Sgr A: Fast Stars Near the Galactic Center

The motions of stars around the black hole at the center of the Milky Way Galaxy. This is a time-lapse movie in infrared light, courtesy Astronomy Picture of the Day.

Η κίνηση των αστέρων γύρω από τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας. Η κινούμενη εικόνα είναι από την ιστοσελίδα Astronomy Picture of the Day.

Κυριακή, 10 Ιανουαρίου 2010

Βίαιες εκρήξεις στο διάστημα

Οι εκρήξεις σουπερνόβα (υπερκαινοφανών) είναι ιδιαιτέρως θεαματικά γεγονότα: Ξαφνικά σε κάποιο σημείο στον ουρανό ένα «νέο αστέρι» εμφανίζεται και λάμπει τόσο πολύ όσο συνολικά ένας γαλαξίας που αποτελείται από δισεκατομμύρια αστέρες. Οι μηχανισμοί πίσω από αυτές τις κοσμικές καταστροφές είναι ποικίλοι. Οι ερευνητές στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής Max Planck στο Garching της Γερμανίας, χρησιμοποιούν τις προσομοιώσεις υπολογιστών για να επιβεβαιώσουν ότι μερικές από αυτές τις φωτεινές σουπερνόβα οφείλονται στη συγχώνευση δύο λευκών νάνων, δηλαδή των υπέρπυκνων υπολειμμάτων αστέρων που έχουν εξαφανιστεί. Δεδομένου ότι οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τις σουπερνόβα για να μετρήσουν τις κοσμικές αποστάσεις και να μελετήσουν την ιστορία επέκτασης του κόσμου μας, η κατανόηση του μηχανισμού τους είναι μια από τις βασικές προκλήσεις στην αστροφυσική.

Οι αστέρες με μικρή μάζα όπως ο ήλιός μας τελειώνουν τις ζωές τους ως λευκοί νάνοι που αποτελούνται από άνθρακα και οξυγόνο ενώ ο αστρικός αντιδραστήρας τήξης στο κέντρο τους δεν είναι πλέον ενεργός. Οι αστέρες αυτοί μπορεί να έχουν το μέγεθος της γης, αλλά η πυκνότητα τους είναι πολύ υψηλή. Ένα κουταλάκι του γλυκού της μάζας τους θα ζύγιζε περίπου τόσο όσο και ένα αυτοκίνητο στον πλανήτη μας.

Δύο τέτοιοι λευκοί νάνοι μπορούν να σχηματιστούν σε ένα διπλό σύστημα. Δεδομένου ότι βάζουν ο ένας τον άλλον σε τροχιά, εκπέμπουν βαρυντικά κύματα. Η προκύπτουσα ενεργειακή απώλεια συρρικνώνει την τροχιά, οι αστέρες προσεγγίζουν μεταξύ τους και τελικά συγχωνεύονται. Από καιρό υπάρχει η σκέψη ότι αυτά τα γεγονότα μπορούν να παραγάγουν τις εκρήξεις σουπερνόβα τύπου Ia.

Η ερευνητική ομάδα για τους υπερκαινοφανείς στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής Max Planck έχει εκτελέσει, στους υπολογιστές, προσομοιώσεις συγχώνευσης δύο λευκών νάνων με πρωτοφανείς λεπτομέρειες. Στην περίπτωση των ίσων μαζών των δύο λευκών νάνων, η συγχώνευση είναι ιδιαίτερα βίαιη. Μέρος του υλικού του ενός λευκού νάνου συντρίβεται πάνω στον άλλο θερμαίνοντας την μάζα από άνθρακα και οξυγόνο, πυροδοτώντας κατ’ αυτό τον τρόπο τις θερμοπυρηνικές εκρήξεις που θα προκαλέσουν μια θεαματική σουπερνόβα.

«Με τις λεπτομερείς προσομοιώσεις της έκρηξης, θα μπορούσαμε να προβλέψουμε ότι οι πραγματικές παρατηρήσεις αντιστοιχούν στον τύπο σουπερνόβα Ia» αναφέρει ο Friedrich Ropke της ομάδας των υπερκαινοφανών. Επομένως έχει καταδειχθεί ότι οι συγχωνεύσεις των λευκών νάνων συμβάλλουν στις σουπερνόβα τύπου Ia, αν και αυτό το σενάριο δεν μπορεί πιθανώς να αποτελέσει κανόνα για όλες αυτές τις εκρήξεις.

«Οι σουπερνόβα είναι μεταξύ των φωτεινότερων παρατηρούμενων κοσμικών εκρήξεων» αναφέρει ο Wolfgang Hillebrandt, διευθυντής στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής Max Planck. «Εντούτοις το πώς διαμορφώνονται, παραμένει κατά ένα μεγάλο μέρος άγνωστο. Με τις προσομοιώσεις μας, έχουμε ρίξει φως τουλάχιστον σε ένα μέρος του παλαιού αινίγματος των δημιουργών των σουπερνόβα τύπου Ia.»

Την περαιτέρω υποστήριξη της περιγραφής των σουπερνόβα Ia που προέρχεται από τις συγχωνεύσεις των λευκών νάνων μας δίνει ένα πρόσφατο έγγραφο από μια άλλη ερευνητική ομάδα υπερκαινοφανών του Ινστιτούτου Αστροφυσικής Max Planck . Δείχνουν ότι το σύνολο των παρατηρούμενων σουπερνόβα τύπου Ia δεν μπορεί να οφείλεται στην βαθμιαία προσαύξηση ύλης του συνοδού αστέρα της κύριας ακολουθίας πάνω στην επιφάνεια του λευκού νάνου – που αποτελεί και την πιο γνωστή θεωρία μέχρι τώρα. Αυτή τη στιγμή η μόνη εναλλακτική λύση είναι η συγχώνευση δύο λευκών νάνων.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου