ZOOLANDER

Πηγή: ScienceDaily, 1 Απριλίου 2008

Αστρονόμοι έχουν κατασκοπεύσει ένα μακρινό σύστημα άστρων που είναι πολύ ασυνήθιστο, μάλιστα ήταν το πρώτο από αυτό το είδος -- έως ότου τους βοήθησε η ανακάλυψή του να επισημάνουν κι ένα δεύτερο που ήταν πολύ πιο κοντά σε μας.

Αστρονόμοι του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Οχάιου έχουν ανακαλύψει έναν νέο τύπο συστήματος άστρων, που μπορεί να είναι ο πρόγονος ενός σπάνιου τύπου σουπερνόβας. Το σύστημα των άστρων ονομάζεται "κίτρινο υπεργιγάντιο δυαδικό σύστημα έκλειψης" -- και περιέχει δύο πολύ φωτεινά, βαριά κίτρινα αστέρια που είναι σε τροχιά πολύ πολύ κοντά το ένα με το άλλο. Στην πραγματικότητα, τα αστέρια είναι τόσο κοντά που ένα μεγάλο ποσό αστρικού υλικού μοιράζεται μεταξύ τους, έτσι ώστε η μορφή του συστήματος να μοιάζει με ένα φυστίκι.

Σε μια δημοσίευση σε ένα πρόσφατο τεύχος του Astrophysical Journal Letters, αστρονόμοι του πολιτειακού πανεπιστημίου του Οχάιου προτείνουν ότι αυτά τα συστήματα άστρων είναι οι πρόγονοι ενός σπάνιου τύπου σουπερνόβας.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το πρώτο τέτοιο σύστημα άστρων 13 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, κρυμμένο στο εσωτερικό του Holmberg ΙΧ, ένα μικρό γαλαξίας που στρέφεται γύρω από το μεγαλύτερο γαλαξία M81. Το έχουν μελετήσει μεταξύ του Ιανουαρίου και του Οκτωβρίου του 2007 με το Μεγάλο Διοφθαλμικό Τηλεσκόπιο (LBT) στο όρος Graham στην Αριζόνα.

Το σύστημα άστρων είναι ασυνήθιστο, επειδή είναι αυτό που οι αστρονόμοι ονομάζουν "υπεργιγάντιο δυαδικό σύστημα έκλειψης" -- περιέχει δύο πολύ φωτεινά, ογκώδη κίτρινα αστέρια σε τροχιά πολύ πολύ κοντά το ένα με το άλλο. Στην πραγματικότητα, τα αστέρια είναι τόσο κοντά που ένα μεγάλο ποσό αστρικού υλικού μοιράζεται μεταξύ τους, έτσι ώστε η μορφή του συστήματος να μοιάζει με ένα φυστίκι.

Σε κάθε περίοδο περιφοράς, το ένα αστέρι κινείται μπροστά μας έτσι ώστε να εμποδίζει να δούμε το άλλο. Από τη Γη, το σύστημα των άστρων λαμπρύνει και εξασθενίζει, επειδή βλέπουμε το φως από δύο αστέρια, κι έπειτα μόνο από ένα αστέρι.

Τα δύο αστέρια σε αυτό το σύστημα εμφανίζονται να είναι σχεδόν ίδια, το κάθε ένα φαίνεται να έχει 15 έως 20 φορές τη μάζα του ήλιού μας

Ο José Prieto, μεταπτυχιακός του πανεπιστημίου του Οχάιου και επικεφαλής της δημοσίευσης, ανέλυσε το νέο σύστημα αστεριών ως τμήμα της διδακτορικής του διατριβης. Στην έρευνά του, έψαξε το ιστορικό αρχείο των παρατηρήσεων για να δει εάν η ομάδα του είχε βρει πράγματι το πρώτα τέτοιο δυαδικό σύστημα.

Έμεινε δε έκπληκτος, όταν βρήκε άλλα ένα σύστημα σε απόσταση λίγο μικρότερη από 230.000 έτη φωτός μακριά στο Μικρό Νέφος του Μαγγελάνου, ένας μικρός γαλαξίας που κινείται γύρω από τον δικό μας.

Αυτό το σύστημα των άστρων είχε ανακαλυφθεί στη δεκαετία του '80, αλλά αναγνωρίστηκε λάθος. Όταν ο Prieto επανεξέτασε τα στοιχεία που οι αστρονόμοι είχαν καταγράψει εκείνη τη χρονιά, είδε ότι το μοτίβο του φωτός ήταν πολύ όμοιο με αυτό που είχε ανιχνεύσει έξω από το M81. Τα αστέρια ήταν ακόμη και του ίδιου μεγέθους -- με 15 έως 20 φορές τη μάζα του ήλιου -- και συγχωνευμένα μαζί στο ίδιο είδος μορφής, του φυστικιού. Το σύστημα ήταν σαφώς ένα υπεργιγάντιο δυαδικό σύστημα έκλειψης.

"Δεν αναμέναμε να βρούμε ένα σύστημα σαν αυτό, πόσο μάλλον δύο," λέει ο Kris Stanek, καθηγητής της αστρονομίας στο ίδιο πανεπιστήμιο. "Αλλά σκέφτομαι ότι αυτό δείχνει πόσο εύκαμπτοι πρέπει να είμαστε στην αστροφυσική. Χρειαστήκαμε το LBT των 8.4 μέτρων για να επισημάνουμε το πρώτο δυαδικό, αλλά το δεύτερο είναι τόσο φωτεινό που θα μπορούσατε να το δείτε με τις διόπτρες στην αυλή σας. Ακόμα, εάν δεν είχαμε βρει το πρώτο σύστημα, δεν θα μπορούσαμε ποτέ να είχαμε βρει και το δεύτερο."

"Αυτό μας δείχνει ότι υπάρχουν ακόμα πολύτιμες ανακαλύψεις που μας κρύβονται. Πρέπει απλώς να έχετε τα μάτια σας ανοικτά και να συνδέεται τα διάφορα γεγονότα."

Η ανακάλυψη αυτή μπορεί να βοηθήσει ώστε να λυθεί ένα άλλο μυστήριο. Από όλα τα σουπερνόβα άστρα, που έχουν μελετηθεί κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών, δύο έχουν συνδεθεί με τους κίτρινους υπεργίγαντες -- και αυτά τα δύο περισσότερο από όσο θα ανέμεναν οι αστρονόμοι.

Ο Prieto εξήγησε το γιατί. Μετά από εκατομμύρια χρόνια ένα αστέρι θα γίνει είτε καυτό είτε ψυχρό, γιατί καταναλώνει (καίει) διάφορα χημικά στοιχεία που υπάρχουν στον πυρήνα του. Τα πιο βαριά αστέρια ταλαντεύονται μεταξύ του να είναι είτε ψυχροί κόκκινοι υπεργίγαντες είτε καυτά μπλε άστρα. Αυτά τα άστρα περνούν την περισσότερη ζωή τους είτε σε ψηλή θερμοκρασία είτε σε χαμηλή θερμοκρασία. Όμως ξοδεύουν λίγο χρόνο στη φάση που έχουν μια ενδιάμεση θερμοκρασία, όπου και ταξινομούνται στην κατηγορία των κίτρινων άστρων. Γι αυτό και οι κίτρινοι υπεργίγαντες που βλέπουμε είναι λίγοι.

Τα περισσότερα αστέρια τελειώνουν τη ζωή τους σαν σουπερνόβα αφού γίνουν πρώτα ερυθροί υπεργίγαντες. Λίγα άστρα θα γίνουν σουπερνόβα αφού ζήσουν πρώτα σαν μπλε υπεργίγαντες. Αλλά κανένα άστρο δεν θα γίνει σουπερνόβα κατά τη διάρκεια της σύντομης κίτρινης μεταβατικής φάσης, που βρίσκεται στα δύο άκρα των θερμοκρασιών.

Τουλάχιστον, αυτό νόμιζαν έως τώρα οι αστρονόμοι.

Ο Prieto, Stanek, και οι συνάδελφοί τους υποψιάζονται ότι τα κίτρινα δυαδικά συστήματα, όπως αυτά που βρήκαν, θα μπορούσαν να είναι οι πρόγονοι αυτών των περίεργων σουπερνοβών.

"Όταν δύο άστρα κινούνται μεταξύ τους πολύ πολύ κοντά, μοιράζονται το υλικό, και η εξέλιξη του ενός έχει επιπτώσεις και στο άλλο," λέει ο Prieto. "Είναι πιθανό δύο υπεργιγάντια άστρα σε ένα τέτοιο σύστημα να εξελίσσονται πιο αργά, και θα ξόδευαν περισσότερο χρόνο στην κίτρινη φάση -- ενώ θα είχαν αρκετό χρόνο ώστε το ένα από αυτά να μπορούσε να εκραγεί ως κίτρινος υπεργίγαντας."

Πηγή: ScienceDaily, 2 Απριλίου 2008

Η ανακάλυψη δύο εργοστασίων παραγωγής υπερκαινοφανών, δηλαδή σπάνια σμήνη ερυθρών υπεργιγάντιων άστρων (RSG), που βρίσκονται στη κεντρική ράβδο του Γαλαξία μας - όπως είναι γνωστόν η κεντρική περιοχή του Γαλαξία μας είναι σε μορφή ράβδου - παρουσιάστηκε σε μια συνεδρίαση στο Μπέλφαστ.

Από επάνω προς τα κάτω απεικόνιση του Γαλαξία μας που παρουσιάζει τη κεντρική ράβδο και τη θέση των σμηνών.

Τα άστρα RSG αντιπροσωπεύουν το τελικό σύντομο στάδιο στον κύκλο της ζωής ενός πολύ μεγάλου άστρου, προτού να γίνει σουπερνόβα. Είναι πολύ σπάνια αντικείμενα, έτσι η ανακάλυψη τόσο πολλών ερυθρών υπεργιγάντιων άστρων στην ίδια θέση είναι πολύ αξιοπρόσεκτη. Και τα δύο σμήνη 'εργοστάσια' περιέχουν 40 RSGs, που είναι σχεδόν το 20% όλων των γνωστοών RSGs μέσα στο Γαλαξία. Αυτά τα αστέρια είναι έτοιμα να γίνουν σουπερνόβες," λέει ο Ben Davies του Τεχνολογικού Ιδρύματος του Ρότσεστερ.

Τα δύο σμήνη βρίσκονται δίπλα δίπλα στην άκρη της γαλαξιακής ράβδου που είναι στο κέντρο του δίσκου του Γαλαξία μας. Είναι πιθανό η αλληλεπίδραση μεταξύ της ράβδου και του δίσκου να προκάλεσε το σχηματισμό άστρων, γεγονός που δημιούργησε τα σμήνη των ερυθρών υπεργιγάντιων άστρων.

Τα σμήνη είναι περίπου 20.000 έτη φωτός από τη Γη και η μεταξύ τους απόσταση είναι 800 έτη φωτός. Το 1ο σμήνος περιέχει 14 τέτοια RSGs και είναι 12 εκατομμυρίων ετών. Το 2ο σμήνος περιέχει 26 RSGs και είναι 17 εκατομμυρίων ετών. Τα βαριά αστέρια παρατηρούνται σπάνια επειδή καίνε τα καύσιμά πολύ γρήγορα. Τα RSGs είναι διπλά σπάνια επειδή το στάδιο του ερυθρού υπεργίγαντα είναι πάρα πολύ σύντομο.

Ο Davies πιστεύει ότι το διάστημα μεταξύ των δύο εκρήξεων είναι περίπου 5000 χρόνια σε αυτά τα σμήνη και γι αυτό μπορούμε να δούμε τα κατάλοιπα μιας έκεηξης σουπερνόβας που έγινε πριν περίπου 5000 χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι η επόμενη θα μπορούσε να γίνει οποτεδήποτε μεταξύ σήμερα και του 7008.

Η ομάδα προσδιόρισε τα σμήνη χρησιμοποιώντας αρχικά μια τεράστια βάση δεδομένων των εικόνων που λήφθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer. Έτσι, βρήκαν δύο ευδιάκριτους σχηματισμούς φωτεινών άστρων πολύ κοντά το ένα με τον άλλο στον αστερισμό Scutum (Ασπίδα) κοντά στον αστερισμό του Τοξότη. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Keck στο Mauna Kea της Χαβάης, μπόρεσαν να επισημάνουν την ακριβή απόσταση κάθε αστεριού σε κάθε ομάδα από τη Γη. Αυτές οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι, σε κάθε ομάδα, ένας μεγάλος αριθμός άστρων ήταν ακριβώς στην ίδια απόσταση από τη Γη, και επομένως ήταν μέλη του ίδιου σμήνους.

Κι όπως λέει ο Davies, "η ανακάλυψη αυτών των σμηνών μας δίνει την ευκαιρία να πάρουμε απαντήσεις σε μερικά ζητήματα της αστροφυσικής, όπως για τους ακριβείς μηχανισμούς της εξέλιξης των βαρέων άστρων προς σουπερνόβα, και για το πώς η γαλαξιακή ράβδος μπορεί να προκαλέσει τεράστια γεγονότα γεννήσεων άστρων στο Γαλαξία μας."

Πηγή: AFP, 3 Απριλίου 2008

Η ανακάλυψη στο Γαλαξία της πιο μικρής μαύρης τρύπας που γνωρίσαμε έως τώρα δίνει φτερά στη NASA, αλλά θα εμφανίσει νέες προκλήσεις στους μελλοντικούς διαστημικούς ταξιδιώτες, οι οποίοι θα αποτολμήσουν να περάσουν πάρα πολύ κοντά της.

Μικροσκοπική αλλά με έντονη δράση, με μια μάζα 3,8 φορές αυτής του ήλιου μας και με μια διάμετρο μόνο 24 χιλιομέτρων, αυτή η μαύρη τρύπα μέσα στο Γαλαξία είναι "στα όρια της θεωρίας" για το φαινόμενο του σχηματισμού της, σύμφωνα με ένα επιστήμονα της NASA από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard.

Δεξιά: Καλλιτεχνική απεικόνιση της μαύρης τρύπας XTE J1650-500 (στο κέντρο) δίπλα στο συνοδό της άστρο

"Για πολλά χρόνια οι αστρονόμοι θέλησαν να ξέρουν το μικρότερο πιθανό μέγεθος μιας μαύρης τρύπας, και αυτός ο μικρός τύπος είναι ένα μεγάλο βήμα προς την απάντηση εκείνης της ερώτησης," λέει ο Nikolai Shaposhnikov.

Αυτός και ο συνάδελφος του Lev Titarchuk έκαναν την ανακάλυψη με την βοήθεια του δορυφόρου Rossi X-ray Timing Explorer της NASA.

Μια μαύρη τρύπα, που μπορεί να σχηματιστεί όταν καταρρέει ένα βαρύ άστρο αποκτώντας σχεδόν άπειρη πυκνότητα, απορροφά τα πάντα με τη βαρυτική έλξη της, συμπεριλαμβανομένου και του φωτός. Οι υπερβαρέες μαύρες τρύπες μπορούν να είναι δισεκατομμύρια φορές βαρύτερες από τον ήλιο μας.

Η τελευταία μαύρη τρύπα ανακαλύφθηκε το 2001 δίπλα σε ένα κανονικό άστρο με το οποίο σχηματίζουν μαζί ένα δυαδικό σύστημα, το XTE J1650-500, και που ονομάστηκε έτσι από τις συντεταγμένες του στον αστερισμό Ara.

Παρά το μικρό μέγεθός της, η νέα μαύρη τρύπα με το αρνητικό ρεκόρ στη μάζα μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο για τους μελλοντικούς διαστημικούς ταξιδιώτες στο Γαλαξία μας, οπότε θα πρέπει να την πάρουν υπ' όψιν τους, λέει ο Shaposhnikov. Οι μικρές μαύρες τρύπες ασκούν μια δύναμη συγκριτικά πολύ πιο μακριά από αυτήν των μεγαλύτερων μαύρων οπών, που βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών.

"Εάν τολμήσετε να πάτε κοντά στη μαύρη τρύπα J1650, η βαρύτητά της θα ασκούσε παλιρροιακές δυνάμεις πάνω στο σώμα σας, με αποτέλεσμα να σας κάνει σαν το μακαρόνι λεπτό," τονίζει ο Shaposhnikov.

Η μαύρη τρύπα δεν μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα, αλλά ανιχνεύεται από την επίδρασή της πάνω στα περίχωρά της. Οι επιστήμονες παρατηρούν την ύλη που παγιδεύεται στην ισχυρή βαρύτητά της, και που κινείται σπειροειδώς προς το εσωτερικό της ενώ θερμαίνεται λόγω της τριβής προτού την καταπιεί η μαύρη τρύπα.

Οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν επίσης τεράστιες ποσότητες ακτίνων X, με ένταση που μεταβάλλεται περιοδικά οπότε λέγεται ημι-περιοδική ταλάντωση (QPO).

Οι Shaposhnikov και Titarchuk χρησιμοποίησαν τη συχνότητα QPO (μεταβολής της έντασης) για να καθορίσουν τη μάζα της μαύρης τρύπας -- δηλαδή 3,8 φορές αυτής του ήλιου μας -- με ένα περιθώριο λάθους τη μισή μάζα του ήλιου. Το αποτέλεσμα ήταν πιο κάτω από την προηγούμενη μικρότερη μάζα μιας μαύρης τρύπας που ξέραμε, 6,3 φορές αυτής του ήλιου.

Ο λόγος που μεταβάλλεται η ένταση περιοδικά συζητείται ακόμα, αλλά μερικοί επιστήμονες λένε ότι οφείλεται στο αέριο που συσσωρεύεται επανειλημμένα κοντά στη μαύρη τρύπα και εν συνεχεία καταπίνεται.

Ανεξάρτητα από το πώς παράγονται, η συχνότητα της QPO εμφανίζεται να σχετίζεται πολύ με τη μάζα της μαύρης τρύπας. Οι Shaposhnikov και Titarchuk έχουν χρησιμοποιήσει και προηγουμένως αυτήν την σχέση για να υπολογίσουν τη μάζα τριών άλλων μαύρων οπών που είχαν "ζυγιστεί" από πριν με άλλες μεθόδους, και βρήκαν μια καλή συμφωνία μεταξύ των διαφορετικών προσεγγίσεων.

Εξωτικές μαύρες τρύπες μπορεί να είχαν παραχθεί και στα βίαια γεγονότα των πρώτων στιγμών του Κόσμου. Μερικές από αυτές τις αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να είναι μικροσκοπικές, αλλά μέχρι τώρα καμία από αυτές τις εξωτικές μαύρες τρύπες δεν έχει ανιχνευθεί.

Η μικροσκοπική μάζα της μαύρης τρύπας πλησιάζει τα όρια που έχουν προβλέψει οι αστρονόμοι για ένα τέτοιο αντικείμενο, γι αυτό και η ανακάλυψη της έχει ιδιαίτερη σημασία για την έρευνα στη θεμελιώδη φυσική.

Κάτω από κάποιο άγνωστο κρίσιμο κατώτατο όριο, ένα άστρο που πεθαίνει πρέπει να παραγάγει ένα αστέρι νετρονίων αντί μιας μαύρης τρύπας. Οι αστρονόμοι σκέφτονται ότι το όριο μεταξύ του σχηματισμού μιας μαύρης τρύπας και ενός άστρου νετρονίων βρίσκεται κάπου μεταξύ 1,7 και 2,7 ηλιακές μάζες ή 330.000 φορές τη μάζα της γης.

Η γνώση αυτού του ορίου είναι κρίσιμη για να ξέρουμε πώς η ύλη συμπεριφέρεται κάτω από μια εξαιρετικά υψηλή πυκνότητα.

Πηγή: ScienceDaily, 29 Μαρτίου 2008

Για πρώτη φορά φυσικοί ήταν σε θέση να ταυτοποιήσουν μεμονωμένα φωτόνια τα οποία επέστρεψαν πίσω στη Γη. Τα φωτόνια αυτά αφού είχαν σταλεί στο διάστημα εν συνεχεία ανακλάστηκαν πάνω σε μια κεραία ενός διαστημικού δορυφόρου, σχεδόν, 1.500 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη. Το πείραμα έχει έτσι αποδείξει τη δυνατότητα κατασκευής ενός κβαντικού καναλιού μεταξύ του διαστήματος και της γης.

Το πείραμα, που δημοσιεύτηκε στο New Journal of Physics, αφορά τη δυνατότητα ενός απολύτως ασφαλούς καναλιού για την παγκόσμια επικοινωνία, μέσω δορυφόρων στο διάστημα. Κι όλα αυτά χάρις στις προόδους στην κβαντομηχανική.

Δορυφόρος GPS: Οι ερευνητές έστειλαν φωτόνια κατευθείαν στον Ιαπωνικό δορυφόρο Ajisai και ήταν σε θέση να αποδείξουν ότι τα φωτόνια που λήφθηκαν πίσω στον επίγειο σταθμό Matera, στη νότια Ιταλία, είναι τα ίδια με αυτά που αρχικά είχαν εκπεμφθεί.

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τους Paolo Villoresi και Cesare Barbieri από το πανεπιστήμιο της Πάδοβας, έχει λάβει περίπλοκα μέτρα για να πυροδοτήσει φωτόνια άμεσα προς τον ιαπωνικό δορυφόρο Ajisai. Οι ερευνητές ήταν σε θέση να αποδείξουν ότι τα φωτόνια που παραλήφθηκαν πίσω στον επίγειο σταθμό Matera, στη Νότια Ιταλία, είναι τα ίδια με αυτά που αρχικά είχαν εκπεμφθεί.

Αυτές οι ειδήσεις θα χαροποιήσουν τις επιχειρήσεις, τις τράπεζες, και τις υπηρεσίες ασφαλείας σε όλο τον κόσμο, δεδομένου ότι προετοιμάζουν το έδαφος για την κβαντικά κρυπτογραφημένη επικοινωνία - η μόνη μορφή επικοινωνίας που θα μπορούσε να εξασφαλίσει με απόλυτη σιγουριά ότι δεν υπάρχει κανένας ωτακουστής.

Μέχρι τώρα, η κβαντικά κρυπτογραφημένη επικοινωνία έχει αποδειχθεί πιθανή μόνο σε αποστάσεις μέχρι 150 χιλιόμετρα, είτε με τη βοήθεια οπτικών ινών είτε μέσω των τηλεσκοπίων. Όταν στέλνονται με τη βοήθεια των οπτικών ινών, τα φωτόνια διαλύονται λόγω της σκέδασης και την προσρόφηση, ενώ με τη χρησιμοποίηση των τηλεσκοπίων, τα φωτόνια υπόκεινται στις παρεμβαλλόμενες ατμοσφαιρικές συνθήκες.

Ο Anton Zeilinger, κάτοχος για το 2008 του βραβείου Newton του Ιδρύματος της Φυσικής, συμμετείχε κι αυτός στην έρευνα. Η ομάδα θεωρεί ότι τώρα η κβαντική επικοινωνία ανάμεσα στη Γη και το διάστημα είναι δυνατή με τη διαθέσιμη τεχνολογία.

Κι όπως λένε οι επιστήμονες, "έχουμε επιτύχει σημαντικά πειραματικά αποτελέσματα για την πραγματοποίηση ενός κβαντικού καναλιού επικοινωνίας, καθώς επίσης και πώς να προσαρμόσουμε την υπάρχουσα τεχνολογία των λέιζερ για την κβαντική επικοινωνία."

Η ομάδα θα συνεχίσει την έρευνα της προσπαθώντας να εκπέμψει και να λάβει κβαντικά κλειδιά κρυπτογράφησης, (μια σειρά από 1 και 0 που δεν σπάνε), που θα επιτρέπουν την κβαντική επικοινωνία από έναν ενεργό αποστολέα στο διάστημα. Η Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία έχει χρηματοδοτήσει την αρχική φάση αυτού του προγράμματος.

ΤΙ ΚΟΙΝΟ ΕΧΟΥΝ ΤΑ ΣΠΕΡΜΑΤΟΖΩΑΡΙΑ ΜΕ ΤΟΥΣ ΔΗΜΟΣΙΟΥΣ ΥΠΑΛΛΗΛΟΥΣ;