι υψηλότερο από την κατηγορία φασματικού τύπου G ή F θα έχει ήδη εξελιχθεί από την Κύρια ακολουθία. Υπάρχει λίγη ελεύθερη σκόνη ή αέριο μέσα στα σφαιρωτά σμήνη, ώστε δεν λαμβάνει χώρα κανένας νέος σχηματισμός αστέρων μέσα σε αυτά. Οι αστρικές πυκνότητες μέσα στις εσωτερικές περιοχές ενός σφαιρωτού σμήνος είναι πολύ υψηλές σε σύγκριση με άλλες περιοχές όπως αυτές που υπάρχουν γύρω από τον Ήλιο.

Εικόνα: NASA ,Ron Gilliland (STScI) και  David Malin AAO

Το σφαιρωτό σμήνος 47 Τουκάνας  από το επίγειο Άγγλο-Αυστραλιανό Τηλεσκόπιο (Anglo-Australian Telescope's 2° ΑΑΤ) και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χάμπλ (HST) . Το 47 Τουκάνας απέχει από τη Γη περίπου 4.600 παρσέκ. Τα αστέρια είναι ηλικίας περίπου 10 δισεκατομμυρίων ετών που τα περισσότερα είναι Ερυθροί γίγαντες ή λευκοί νάνοι.

Όπως και με τα ανοιχτά σμήνη, τα αστέρια στα σφαιρωτά σμήνη είχαν πιθανώς μια κοινή προέλευση. Σε αντίθεση με τα ανοιχτά σμήνη, τα σφαιρωτά σμήνη συνήθως παραμένουν σε μια βαρυτική συνοχή σε ολόκληρη τη ζωή τους. Τα αστέρια στο εσωτερικό τους δεν είναι διασκορπισμένα έξω από το σύμπλεγμα. Ο Γαλαξίας μας έχει περίπου 200 σφαιρωτά σμήνη. Χαρακτηριστικά παραδείγματα περιλαμβάνουν τα σμήνη: Το 47 Τουκάνας  (47 Tuc), το Μ4 και το Ωμέγα Κενταύρου, αν και υπάρχει κάποια αντιπαράθεση ως προς το κατά πόσον αυτό μπορεί να συμβαίνει στην πραγματικότητα, μιας και θεωρείται ότι αρχικά ήταν ο πυρήνας ενός γαλαξία νάνου.

Οι Ηλικίες των αστρικών σμηνών, και η Μηδενική Ηλικία Κύριας ακολουθίας***(Zero-Age  Main Sequence) 

Τα αστρικά σμήνη είναι ιδιαίτερα σημαντικά γιατί επιτρέπουν στους αστρονόμους να ελέγξουν τα μοντέλα της αστρικής εξέλιξης και τις ηλικίες των άστρων. Ας δούμε πρώτα τα ανοιχτά αστρικά σμήνη για να καταλάβουμε γιατί συμβαίνει αυτό.

Τα αστέρια σε ένα ανοιχτό σμήνος έχουν μια κοινή προέλευση από ένα συγκεκριμένο νεφέλωμα. Ως εκ τούτου, έχουν την ίδια αρχική μεταλλικότητα έτσι ώστε οποιαδήποτε επίδραση αυτής στην αστρική εξέλιξη είναι ουσιαστικά η ίδια για τα μέλη του σμήνους. Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο είναι ότι όλα τα αστέρια που βρίσκονται μέσα σε ένα αστρικό σμήνος, είναι ουσιαστικά στην ίδια απόσταση από έναν παρατηρητή στη Γη. Ακόμα κι αν ένα τέτοιο σμήνος μπορεί να εκτείνεται σε μερικά παρσέκ, το μέγεθος αυτό είναι ασήμαντο σε σύγκριση με την πολύ μεγαλύτερη απόσταση του από τη Γη. Αν πάρουμε φωτομετρικές μετρήσεις για τα αστέρια του σμήνους, το φαινόμενο μέγεθος του καθενός από αυτά μας  επιτρέπει επίσης στο να υπολογίσουμε και να τεκμηριώσουμε τις σχετικές απόλυτες λαμπρότητες των άστρων του σμήνους. Τα αστέρια που εμφανίζονται φωτεινότερα μέσα σε ένα αστρικό σμήνος είναι εγγενώς πιο λαμπρά**** από τα πιο αμυδρά μέλη του.

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αυτό το στοιχείο για να δημιουργήσουν ένα διάγραμμα χρωματικού μεγέθους για ένα αστρικό σμήνος. Στην ουσία είναι ένα διάγραμμα HR που απεικονίζει το φαινόμενο μέγεθος, συνήθως το ορατό V (ή mV) στον κάθετο άξονα έναντι του δείκτη χρώματος, Β - V στον οριζόντιο. Χρησιμοποιώντας φασματοσκοπική παράλλαξη γίνεται δυνατή στη συνέχεια η βαθμονόμηση του διαγράμματος για να ληφθούν τιμές για το απόλυτο μέγεθος, M ή MV. Με το να ακολουθείται η μέθοδος αυτή για πολλά ανοιχτά σμήνη, προκύπτει ένα ενδιαφέρον αποτέλεσμα. Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν κάποια ανοιχτά σμήνη. Στα αριστερά έχουμε το h και χ του Περσέα στον ομώνυμο αστερισμό, ένα διπλό ανοιχτό σμήνος, όπου βλέπουμε τα δύο σμήνη, σε απόσταση 2.200 παρσέκ να απέχουν μεταξύ τους περίπου 30 παρσέκ. Η εικόνα δεξιά δείχνει το M67. Παρατηρείτε μήπως οποιεσδήποτε διαφορές μεταξύ των δύο εικόνων;

Ανοιχτά σμήνη

                    h και χ του Περσέα                                                             Το Μ67

                 (Ένα νεαρό αστρικό σμήνος)                              (Ένα παλαιό αστρικό σμήνος ηλικίας 4 Δισ. ετών) 

 Εικόνα: N.A.Sharp/NOAO/AURA/NSF (αριστερά), Nigel Sharp, Mark Hanna / NOAO / AURA / NSF (δεξιά)

Το διπλό ανοιχτό σμήνος h και χ του Περσέα. Αυτό το ζευγάρι είναι εξαιρετικό λόγω του μεγάλου αριθμού των νέων φωτεινών άστρων φασματικού τύπου O και Β σε κάθε ένα, και της εγγύτητας τους, η οποία  εξακολουθεί να διακρίνεται με σαφήνεια. Το M67, στην δεξιά εικόνα είναι μια πολύ παλαιότερο αστρικό σμήνος. Χρονολογείται βάση των πολλών λευκών νάνων μέσα σε αυτό, που φαίνεται ότι είναι ηλικίας 4 δισεκατομμυρίων ετών. Σημειώστε ότι απουσιάζουν οποιαδήποτε ζεστά, και φωτεινά αστέρια.

Αν σχεδιάσουμε, αυτά τα ανοιχτά σμήνη και άλλα σε ένα διάγραμμα HR θα πάρουμε το παρακάτω σχέδιο. Καθώς τα αστρικά σμήνη βρίσκονται σε διαφορετικές αποστάσεις, το σχέδιο αυτό έχει βαθμονομηθεί σε απόλυτο μέγεθος.

Διάγραμμα 1

Εικόνα: Mike Guidry, Πανεπιστήμιο του Τενεσί

Αν μελετήσετε αυτό το διάγραμμα 1 προσεκτικά θα παρατηρήσετε μια νέα κλίμακα στο δεξιό κάθετο άξονα. Τα "χρόνια" εδώ αναφέρονται στην ηλικία του σμήνους. Ένα αστρικό σμήνος όπως το h και το χ του Περσέα είναι τόσο νέα ώστε τα περισσότερα από τα αστέρια του βρίσκονται ακόμα μέσα στην Κύρια ακολουθία - δεν έχουν ακόμα ‘’σβήσει’’. Οι Πλειάδες, που είναι λίγο μεγαλύτερες σε ηλικία, δεν έχουν αστέρια θερμότερα από το χρωματικό δείκτη 0 (A0 φασματική κλάση) αριστερά στην Κύρια ακολουθία. Τα πιο ογκώδη άστρα του σμήνους έχουν ήδη εξελιχθεί έξω από την κύρια ακολουθία σε γιγαντιαίες διακλαδώσεις. Το Μ67, ένα πολύ παλαιό ανοιχτό σμήνος δεν έχει κανένα αστέρι θερμότερο από 0,4 του δείκτη χρώματος όπως βλέπουμε αριστερά στην Κύρια ακολουθία. Καίριας σημασίας είναι το σημείο καμπής στο διάγραμμα, όπου το σύμπλεγμα στρέφει από την Κύρια ακολουθία. Όσο πιο κάτω από την Κύρια ακολουθία είναι το σημείο καμπής,τόσο παλαιότερο είναι το σμήνος.

Όταν ένα αστέρι επιτυγχάνει την πρώτη του  πυρηνική σύντηξη στο Υδρογόνο και εμφανίζεται στην Κύρια ακολουθία λέγεται ότι είναι μηδενικής ηλικίας. Η μηδενική ηλικία της Κύριας ακολουθίας (Zams) είναι η Κύρια ακολουθία όλα των άστρων όταν σχηματίζονται αρχικά σε ένα αστρικό σμήνος. Όσο πιο ψηλά βρίσκεται στην Κύρια ακολουθία, τόσο πιο μαζικό είναι το αστέρι.

Καθώς τα σφαιρωτά σμήνη είναι γενικά πολύ μεγαλύτερα σε ηλικία από ό, τι τα ανοιχτά σμήνη, τα διαγράμματα χρώματος-μεγέθους τους δείχνουν πιο εξελιγμένα άστρα. Επίσης δεν έχουν κανένα άστρο μεγάλης μάζας αριστερά στην κύρια ακολουθία. Το διάγραμμα χρώματος-μεγέθους κάτω για το M55 απεικονίζει το σημείο αυτό.

Διάγραμμα 2

Διάγραμμα χρωματικού μεγέθους για το σφαιρωτό σμήνος Μ55.

Αν μελετήσετε το παραπάνω διάγραμμα, θα βρείτε ενδιαφέρον το ότι θα δείτε μια ομάδα από καυτά άστρα που εμφανίζονται να είναι στην κύρια ακολουθία πάνω από το σημείο καμπής. Αυτά είναι στην πραγματικότητα γνωστά ως ‘’μπλε παραξενιές’’ (blue stragglers). Λόγω της υψηλής αστρικής πυκνότητας μέσα στα σφαιρωτά σμήνη, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι μερικά άστρα μπορούν να ενωθούν και να συγχωνευτούν. Ως εκ τούτου, η συνολική μάζα καθιστά το νέο αστέρι θερμότερο (πιο μπλε), και φωτεινότερο από το μεγαλύτερο μέρος των άστρων που υπάρχουν στο σμήνος.

Διάγραμμα 3

Η παραπάνω κινούμενη εικόνα είναι μια λεπτομερής προσομοίωση υπολογιστή του διαγράμματος HR. Ο οριζόντιος άξονας είναι η λογαριθμική κλίμακα της θερμοκρασίας, και ο άξονας y είναι η φωτεινότητα των άστρων. Η κύρια ακολουθία είναι η γραμμή που διέρχεται από το μέσον του σχήματος. Σημειώστε ότι τα αστέρια εξελίσσονται από την κύρια ακολουθία και προσδιορίζονται από τις μάζες τους που αντιστοιχεί σε ηλιακές μάζες, με πρώτα εκείνα που έχουν μεγάλες μάζες. Στα δεξιά είναι ένα διάγραμμα από το εσωτερικό τριών αστέρων, με μάζες 2.6, 1.0 και 0.7 ηλιακές μάζες. Στα επιμέρους τμήματα του διαγράμματος αυτού φαίνεται το τι συμβαίνει στο εσωτερικό αυτών των άστρων, καθώς εξελίσσονται. Παρατηρήστε τα κελύφη των άστρων όταν εκείνα σταδιακά μετατρέπονται σε ερυθρούς γίγαντες.

Διάγραμμα 4

Εικόνα: Hubble Heritage Team (STScI / AURA), A. Cool (SFSU) et al., NASA

Μπλε ''παραξενιές'' στην κεντρική περιοχή του σφαιρωτού σμήνους NGC 6397.

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

*Τα 24 πιο φωτεινά άστρα ενός αστερισμού συμβολίζονται διεθνώς από τα γράμματα της Ελληνικής Αλφαβήτου. Έτσι λοιπόν το γράμμα α δίνεται στο το πιο λαμπρό άστρο, το γράμμα β στο επόμενο άστρο, που είναι λιγότερο λαμπερό από το πρώτο κοκ. Μιλώντας πάντα για φαινόμενη λαμπρότητα.  Όταν εξαντληθούν τα 24 γράμματα, μετά δηλαδή το ω αρχίζει η βαθμονόμηση των φαινόμενων μεγεθών των άστρων όπως ονομάζεται, με αριθμούς. Πχ: Λέμε ότι το α Ωρίωνος είναι ο Βετελγκέζ, ενώ το 1 του Ωρίωνος είναι ο αστέρας Τάμπιτ.

**Ο Ουρανός του Νοτίου Ημισφαιρίου.

***Μηδενική Ηλικία Κύριας ακολουθίας (Αγγ.Ακρώνυμο=Zams) είναι η στιγμή που ένα αστέρι εισέρχεται για πρώτη φορά στην Κύρια ακολουθία στο διάγραμμα HR (Hertzsprung-Russell ή HR) από την καύση του Υδρογόνου στον πυρήνα του μέσω αντιδράσεων Πυρηνικής σύντηξης. Μετά από αυτό το χρονικό διάστημα το αστέρι εισέρχεται σε μια φάση αστρικής εξέλιξης που είναι αρκετά σταθερή, όπου πλέον επεξεργάζεται σταθερά το Υδρογόνο, μετατρέποντας το σε βαρύτερα στοιχεία.

**** Στην αστρονομία, λαμπρότητα είναι το συνολικό ποσό της ενέργειας που εκπέμπεται από ένα άστρο, ένα γαλαξία, ή άλλο αστρονομικό αντικείμενο ανά μονάδα χρόνου.  Έχει σχέση με τη φωτεινότητα, η οποία είναι η φωτεινότητα ενός αντικειμένου σε μια δεδομένη φασματική περιοχή. (Πηγή: https://en.wikipedia.org/wiki/Luminosity)

Πηγές: atnf.csiro.au

             el.wikipedia.org

             astronomy.swin.edu.au

             astrovox.gr

             abyss.uoregon.edu

Παραπομπές:

http://ecourse.uoi.gr/pluginfile.php/94165/mod_resource/content/2/Chapter03.pdf

http://www.helas.gr/greekdict/Greek2English.pdf

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CE%BD%CE%BF%CE%B9%CE%BA%CF%84%CF%8C_%CF%83%CE%BC%CE%AE%CE%BD%CE%BF%CF%82

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A3%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CF%89%CF%84%CF%8C_%CF%83%CE%BC%CE%AE%CE%BD%CE%BF%CF%82

http://www.eugenfound.edu.gr/frontoffice/portal.asp?cpage=NODE&cnode=163

http://www.astrovox.gr/deepsky.html

http://2epal-n-smyrn.att.sch.gr/files/astro_siteII/astro2/ad.htm

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.

Για διορθώσεις, απορίες, ή συμπληρώματα γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com

Κοσμικές Συγκρούσεις: Η..."ΣΟΦΙΑ" αποκαλύπτει τον μυστηριώδη σχηματισμό στα αστρικά σμήνη

Ο Ήλιος, όπως και όλα τα αστέρια, γεννήθηκαν σε ένα γιγαντιαίο ψυχρό νέφος μοριακού αερίου και σκόνης. Εκείνη λοιπόν την περίοδο το μητρικό μας άστρο ίσως να είχε δεκάδες ή και εκατοντάδες αστρικά αδέλφια - ένα σύμπλεγμα αστέρων γνωστό ως αστρικό σμήνος . 

Απεικόνιση του σχηματισμού αστρικού σμήνους από την σύγκρουση ενός ταραχώδους μοριακού νέφους, το οποίο φαίνεται στην εικόνα σαν σκοτεινή σκιά μπροστά απο το αστρικό γαλαξιακό πεδίο που υπάρχει στο υπόβαθρο.
Εικόνα: NASA/SOFIA/Lynette Cook

Τώρα όμως αυτοί οι πρώτοι συμπαντικοί σύντροφοι βρίσκονται διάσπαρτοι σε όλο τον Γαλαξία μας. Αν και τα απομεινάρια αυτού του συγκεκριμένου κοσμικού γεγονότος έχουν από καιρό διασκορπιστεί, η διαδικασία της γέννησης των αστεριών συνεχίζεται σήμερα μέσα στον Γαλαξία μας, αλλά και πέρα από αυτόν. Τα αστρικά σμήνη δημιουργούνται στις καρδιές των οπτικά σκοτεινών νεφών, όπου οι πρώιμες φάσεις του σχηματισμού τους παραμένουν κρυμμένες στη διάρκεια των αιώνων. Όμως τώρα, αυτά τα ψυχρά και σκονισμένα νέφη ακτινοβολούν στο υπέρυθρο μήκος κύματος, έτσι ώστε τηλεσκόπια όπως το "Στρατοσφαιρικό Παρατηρητήριο για την Υπέρυθρη Αστρονομία", (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA), μπορούν να αρχίσουν πλέον να αποκαλύπτουν αυτά τα μυστικά που κρατάει το Σύμπαν εδώ και  πολύ καιρό.

Παραδοσιακά μοντέλα ισχυρίζονται ότι η δύναμη της βαρύτητας μπορεί να είναι αποκλειστικά υπεύθυνη για το σχηματισμό αστεριών και αστρικών σμηνών. Πιο πρόσφατες παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι εμπλέκονται επίσης μαγνητικά πεδία, αναταράξεις ή και τα δύο, όπου μπορεί ακόμη και να κυριαρχούν στη διαδικασία της αστρικής δημιουργίας (ή αστρογένεσης). Αλλά τι ακριβώς ενεργοποιεί τα γεγονότα που οδηγούν στο σχηματισμό αστρικών σμηνών;

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το όργανο SOFIA, τον γερμανικό αστρονομικό δέκτη στις συχνότητες των Τερακύκλων (Terahertz), γνωστός και ως GREAT, έχουν ανακαλύψει νέα στοιχεία ότι τα αστρικά σμήνη σχηματίζονται από συγκρούσεις μεταξύ γιγαντιαίων μοριακών νεφών.

Τα αποτελέσματα της έρευνας αυτής δημοσιεύτηκαν στον ιστότοπο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

"Τα αστέρια τροφοδοτούνται από πυρηνικές αντιδράσεις, οι οποίες δημιουργούν νέα χημικά στοιχεία", δήλωσε ο Έλληνας Θωμάς Μπίσμπας, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Charlottesvill eτης Βιρτζίνια, και ο κύριος συγγραφέας στην εργασία η οποία περιγράφει αυτά τα νέα αποτελέσματα. "Η ίδια η ύπαρξη της ζωής στη Γη είναι το προϊόν ενός αστέρα που εξερράγη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά ακόμα δεν γνωρίζουμε πώς σχηματίστηκαν αυτά τα αστέρια - συμπεριλαμβανομένου και του Ηλίου μας  ".


Οι ερευνητές μελέτησαν τη κατανομή και την κίνηση ιονισμένου άνθρακα γύρω από ένα μοριακό νέφος τα οποία συγκρούονται μεταξύ τους, με ταχύτητες άνω των 20.000 μιλίων την ώρα. Η κατανομή και η ταχύτητα των μοριακών και ιονισμένων αερίων είναι συνεπείς με τις προσομοιώσεις των συγκρούσεων στο νέφος αυτό, και οι οποίες υποδηλώνουν ότι σχηματίζονται αστρικά σμήνη καθώς το αέριο συμπιέζεται στο κρουστικό κύμα το οποίο δημιουργείται καθώς τα νέφη αυτά συγκρούονται.

"Αυτά τα μοντέλα σχηματισμού άστρων είναι δύσκολο να εκτιμηθούν παρατηρησιακά", δήλωσε ο Jonathan Tan, καθηγητής στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers στο (Chalmers University of Technology) στο Γκέτεμποργκ της Σουηδίας, και στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια, και επικεφαλής ερευνητής στην εργασία. "Είμαστε σε ένα συναρπαστικό σημείο στο έργο, όπου τα δεδομένα που παίρνουμε από το όργανο SOFIA μπορούν πραγματικά να ελέγξουν τις προσομοιώσεις μας."

Απεικόνιση των μοριακών νεφών που περιβάλλονται από ατομικούς μανδύες, με πράσινο χρώμα, τα οποία έχουν ανιχνευθεί από το όργανο SOFIA μέσω εκπομπής ιονισμένου άνθρακα. Η χωρική μετατόπιση καθώς και οι κινήσεις αυτών των κοσμικών "φακέλων" επιβεβαιώνουν τις προβλέψεις για τις προσομοιώσεις που έχουν γίνει σχετικά με τις συγκρούσεις νεφών.
Εικόνα: NASA / SOFIA / Lynette Cook

Παρόλο που δεν υπάρχει ακόμη επιστημονική συναίνεση για τον μηχανισμό που είναι υπεύθυνος για τη αίτιο το οποίο δημιουργεί τα αστρικά σμήνη, οι παρατηρήσεις αυτές από το όργανο SOFIA βοήθησαν τους επιστήμονες να κάνουν ένα σημαντικό βήμα προς την εξάλειψη του μυστηρίου. Ο τομέας της έρευνας παραμένει ενεργός, και αυτά τα στοιχεία παρέχουν κρίσιμα στοιχεία υπέρ του μοντέλου σύγκρουσης. Οι συγγραφείς αναμένουν ότι μελλοντικές παρατηρήσεις θα τεστάρουν το σενάριο αυτό για να καθορίσουν εάν η διαδικασία των συγκρούσεων νεφών είναι μοναδική σε αυτή την περιοχή, πιο εκτεταμένη, ή ακόμα οτι ίσως να υπάρχει ένας καθολικός μηχανισμός ο οποίος δημιουργεί αστρικά σμήνη.   

"Το επόμενο βήμα μας είναι να χρησιμοποιήσουμε το όργανο SOFIA για να παρατηρήσουμε ένα μεγαλύτερο αριθμό μοριακών νεφών τα οποία σχηματίζουν αστρικά σμήνη", πρόσθεσε ο Tan. "Μόνο τότε μπορούμε να καταλάβουμε πόσο συνηθισμένο είναι οι συγκρούσεις νεφών να ενεργοποιούν της γέννηση αστέρων στον Γαλαξία μας".

Εικόνα: ΝΑΣΑ

Η SOFIA είναι ένα αεροσκάφος Boeing 747SP τροποποιημένο έτσι ώστε να μεταφέρει ένα τηλεσκόπιο διαμέτρου 106 ιντσών. Πρόκειται για ένα κοινό σχέδιο της NASA και του Γερμανικού Αεροδιαστημικού Κέντρου, (German Aerospace Center- DLR). Το Ερευνητικό Κέντρο Ames της ΝΑΣΑ (NASA’s Ames Research Center) στη Silicon Valley της Καλιφόρνια, διαχειρίζεται το πρόγραμμα SOFIA, τις επιστημονικές λειτουργίες και τη διαχείριση της όλης αποστολής, σε συνεργασία με την Ένωση Πανεπιστημίων Διαστημικών Ερευνών (Universities Space Research Association) η οποία εδρεύει στην Κολούμπια του Μέριλαντ, και το Γερμανικό Ινστιτούτο του προγράμματος SOFIA (German SOFIA Institute  - DSI) του Πανεπιστημίου της Στουτγάρδης. Το αεροσκάφος συντηρείται και λειτουργεί από το Κέντρο Ελέγχου Πτήσεων Armstrong της NASA Hangar 703 (NASA’s Armstrong Flight Research Center Hangar 703), στο Παλμντέηλ, της Καλιφόρνια.

Να αναφέρουμε εδώ τη συνεισφορά του Έλληνα Δρ. Θωμά Μπίσμπα

Από τη σελίδα του Αστεροσκοπείου ΑΠΘ στο Facebook διαβάζουμε:

"ΜΙΑ ΝΕΑ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΓΙΑ ΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΑΣΤΡΙΚΩΝ ΣΜΗΝΩΝ"

(δελτίου τύπου της NASA για νέα ερευνητική εργασία με κύριο συγγραφέα τον Δρ. Θωμά Μπίσμπα, μεταδιδάκτορα ερευνητή στον τομέα μας)

Ο Ήλιος, όπως όλα τα αστέρια, γεννήθηκε σε ένα γιγαντιαίο ψυχρό νέφος μοριακού αερίου και σκόνης. Τα νέφη αυτά λάμπουν στα υπέρυθρα μήκη κύματος και τηλεσκόπια όπως το Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) μπορούν να τα μελετήσουν. Κλασικά θεωρητικά μοντέλα δείχνουν ότι η δύναμη της βαρύτητας μπορεί να είναι αποκλειστικά υπεύθυνη για το σχηματισμό αστέρων ή και σμήνους αστέρων. Άλλα μοντέλα δείχνουν ότι τα μαγνητικά πεδία μπορούν να συνεισφέρουν ή ακόμη και να κυριαρχήσουν στη διαδικασία δημιουργίας. Το τί ενεργοποιεί, όμως, αυτή τη διαδικασία της δημιουργίας, είναι κάτι το οποίο μελετούν πολλές επιστημονικές ομάδες σε όλο τον κόσμο. Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις του τηλεσκοπίου SOFIA σε συνδυασμό με προηγμένες αριθμητικές προσομοιώσεις υδροδυναμικής και αστροχημείας, η ομάδα που ηγείται ο Δρ. Θωμάς Μπίσμπας (Πανεπιστήμιο Βιρτζίνια και τώρα στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης) βρήκε ισχυρές ενδείξεις ότι τέτοια αστρικά σμήνη σχηματίζονται και από συγκρούσεις μεταξύ γιγαντιαίων μοριακών νεφών μεσοαστρικής ύλης. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό MNRAS Letters.

https://www.facebook.com/AstroAUTH/?ref=br_rs

Media Point of Contact

Nicholas A. Veronico
Nicholas.A.Veronico@nasa.gov • SOFIA Science Center
NASA Ames Research Center, Moffett Field, California

Last Updated: Nov. 6, 2018

Editor: Kassandra Bell

Προδημοσίευση με ελεύθερη πρόσβαση: https://arxiv.org/abs/1803.00566

Δημοσίευση στο MNRAS: https://academic.oup.com/mnrasl/article/478/1/L54/4931752

--------------------*--------------------

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

. Άρατος- Παρατηρησιακή Αστρονομία Σαλαμίνας

. Αστρονομία και Επιστήμη

. Αστροβραδιές Σαλαμίνας

Πηγή

https://www.nasa.gov/feature/cosmic-collisions-sofia-unravels-the-mysterious-formation-of-star-clusters

Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα 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:

 https:/www.facebook.com/groups/174408446026959/

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

Η επιστημονική ομάδα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble καταρτίζει έναν πλήρη κατάλογο από γαλαξίες ορατούς και στο υπεριώδες φως

50 γαλαξίες μέσα στην κοσμική μας γειτονιά έχουν μελετηθεί εκτενώς πάνω σε εικόνες τόσο στο ορατό όσο και στο υπέρυθρο φως.     

Έξι από τους 50 κοντινούς μας γαλαξίες που παρουσιάζονται εδώ αποτελούν μέρος της έρευνας Hubble Space Telescope’s Legacy Extragalactic UV Survey (LEGUS)). Εικόνα: NASA / ESA / LEGUS

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της Εθνικής Υπηρεσίας Αεροναυπηγικής και Διαστήματος (NASA) και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ΕΟΔ) προσφέρουν μια μοναδική υπεριώδη προοπτική όταν μελετούν ουράνια αντικείμενα, η οποία έχει χρησιμοποιηθεί από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων για την παραγωγή μιας έρευνας γύρω από κοντινούς γαλαξίες που μέσα τους δημιουργούνται νέα άστρα. Συνδυάζοντας πρόσφατες αλλά και παλαιότερες αρχειοθετημένες παρατηρήσεις του ΔΤ Hubble, οι αστρονόμοι έχουν πλέον δημιουργήσει την πιο ολοκληρωμένη συλλογή γαλαξιών στους οποίους γεννιόνται αστέρια, με εικόνες εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης.

50 σπειροειδείς και νάνοι γαλαξίες στη συμπαντική μας γειτονιά, παρατηρήθηκαν ως μέρος αυτής της έρευνας, και τώρα πλέον μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μια  πολύτιμη πηγή σε περίπτωση που οι επιστήμονες επιλέξουν να μελετήσουν την πολυπλοκότητα του σχηματισμού των αστεριών, καθώς και της εξέλιξης των γαλαξιών. Το έργο έχει την ονομασία: Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS) και έχει συγκεντρώσει μεγάλο αριθμό δεδομένων για το θέμα αυτό. Το πρόγραμμα LEGUS (ακρωνύμιο) έχει συσσωρεύσει καταλόγους αστέρων για καθέναν από τους γαλαξίες LEGUS, καθώς και καταλόγους από αστρικά σμήνη για 30 από αυτούς τους γαλαξίες, και έχει συμπεριλάβει επίσης και τις εικόνες τους.      

"Δεν υπήρξε ποτέ ξανά κάποιο αστρικό σμήνος και ένας αστρικός κατάλογος που περιελάμβανε παρατηρήσεις στο υπεριώδες φως", εξηγεί η επικεφαλής της έρευνας Daniela Calzetti από το Πανεπιστήμιο Amherst της Μασαχουσέτης των ΗΠΑ. "Το υπεριώδες φως είναι ένας σημαντικός "ιχνηλάτης" ο οποίος ανιχνεύει τούς νεότερους και πιο καυτούς αστρικούς πληθυσμούς, από τους οποίους οι αστρονόμοι χρειάζονται να αντλούν στοιχεία για τις ηλικίες των αστεριών, σχηματίζοντας έτσι ένα πλήρες αστρικό ιστορικό. Η ...συνέργεια των δύο καταλόγων συνδυάζει μια άνευ προηγουμένου δυνατότητα για την κατανόηση του σχηματισμού των αστεριών".

" Η περισσότερη ποσότητα από το φως που παίρνουμε από το Σύμπαν προέρχεται από αστέρια, αλλά ακόμα δεν κατανοούμε τις πολλές ας τις πούμε απόψεις για το πώς σχηματίζονται τα αστέρια", λέει το μέλος της ομάδας Elena Sabbi του Ινστιτούτου Επιστήμης του Διαστημικού Τηλεσκοπίου (Space Telescope Science Institute) στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ, στις Ηνωμένες Πολιτείες. "Αυτό είναι ακόμη και το κλειδί για την ύπαρξή μας - γνωρίζουμε ότι η ζωή δεν θα υπήρχε δεν είχαμε ένα αστέρι γύρω μας".

Οι στόχοι του προγράμματος LEGUS,  -τα ουράνια αντικείμενα δηλαδή -επιλέχθηκαν προσεκτικά από 500 υποψηφίους από τους οποίους δημιουργήθηκαν δεδομένα πάνω σε έρευνες εδάφους, και οι οποίοι στόχοι βρίσκονται σε απόσταση που κυμαίνεται μεταξύ 11 και 58 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Μια ποικιλία συνθηκών ελήφθησαν υπόψη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επιλογής, συμπεριλαμβανομένης της μάζας, του ρυθμού σχηματισμού αστεριών καθώς και της αφθονίας στοιχείων βαρύτερων από το Υδρογόνο και το Ήλιο. Ο κατάλογος των αντικειμένων υπεριώδους ακτινοβολίας που συλλέχθηκαν από τη διαστημοσυσκευή Galaxy Evolution Explorer (GALEX) της NASA διαδραμάτισε βασικό ρόλο στη βασική μελέτη του ΔΤ Hubble.

Η διάσημη φωτογραφική μηχανή Ευρέως Πεδίου 3 του ΔΤ Hubble (Hubble’s Wide Field Camera 3) και η προηγμένη του κάμερα για έρευνες (Advanced Camera for Surveys) χρησιμοποιήθηκαν σε διάστημα ενός έτους για να απεικονίσουν τους γαλαξίες, τους πιο ογκώδεις νεαρούς αστέρες τους, καθώς και τα αστρικά τους σμήνη σε ορατό και υπεριώδες φως. Τα αρχειακά δεδομένα που συλλέχθηκαν στο παρελθόν από το ΔΤ Hubble συγχωνεύθηκαν επίσης για να μας "διηγηθούν¨όλη την...ιστορία.

Ο NGC 4258 είναι ένας μεγάλος σπειροειδής γαλαξίας στον οποίο παρατηρήται έντονος αστρικός σχηματισμός, και ακτινοβολεί έντονα σε ορατό και υπεριώδες φως. Εικόνα: NASA / ESA / LEGUS

Οι αστρικοί κατάλογοι περιέχουν 8.000 νεαρά αστρικά σμήνη με ηλικίες από 1 έως περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια. Αυτές οι ομάδες είναι έως και δέκα φορές πιο μαζικές από ακόμη και από το μεγαλύτερο αστρικό σύμπλεγμα που παρατηρήθηκε ποτέ στον Γαλαξία μας. Οι αστρικοί κατάλογοι επίσης αποτελούνται από 39 εκατομμύρια αστέρια, με μάζες οι οποίες ξεκινούν από περίπου πέντε φορές τη μάζα του Ήλιου μας. Τα αστέρια που παρατηρούνται στο ορατό φως έχουν ηλικίες που κυμαίνονται από 1 εκατομμύριο έως αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια. Τα νεότερα αστέρια που έχουν ηλικίες μεταξύ 1 και 100 εκατομμυρίων ετών εκπέμπουν το μεγαλύτερο μέρος του φωτός τους στην υπεριώδη ακτινοβολία.

"Προσφέρουμε επίσης υπολογιστικά μοντέλα για να βοηθήσουμε τους αστρονόμους να ερμηνεύσουν τα δεδομένα για τα άστρα και τα αστρικά σμήνη τα οποία υπάρχουν στους καταλόγους", λέει η Sabbi. "Οι ερευνητές, για παράδειγμα, μπορούν να διερευνήσουν τον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκε ένα αστέρι σε έναν συγκεκριμένο γαλαξία ή σε ένα σύνολο γαλαξιών. Μπορούν επίσης να συσχετίζουν τις ιδιότητες των γαλαξιών με το σχηματισμό των αστεριών τους. Μπορούν ακόμα να αντλήσουν πληροφορίες για την ιστορία σχηματισμού των αστεριών των γαλαξιών τους. Οι εικόνες στην υπεριώδη ακτινοβολία μπορούν επίσης να βοηθήσουν τους αστρονόμους να αναγνωρίσουν τα προγονικά αστέρια των Υπερκαινοφανών που βρίσκονται στα δεδομένα. "

O σπειροειδής γαλαξίας M74 

Εικόνα:Documentary Photo Gallery of Descubre Foundation 

Ένα από τα θεμελιώδη ερωτήματα που οι αστρονόμοι ελπίζουν να απαντήσουν με τη βοήθεια αυτής της έρευνας είναι η σχέση μεταξύ του σχηματισμού των αστεριών και των μεγάλων αστρικών δομών, παραδείγματος χάριν των σπειροειδών βραχιόνων, που αποτελούν έναν γαλαξία. "Όταν κοιτάζουμε έναν σπειροειδή γαλαξία, συνήθως δεν βλέπουμε μόνο μια τυχαία κατανομή των αστεριών", λέει ο Calzetti. "Είναι μια πολύ συμμαζεμένη δομή, είτε πρόκειται για σπειροειδή βραχίονα είτε για δακτυλίους, και αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους νεότερους αστρικούς πληθυσμούς. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν πολλές ανταγωνιστικές θεωρίες για τη σύνδεση των μεμονωμένων αστεριών που βρίσκονται μέσα σε μεμονωμένα αστρικά σμήνη σε αυτές τις συντεταγμένες δομές.

"Βλέποντας γαλαξίες με πολύ μεγάλη λεπτομέρεια - τα αστρικά σμήνη δηλαδή - καθώς επίσης παρατηρώντας τη σύνδεση τους με μεγαλύτερες δομές, προσπαθούμε να προσδιορίσουμε τις φυσικές παραμέτρους που αποτελούν τη βάση αυτής της ταξινόμησης των αστρικών πληθυσμών μέσα στους γαλαξίες. Η εύρεση του τελικού συνδέσμου που υπάρχει μεταξύ αερίων και σχηματισμού αστεριών είναι το κλειδί για την κατανόηση της εξέλιξης των γαλαξιών. "

Οι αστρονόμοι ελπίζουν επίσης ότι η έρευνα του προγράμματος LEGUS θα βοηθήσει στην ερμηνεία της θέασης των πιο μακρινών γαλαξιών. Οι πιο απομακρυσμένοι γαλαξίες τείνουν να έχουν τα μήκη κύματος εκπομπής υπεριώδους ακτινοβολίας τους συμπιεσμένα σε υπέρυθρη ακτινοβολία εξαιτίας της διαστολής του σύμπαντος. Τα δεδομένα που υπάρχουν στους καταλόγους για τα άστρα και τα αστρικά σμήνη σε αυτούς τους γειτονικούς γαλαξίες, θα βοηθήσουν ώστε να ανοίξει ο δρόμος για αυτό που θα δούμε με το επερχόμενο παρατηρητήριο υπερύθρων της NASA, το περίφημο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο αναπτύχθηκε σε συνεργασία με τον ΕΟΔ (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος) και τον Οργανισμό Διαστήματος του Καναδά (CSA) δηλώνει η Sabbi. 

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα είναι σε θέση να παρατηρήσει την υπέρυθρη λάμψη των νεαρών αστεριών τα οποία είναι παγιδευμένα μέσα σε σκονισμένα αστρικά "κουκούλια", και τα οποία δεν μπορούν να παρατηρηθούν σε εικόνες ορατού και υπεριώδους φωτός "Το ΔΤ  James Webb θα είναι σε θέση επίσης να παρατηρήσει πώς ο αστρικός σχηματισμός εξαπλώνεται πάνω από ένα γαλαξία", συνεχίζει η Sabbi. "Αν έχετε πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες του αερίου, μπορείτε πραγματικά να συνδέσετε τα στοιχεία αυτά και να δείτε πού, πότε και πώς λαμβάνει χώρα η δημιουργία των αστεριών".

Από τον Lee Cavendish

……………….*………………..

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

. Άρατος- Παρατηρησιακή Αστρονομία Σαλαμίνας

. Αστρονομία και Επιστήμη

. Αστροβραδιές Σαλαμίνας

Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη

Πηγή

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:

 https:/www.facebook.com/groups/174408446026959/

 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