2017-10-17 20:06:10
«Το χρυσό που βλέπετε πάνω σε αυτό το ρολόι τσέπης είναι πολύ πιθανόν να δημιουργήθηκε από μια σύγκρουση αστέρων νετρονίου». Mε αυτή τη φράση και κρατώντας το χρυσό ρολόι του παππού του, ο Ντέιβιντ Ράιτζ, διευθυντής του LIGO και καθηγητής του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech), περιέγραφε χθες στους δημοσιογράφους το «χρυσωρυχείο», μεταφορικά και κυριολεκτικά, της νέας ιστορικής ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων που προκλήθηκαν από τον βίαιο χορό και την τελική σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων.Για πρώτη φορά οι επιστημόνες κατάφεραν να «δουν» και να «ακούσουν» τη μονομαχία δύο ιδιαίτερων ουράνιων σωμάτων και να ρίξουν μια ματιά βαθιά στο χημικό εργαστήριο του σύμπαντος από το οποίο βγαίνουν τα στοιχεία που σμιλεύουν ένα από τα πιο πολύτιμα μέταλλα στη γη, τον χρυσό.
Η σύγκρουση των δύο αστέρων νετρονίου «τάραξε» τον χωροχρόνο του σύμπαντος και δημιούργησε κυματισμούς, όπως συμβαίνει όταν μια πέτρα πέσει στην επιφάνεια μιας λίμνης (όπου λίμνη ο ίδιος ο χώρος, το Διάστημα), οι οποίοι έφτασαν στους υπερευαίσθητους ανιχνευτές του LIGO στην Αμερική και του VIRGO στην Ιταλία τον περασμένο Αύγουστο
. Αμέσως σήμανε συναγερμός στην επιστημονική κοινότητα και 70 τηλεσκόπια στη Γη και στο Διάστημα έστρεψαν το βλέμμα τους στην πηγή των βαρυτικών κυμάτων. Τα «πυροτεχνήματα» ακτίνων Γάμμα που δημιούργησε η σύγκρουση των δύο αστέρων έφτασαν στα μάτια των τηλεσκοπίων και οι επιστήμονες έγιναν μάρτυρες ενός κοσμικού γεγονότος που συντελέστηκε 130 εκατ. έτη φωτός μακριά ή με άλλα λόγια όταν στη Γη κυριαρχούσαν οι δεινόσαυροι.
«Ενα από τα πιο σημαντικά μυστήρια της αστροφυσικής λύθηκε», τονίζει αποκλειστικά στην «Κ» ο Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης, senior research scientist του ΜΙΤ και μέλος της επιστημονικής ομάδας LIGO. Ο καθηγητής μάς εξηγεί ότι «το σμίξιμο των δύο αστέρων νετρονίων, ο τελευταίος χορός που καταγράφηκε από το LIGO και το VIRGO για περίπου 100 δευτερόλεπτα, οδήγησε σε ένα “παρανάλωμα πυρός” στον αστέρα που έδωσε την ισχυρή δέσμη φωτονίων Γάμμα για μερικά ακόμη δευτερόλεπτα, δημιουργώντας “κάρβουνα” που έκαιγαν και φώτιζαν σε όλα τα μήκη κύματος για πολλές ώρες και μέρες».
Οι ριπές ακτίνων Γάμμα είναι ένα φαινόμενο που παρατηρούν οι επιστήμονες τα τελευταία 50 χρόνια χωρίς να γνωρίζουν τι προκαλεί τη δημιουργία μιας ειδικής κατηγορίας ακτίνων, εκείνων που έχουν διάρκεια ζωής μικρότερη από δύο δευτερόλεπτα. Ετσι, χωρίς να υπάρχουν προηγούμενες ενδείξεις, όπως επισημαίνει ο κ. Κατσαβουνίδης, η παρατήρηση μέσω βαρυτικών κυμάτων των αστέρων νετρονίων συνοδεύτηκε από τέτοια ριπή ακτίνων Γάμμα, που καταγράφηκε από τους δορυφόρους Fermi της NASA και Integral του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. «Αυτή η “θράκα” ήταν μοναδική. Μολονότι έχουμε δει πάρα πολλές από αυτές σε άλλα βίαια αστροφυσικά φαινόμενα, αυτή ξεχώρισε διότι προήλθε από μια διαφορετική λειτουργία σύνθεσης βαρέων στοιχείων από ελαφρότερα. Είναι εκεί που δημιουργούνται στοιχεία όπως ο χρυσός και η πλατίνα», σημειώνει ο καθηγητής.
«Χρυσή» ανακάλυψη
To φαινόμενο της σύγκρουσης δύο αστέρων νετρονίων ονομάζεται «κιλονόβα» και ενώ στη θεωρία είχε προβλεφθεί πριν από δεκαετίες, δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ ξανά μέχρι την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων. «Μέχρι σήμερα δεν μπορούσαμε να καταλάβουμε από πού προέρχονται ορισμένα βαρέα χημικά στοιχεία, όπως ο χρυσός και η πλατίνα, αλλά τώρα μπορούμε να πούμε πως γνωρίσαμε ακόμη έναν “ρυπαντή” του σύμπαντος, το κιλονόβα, και πως σε κάθε χρυσό κόσμημα που φοράμε επάνω μας έχουμε ένα κομμάτι της αστρικής εξέλιξης», σημειώνει ο κ. Κατσαβουνίδης.
Ενας σημαντικός «αγγελιαφόρος» μηνύματος εκατομμυρίων ετών
Τα βαρυτικά κύματα είναι ο πιο σημαντικός «αγγελιαφόρος του σύμπαντος», μας λέει ο Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης από τη Βοστώνη. Το «μήνυμα» που μεταφέρουν ξεκίνησε το ταξίδι του εκατομμύρια χρόνια πριν και αποτελεί ένα συμπαντικό ευτύχημα που η επιβεβαίωση της ύπαρξής τους άργησε μόνο 100 χρόνια. Ο Αλμπερτ Αϊνστάιν προέβλεψε πριν από έναν αιώνα ότι ο χώρος και χρόνος έχουν την ιδιότητα να καμπυλώνουν και να δημιουργούνται κυματισμοί, σαν να κουνάμε ένα μπολ φρουί ζελέ, όταν μαύρες τρύπες συναντούν άλλες μαύρες τρύπες ή αστέρες νετρονίων σε ένα γαϊτανάκι κοσμικών γεγονότων. Ωστόσο, χρειάστηκε να φτάσουμε στον Φεβρουάριο του 2016 για να επιβεβαιωθεί η πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων (από την ένωση δύο μαύρων τρυπών), ανοίγοντας ένα νέο παράθυρο στην εξερεύνηση του σύμπαντος και χαρίζοντας το Νομπέλ Φυσικής στους τρεις πρωτεργάτες των πειραμάτων, τους καθηγητές Φυσικής Ράινερ Βάις, Κιπ Θορν και Μπάρι Μπάρις.
«Νέα» αστρονομία
Η πρόσφατη ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων με κωδικό «GW170817», από την ημερομηνία παρατήρησής τους, θα περάσει στην ιστορία ως ένας νέος τρόπος παρατήρησης του σύμπαντος, τη λεγόμενη «αστρονομία πολλαπλών μέσων». «Με τη νέα ανακάλυψη και με πολλές ακόμη που αναμένονται από τους ανιχνευτές μπορούμε να μελετήσουμε τη δομή και τη φυσική των αστέρων νετρονίων και να μάθουμε περισσότερα για τη διαστολή του σύμπαντος», τονίζει ο κ. Κατσαβουνίδης. Η μεγάλη διαφορά με τα βαρυτικά κύματα των μελανών οπών είναι η έκλυση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που επέτρεψε στους επιστήμονες να «δουν», ενώ οι μαύρες τρύπες είναι τόσο ισχυρές, που απορροφούν κάθε πηγή φωτός και έτσι πριν από δύο χρόνια οι ανιχνευτές μπορούσαν μόνο να «ακούσουν» τα κύματα όταν έφταναν στη Γη. «Το μέλλον των βαρυτικών κυμάτων θα είναι ηχηρό και λαμπρό. Οσο βελτιώνουμε την ευαισθησία των ανιχνευτών, θα μπορέσουμε να δούμε πιο “βαθιά” στο σύμπαν», τονίζει ο καθηγητής.
Αστέρες νετρονίων
Τα αστέρια νετρονίων δημιουργούνται όταν καταρρέει απότομα η «καρδιά» ενός γιγάντιου άστρου. «Η κατάρρευση οδηγεί στην τρομακτική συμπίεση του αστρικού πυρήνα, εξαναγκάζοντας τα ηλεκτρόνια να συγχωνευθούν με τα πρωτόνια του πυρήνα, με αποτέλεσμα τη δημιουργία νετρονίων και νετρίνων», επισημαίνει μεταξύ άλλων σε σχετικό άρθρο του ο επίτιμος διευθυντής του Ευγενίδειου Πλανηταρίου Διονύσης Σιμόπουλος. Τα νετρίνα δραπετεύουν αλλά τα νετρόνια παραμένουν και δημιουργούν μια σφαίρα με την πιο λεία και στερεή επιφάνεια του σύμπαντος, η οποία περιστρέφεται σα σβούρα. «Τα άστρα αυτά σε κάθε περιστροφή τους εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες ακτινοβολιών από τους μαγνητικούς τους πόλους σαν απόκοσμοι φάροι του Διαστήματος», επισημαίνει ο κ. Σιμόπουλος. Η πυκνότητα ενός αστέρα νετρονίων είναι τόσο μεγάλη, ώστε αν ένα κομμάτι του στο μέγεθος ενός κόκκου άμμου έπεφτε πάνω στη Γη, θα τη διαπερνούσε από τη μια άκρη στην άλλη σαν να ήταν από βούτυρο.
Πηγή: Καθημερινή του Σ. Ιωαννίδη
Η σύγκρουση των δύο αστέρων νετρονίου «τάραξε» τον χωροχρόνο του σύμπαντος και δημιούργησε κυματισμούς, όπως συμβαίνει όταν μια πέτρα πέσει στην επιφάνεια μιας λίμνης (όπου λίμνη ο ίδιος ο χώρος, το Διάστημα), οι οποίοι έφτασαν στους υπερευαίσθητους ανιχνευτές του LIGO στην Αμερική και του VIRGO στην Ιταλία τον περασμένο Αύγουστο
«Ενα από τα πιο σημαντικά μυστήρια της αστροφυσικής λύθηκε», τονίζει αποκλειστικά στην «Κ» ο Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης, senior research scientist του ΜΙΤ και μέλος της επιστημονικής ομάδας LIGO. Ο καθηγητής μάς εξηγεί ότι «το σμίξιμο των δύο αστέρων νετρονίων, ο τελευταίος χορός που καταγράφηκε από το LIGO και το VIRGO για περίπου 100 δευτερόλεπτα, οδήγησε σε ένα “παρανάλωμα πυρός” στον αστέρα που έδωσε την ισχυρή δέσμη φωτονίων Γάμμα για μερικά ακόμη δευτερόλεπτα, δημιουργώντας “κάρβουνα” που έκαιγαν και φώτιζαν σε όλα τα μήκη κύματος για πολλές ώρες και μέρες».
Οι ριπές ακτίνων Γάμμα είναι ένα φαινόμενο που παρατηρούν οι επιστήμονες τα τελευταία 50 χρόνια χωρίς να γνωρίζουν τι προκαλεί τη δημιουργία μιας ειδικής κατηγορίας ακτίνων, εκείνων που έχουν διάρκεια ζωής μικρότερη από δύο δευτερόλεπτα. Ετσι, χωρίς να υπάρχουν προηγούμενες ενδείξεις, όπως επισημαίνει ο κ. Κατσαβουνίδης, η παρατήρηση μέσω βαρυτικών κυμάτων των αστέρων νετρονίων συνοδεύτηκε από τέτοια ριπή ακτίνων Γάμμα, που καταγράφηκε από τους δορυφόρους Fermi της NASA και Integral του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. «Αυτή η “θράκα” ήταν μοναδική. Μολονότι έχουμε δει πάρα πολλές από αυτές σε άλλα βίαια αστροφυσικά φαινόμενα, αυτή ξεχώρισε διότι προήλθε από μια διαφορετική λειτουργία σύνθεσης βαρέων στοιχείων από ελαφρότερα. Είναι εκεί που δημιουργούνται στοιχεία όπως ο χρυσός και η πλατίνα», σημειώνει ο καθηγητής.
«Χρυσή» ανακάλυψη
To φαινόμενο της σύγκρουσης δύο αστέρων νετρονίων ονομάζεται «κιλονόβα» και ενώ στη θεωρία είχε προβλεφθεί πριν από δεκαετίες, δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ ξανά μέχρι την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων. «Μέχρι σήμερα δεν μπορούσαμε να καταλάβουμε από πού προέρχονται ορισμένα βαρέα χημικά στοιχεία, όπως ο χρυσός και η πλατίνα, αλλά τώρα μπορούμε να πούμε πως γνωρίσαμε ακόμη έναν “ρυπαντή” του σύμπαντος, το κιλονόβα, και πως σε κάθε χρυσό κόσμημα που φοράμε επάνω μας έχουμε ένα κομμάτι της αστρικής εξέλιξης», σημειώνει ο κ. Κατσαβουνίδης.
Ενας σημαντικός «αγγελιαφόρος» μηνύματος εκατομμυρίων ετών
Τα βαρυτικά κύματα είναι ο πιο σημαντικός «αγγελιαφόρος του σύμπαντος», μας λέει ο Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης από τη Βοστώνη. Το «μήνυμα» που μεταφέρουν ξεκίνησε το ταξίδι του εκατομμύρια χρόνια πριν και αποτελεί ένα συμπαντικό ευτύχημα που η επιβεβαίωση της ύπαρξής τους άργησε μόνο 100 χρόνια. Ο Αλμπερτ Αϊνστάιν προέβλεψε πριν από έναν αιώνα ότι ο χώρος και χρόνος έχουν την ιδιότητα να καμπυλώνουν και να δημιουργούνται κυματισμοί, σαν να κουνάμε ένα μπολ φρουί ζελέ, όταν μαύρες τρύπες συναντούν άλλες μαύρες τρύπες ή αστέρες νετρονίων σε ένα γαϊτανάκι κοσμικών γεγονότων. Ωστόσο, χρειάστηκε να φτάσουμε στον Φεβρουάριο του 2016 για να επιβεβαιωθεί η πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων (από την ένωση δύο μαύρων τρυπών), ανοίγοντας ένα νέο παράθυρο στην εξερεύνηση του σύμπαντος και χαρίζοντας το Νομπέλ Φυσικής στους τρεις πρωτεργάτες των πειραμάτων, τους καθηγητές Φυσικής Ράινερ Βάις, Κιπ Θορν και Μπάρι Μπάρις.
«Νέα» αστρονομία
Η πρόσφατη ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων με κωδικό «GW170817», από την ημερομηνία παρατήρησής τους, θα περάσει στην ιστορία ως ένας νέος τρόπος παρατήρησης του σύμπαντος, τη λεγόμενη «αστρονομία πολλαπλών μέσων». «Με τη νέα ανακάλυψη και με πολλές ακόμη που αναμένονται από τους ανιχνευτές μπορούμε να μελετήσουμε τη δομή και τη φυσική των αστέρων νετρονίων και να μάθουμε περισσότερα για τη διαστολή του σύμπαντος», τονίζει ο κ. Κατσαβουνίδης. Η μεγάλη διαφορά με τα βαρυτικά κύματα των μελανών οπών είναι η έκλυση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που επέτρεψε στους επιστήμονες να «δουν», ενώ οι μαύρες τρύπες είναι τόσο ισχυρές, που απορροφούν κάθε πηγή φωτός και έτσι πριν από δύο χρόνια οι ανιχνευτές μπορούσαν μόνο να «ακούσουν» τα κύματα όταν έφταναν στη Γη. «Το μέλλον των βαρυτικών κυμάτων θα είναι ηχηρό και λαμπρό. Οσο βελτιώνουμε την ευαισθησία των ανιχνευτών, θα μπορέσουμε να δούμε πιο “βαθιά” στο σύμπαν», τονίζει ο καθηγητής.
Αστέρες νετρονίων
Τα αστέρια νετρονίων δημιουργούνται όταν καταρρέει απότομα η «καρδιά» ενός γιγάντιου άστρου. «Η κατάρρευση οδηγεί στην τρομακτική συμπίεση του αστρικού πυρήνα, εξαναγκάζοντας τα ηλεκτρόνια να συγχωνευθούν με τα πρωτόνια του πυρήνα, με αποτέλεσμα τη δημιουργία νετρονίων και νετρίνων», επισημαίνει μεταξύ άλλων σε σχετικό άρθρο του ο επίτιμος διευθυντής του Ευγενίδειου Πλανηταρίου Διονύσης Σιμόπουλος. Τα νετρίνα δραπετεύουν αλλά τα νετρόνια παραμένουν και δημιουργούν μια σφαίρα με την πιο λεία και στερεή επιφάνεια του σύμπαντος, η οποία περιστρέφεται σα σβούρα. «Τα άστρα αυτά σε κάθε περιστροφή τους εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες ακτινοβολιών από τους μαγνητικούς τους πόλους σαν απόκοσμοι φάροι του Διαστήματος», επισημαίνει ο κ. Σιμόπουλος. Η πυκνότητα ενός αστέρα νετρονίων είναι τόσο μεγάλη, ώστε αν ένα κομμάτι του στο μέγεθος ενός κόκκου άμμου έπεφτε πάνω στη Γη, θα τη διαπερνούσε από τη μια άκρη στην άλλη σαν να ήταν από βούτυρο.
Πηγή: Καθημερινή του Σ. Ιωαννίδη
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
