COVER death stars PDF ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿ, 20 ...ψεις του ο Τζιορντάνο...

COVER_death_stars_PDF

ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿ, 20 ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿ 2009 1:41:05 ÿÿÿÿÿì

ΠΠεερριιεεχχόόμμεεννααΠΠεερριιεεχχόόμμεεννααΠρόλογος 44Οι Αρχαίες Αντιλήψεις 66Η Εξέλιξη της Αστρονοµίας στην Αναγέννηση

Ο Αγγελιοφόρος των Άστρων

Το Ηλεκτροµαγνητικό Φάσµα

Η Εξελικτική Πορεία των Άστρων

Κόκκινοι Γίγαντες και Άσπροι Νάνοι

Νόβα και Σουπερνόβα

Πάλσαρ: Παλλόµενες Ραδιοπηγές

Άστρα Νετρονίων

11001144220022443300

33664422

4466

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:33 ìì

Αστρικοί Κανίβαλοι

Ο Θάνατος Ενός Υπεργίγαντα

«Λείψανα Άστρων µε Μορφές Αραχνιασµένες…»

Η Σουπερνόβα 1987Α

Νετρίνα από την Κόλαση

Μαύρες Τρύπες

Παράξενες Ιδιότητες

∆αιµονικά Πουλιά του Σύµπαντος

Επίλογος: Είµαστε Αστρόσκονη

Συντελεστές της Παράστασης

55005544

660066667700

77668822

8866992299449966Ενδεικτική Βιβλιογραφία

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:33 ìì

ΠΠρρόόλλοογγοοςςΟ Οδηγός αυτός, όπως και οι προηγούµενοι, αποσκοπεί στην παρουσίαση περισσότερων πρό-σθετων πληροφοριών απ’ όσες θα ήταν δυνατόν να παρουσιαστούν σ’ ένα σενάριο 40 λεπτών,αν και, ακόµη κι εδώ, δεν είναι δυνατόν να δώσουµε όλες τις πιθανές απαντήσεις και πληρο-φορίες που ίσως κάποιος θα ήθελε να µάθει γύρω από τα διάφορα θέµατα που παρουσιάζον-ται στη διάρκεια της παράστασης. Μ’ αυτόν τον τρόπο ελπίζουµε ότι οι θεατές, οποιασδήποτεηλικίας, θα µπορέσουν να αποκοµίσουν µεγαλύτερα οφέλη από την εµπειρία τους στη διάρ-κεια της παράστασης.

Γιατί ο στόχος του Ευγενιδείου Πλανηταρίου συνεχίζει, όπως πάντα, να είναι η βελτίωση τηςποιότητας της επιστηµονικής επιµόρφωσης των πολιτών της χώρας µας, ενώ έχει επίσης τη ση-µαντική αποστολή να κάνει γνωστά τα επιτεύγµατα της επιστήµης στο ευρύ κοινό και να δια-φωτίσει τον κόσµο σχετικά µε τη φύση της επιστηµονικής έρευνας και αυτής τούτης τηςΕπιστήµης. Η παράσταση µε τίτλο «Ο Θάνατος των Άστρων» δηµιουργήθηκε στα πλαίσια τωνδιαφόρων δραστηριοτήτων που σχεδιάζει το Ίδρυµα Ευγενίδου για τον εορτασµό της 400ηςεπετείου από τη χρήση του πρώτου τηλεσκόπιου από το Γαλιλαίο το 1609. Γι’ αυτό, άλλωστε, η∆ιεθνής Αστρονοµική Ένωση (IAU) και η UNESCO έχουν ανακηρύξει το 2009 ως «ΠαγκόσµιοΈτος Αστρονοµίας».

Στην παράσταση αυτή προσπαθήσαµε να δώσουµε µια σύντοµη αλλά περιεκτική περιγραφήτων διαφόρων τρόπων µε τους οποίους πεθαίνουν τα άστρα. Γιατί, όπως και κάθε τι άλλο σ’ ολά-κερο το Σύµπαν, έτσι και τα άστρα, γεννιούνται, εξελίσσονται και κάποια στιγµή πεθαίνουν. Στατελευταία στάδια της ζωής τους όλα τα άστρα µετατρέπονται σε κόκκινους γίγαντες. Το στάδιοαυτό είναι ο προθάλαµος του θανάτου τους, που θ' αφήσει πίσω του ένα από τρία πιθανά «λεί-ψανα», ανάλογα µε τη µάζα που έχει κάθε άστρο. Άστρα µε λιγότερα υλικά από τέσσερις ηλια-κές µάζες θα µετατραπούν σε άσπρους νάνους. Άστρα µε 4 έως 25 ηλιακές µάζες θα γίνουνπάλσαρ ή άστρα νετρονίων. Άστρα µε ακόµη µεγαλύτερες µάζες θα καταλήξουν να γίνουν Μαύ-ρες Τρύπες. Ο εκρηκτικός, όµως, θάνατος ενός άστρου είναι ταυτόχρονα ένα τέλος και µια αρχή.Γιατί χωρίς τις αστρικές εκρήξεις δεν θα υπήρχε η Γη, δεν θα υπήρχαν βράχια και βότσαλα, δενθα υπήρχαν φυτά και ζώα, δεν θα υπήρχε ο άνθρωπος.

Τελειώνοντας θα ήθελα να ευχαριστήσω θερµά όλους τους φίλους - συνεργάτες της δηµιουρ-γικής µας οµάδας που συµµετείχαν στη διαµόρφωση της νέας µας παράστασης και των οποίωντα ονόµατα παρατίθενται στις τελευταίες σελίδες του παρόντος Οδηγού. Αισθάνοµαι, όµως, τηνανάγκη να ευχαριστήσω ιδιαίτερα, για την εξαιρετική τους δουλειά, τους συναδέλφους ΜάριοΠαρίση και Ευγενία Στάβαρη (κασέ-σελιδοποίηση) οι οποίοι επιµελήθηκαν την έκδοση αυτή.

∆ιονύσης Π. Σιµόπουλος∆ιευθυντής Ευγενιδείου Πλανηταρίου44 -- ΟΟ ΘΘάάννααττοοςς ττωωνν ΆΆσσττρρωωνν

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:33 ìì

Πρόλογος

ΠΠρρόόλλοογγοοςς -- 55

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:33 ìì

66 -- ΟΟ ΘΘάάννααττοοςς ττωωνν ΆΆσσττρρωωνν

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

ΟΟιιΑΑρρχχααίίεεςςΑΑννττιιλλήήψψεειιςςΣκεφτήκατε ποτέ πoιο είναι πραγµατικά το κέντρο τουΣύµπαντος; Η απάντηση σ’ αυτήν τη φαινοµενικά απλήερώτηση είναι µια πραγµατικά συναρπαστική ιστορία.Μια ιστορία µε σκηνικό το Σύµπαν, ηθοποιούς τα φαινό-µενα του ουρανού και πλοκή την ιστορία της φύσης. Είναιµια ιστορία γεµάτη περιπέτειες, θριάµβους και απογοη-τεύσεις. Γιατί τα µάτια µας, περιορισµένα να βλέπουν ταλαµπρότερα µόνον άστρα της νύχτας, ήταν για χιλιάδεςχρόνια τα µοναδικά αστρονοµικά όργανα που διαθέταµε.Αυτό όµως δεν µας εµπόδισε καθόλου από το να ανα-ρωτιόµαστε, να απορούµε και να στοχαζόµαστε για όλαόσα βλέπαµε.

Παρόλα αυτά η αρχική σχέση του ανθρώπου µε τα ου-ράνια φαινόµενα ήταν µία σχέση δέους και σεβασµού,που τη χαρακτήριζε η προκατάληψη, οι δεισιδαιµονίεςκαι η τελετουργία. Μεταξύ των αρχαίων λαών, όµως,υπήρχαν και ορισµένοι που το ενδιαφέρον τους και η πε-ριέργειά τους, συνδυασµένα µε περισσότερο «προσγει-ωµένες» αντιδράσεις στα φαινόµενα του ουρανού τουςοδήγησε να καθορίσουν µε απίστευτη ακρίβεια τις σχέ-σεις µεταξύ των χρονικών διαστηµάτων, που καθόριζαντις κινήσεις του Ήλιου και της Σελήνης στην ουράνιασφαίρα. Τα άστρα ήσαν κι αυτά «στερεωµένα» στην ου-ράνια σφαίρα, που περιφερόταν γύρω από τη Γη µίαφορά κάθε 24ωρο, ενώ ο Ήλιος και η Σελήνη θεωρούν-ταν ξεχωριστά σώµατα. Ο Ήλιος καθόριζε τις ηµέρες µετην ανατολή και τη δύση του και τα χρόνια µε την ετήσιαπορεία του ανάµεσα στ’ άστρα, ενώ η Σελήνη µε τις εναλ-λαγές της µορφής της καθόριζε την πάροδο του µήνα.

ΟΟιι ΑΑρρχχααίίεεςς ΑΑννττιιλλήήψψεειιςς -- 77

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Οι πρώτοι, φυσικά, πραγµατικοί αστρονόµοι παρακινήθη-καν στις παρατηρήσεις τους από περιέργεια για τις κινή-σεις των ουράνιων σωµάτων και όχι από κάποιονωφελιµιστικό λόγο. Οι προσπάθειές τους να επινοήσουνένα φυσικό µοντέλο του συστήµατος αυτού τους απασχό-λησε επί αιώνες, ενώ οι κινήσεις των πλανητών αποτέ-λεσαν την πηγή και το πεδίο δοκιµών των πιο βασικώνφυσικών και µαθηµατικών θεωριών τους. Η εργασία τωνπρώτων αστρονόµων έχει αποδώσει σήµερα πολλαπλά-σιους καρπούς. Μ’ αυτόν τον τρόπο γεννήθηκε η επιστη-µονική µέθοδος, που εξελίχτηκε σιγά-σιγά σε πανίσχυροεργαλείο της σύγχρονης έρευνας, αν και οι αρχαίοι Έλ-ληνες φιλόσοφοι δεν διέθεταν ούτε τηλεσκόπια, ούτε δια-στηµόπλοια, ούτε υπολογιστές.

Την εποχή εκείνη όλες οι αρχαίες κοσµολογίες ξεκινού-σαν από την κατανοήσιµη έννοια ότι η Γη ήταν ακίνητη καιβρισκόταν στο κέντρο του Σύµπαντος. Και όλες, βασισµέ-νες στην ανθρώπινη αντίληψη και όραση, προϋπέθετανότι τα άστρα ήταν καρφωµένα σ’ ένα στερεό ουρανό, πουγυρνούσε γύρω από µίαν ακίνητη, σταθερή Γη η οποίααποτελούσε έτσι το κέντρο του Σύµπαντος. Όλες οι κο-σµολογίες, εκτός απ’ αυτήν του Αρίσταρχου από τη Σάµο ( 310-230 π.Χ. ) ο οποίος πήγε στην Αλεξάνδρεια γύρωστο 280 π.Χ. και για τον οποίο ο Αρχιµήδης µας λέει: «Αρί-σταρχος ο Σάµιος υποτίθεται τα µεν απλανέα των άστρωνκαι τον άλιον µένειν ακίνητα, τα δε γαν περιφέρεσθαι περίτον άλιον κατά κύκλου περιφέρειαν». ∆ηλαδή, η Γη δενείναι το κέντρο του κόσµου, όπως το ήθελαν οι κάτοικοίτης, αλλά µία µηδαµινή σφαίρα που περιφέρεται γύρωαπό τον Ήλιο. Η θαυµάσια και απλή αυτή εξήγηση τουηλιοκεντρικού συστήµατος του Αρίσταρχου, που αντέ-γραψε ουσιαστικά ο Κοπέρνικος 1.800 χρόνια αργότερα,παραµερίστηκε σύντοµα γιατί δεν συµφωνούσε µε την κα-θηµερινή λογική ενός γεωκεντρικού συστήµατος.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Ο πρώτος, πάντως, πραγµατικά σηµαντικός παρατηρησιακός αστρο-νόµος ήταν ο Ίππαρχος, ο οποίος έζησε γύρω στο 150 π.Χ. καισήµερα θεωρείται ο πατέρας της αστρονοµίας. Ο Ίππαρχος κα-τόρθωσε να υπολογίσει τη διάρκεια του έτους µε ακρίβεια,που υστερούσε πέντε µόνο λεπτά, και ανακάλυψε τη µε-τακίνηση του ουράνιου πόλου (τη µετάπτωση των ιση-µεριών) αν και δεν κατόρθωσε να την εξηγήσει. ΟΊππαρχος ήταν επίσης και ένας διακεκριµένος µαθη-µατικός, που ανακάλυψε και καθιέρωσε έναν και-νούργιο κλάδο µαθηµατικών, την τριγωνοµετρία καιο πρώτος που υπολόγιζε τις εκλείψεις µε έναν αυ-στηρά µαθηµατικό τρόπο. Μεταξύ των άλλων βελ-τίωσε την υπάρχουσα στην εποχή του θεωρία τηςκίνησης των πλανητών απορρίπτοντας το σύστηµα τωνσφαιρών και αντικαθιστώντας το µε ένα απλούστερο σύ-στηµα κύκλων.

Το πολυπλοκότερο πάντως από τα γεωκεντρικά συστήµατα δη-µιουργήθηκε από τον Κλαύδιο Πτολεµαίο (108-168 µ.Χ.) στηνΑλεξάνδρεια. Ο Πτολεµαίος ήταν βασικά ένας θεωρητικός ερευνη-τής, που στήριξε τις απόψεις του σε µεγάλο βαθµό στις παρατηρήσεις καιτα στοιχεία που είχε συγκεντρώσει ο Ίππαρχος. Είναι γνωστός κυρίως για το σηµαντικότατο έργο του, τη Μεγάλη Μαθη-µατική Σύνταξη, γνωστή και ως Αλµαγέστη (από την ονοµασία που της έδωσαν οι Άραβες), η οποία περιείχε τις εργασίεςπολλών Ελλήνων αστρονόµων καθώς και τις δικές του µελέτες σε 13 συνολικά τόµους.

Στους Άραβες οφείλουµε σήµερα τη διαφύλαξη των αρχαίων ελληνικών γνώσεων για το Σύµπαν, κι όχι µόνο. Γιατί οι Άρα-βες , αλλά και οι Πέρσες, πρόσθεσαν επί πλέον και τη δική τους συµµετοχή στις δικές µας γνώσεις, όπως είναι για παρά-δειγµα η συστηµατοποίηση της Άλγεβρας που είχε διατυπώσει αρχικά ο ∆ιόφαντος ο Αλεξανδρεύς τον τρίτο µ. Χ. αιώνα καιδιαµόρφωσε 500 χρόνια αργότερα ο Πέρσης µαθηµατικός Αλ Κβαριζµί. Με βάση τα γραφτά του ∆ιόφαντου, τον 17ο αιώναο Πιερ ντε Φερµά διατύπωσε το περίφηµο Τελευταίο του Θεώρηµα, το οποίο ήταν ένα από τα πιο ενδιαφέροντα µαθηµα-τικά προβλήµατα µέχρις ότου το 1994 διατυπώθηκε η απόδειξή του (στην ολοκληρωµένη της µορφή) από τους µαθηµα-τικούς Άντριου Γουάιλς και Ρίτσαρντ Τέιλορ. Στην πιο απλή του µορφή το Τελευταίο Θεώρηµα του Φερµά διατυπώνεται ωςεξής: «Είναι αδύνατον να χωρίσεις οποιαδήποτε δύναµη µεγαλύτερη της δεύτερης σε δύο ίσες δυνάµεις».

ΟΟιι ΑΑρρχχααίίεεςς ΑΑννττιιλλήήψψεειιςς -- 99

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

ΗΗΕΕξξέέλλιιξξηηττηηςςΑΑσσττρροοννοομμίίααςςσσττηηννΑΑννααγγέννησηΜέχρι την Αναγέννηση η καθιερωµένη επίσηµη άποψη ήταν ότι όσα είχαµε να µά-θουµε για το Σύµπαν ήταν ήδη γνωστά. Γι΄αυτό κάθε αντίθετη άποψη ήταν ιδιαί-τερα ενοχλητική, ενώ όσοι διαφωνούσαν και πίστευαν στην «αµαρτωλή»περιφορά της Γης γύρω από τον Ήλιο, καίγονταν ζωντανοί στη «φωτιά της κά-θαρσης». Η Γη θεωρούνταν ως το κέντρο του Σύµπαντος και οι ελάχιστοι, πουπρότειναν ιδέες, οι οποίες αργότερα αποδείχτηκαν σωστές, δεν ήσαν παρά µε-µονωµένες φωνές. Όµως µέσα σε ένα σχετικά µικρό χρονικό διάστηµα η αστρο-νοµία γνώρισε ραγδαία εξέλιξη µε την εµφάνιση αρκετών µεγαλοφυώνανθρώπων.

Ο πρώτος από τους φηµισµένους αστρονόµους της Αναγέννησης ήταν ο ΝικόλαοςΚοπέρνικος (1473-1543), ένας Πολωνός κληρικός και αστρονόµος τον οποίοπερισσότερο απ’ όλα τον ενδιέφερε η θεωρία παρά η παρατήρηση των ουρανίωνσωµάτων. Ο Κοπέρνικος θεωρούσε το γεωκεντρικό σύστηµα υπερβολικά πολύ-πλοκο γι' αυτό και υποστήριζε το πιο απλό ηλιοκεντρικό, που είχε αρχικά προτεί-νει πριν από 1.800 χρόνια ο Αρίσταρχος ο Σάµιος (310 -230 π.Χ.). Η θεωρία όµωςτου Κοπέρνικου δεν έγινε αµέσως αποδεκτή γιατί οι ενδείξεις της καθηµερινήςεµπειρίας και οι κρατούσες θρησκευτικές απόψεις ήσαν ενάντια στο σύστηµααυτό.

Λίγα χρόνια όµως µετά το θάνατό του ο κόσµος άρχισε να αφυπνίζεται µε τη βοή-θεια των γραπτών ενός αξιόλογου φιλοσόφου και δασκάλου, του ΤζιορντάνοΜπρούνο (1548-1600). Ο Μπρούνο είχε επηρεαστεί από το ηλιοκεντρικό σύ-στηµα του Κοπέρνικου, θεωρούσε όµως ότι αυτό δεν είχε προχωρήσει αρκετά.Γιατί το γεγονός ότι τα άστρα φαίνονταν ακίνητα, ενώ οι πλανήτες και η Γη κι-νούνταν, σήµαινε γι' αυτόν ότι τα άστρα ήταν εκατοντάδες ή και χιλιάδες φορέςπιο µακριά από τους πλανήτες. Για να είναι τα άστρα ορατά σε τέτοιες αποστάσειςθα έπρεπε να είναι αφάνταστα λαµπρά. Τόσο λαµπρά όσο κι ο Ήλιος. Έτσι τώρα όχιµόνο η Γη είχε υποβαθµιστεί στο επίπεδο ενός απλού πλανήτη αλλά κι ο ίδιος οΉλιος δεν ήταν παρά ένα λίγο-πολύ κοινό άστρο. Για τις ανορθόδοξες αυτές από-ψεις του ο Τζιορντάνο Μπρούνο παραδόθηκε στους ιεροεξεταστές και κάηκε στηνπυρά στη Ρώµη το 1600.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

ΗΕξέλιξητηςΑστρονομίαςστηνΑναγγέέννννηησσηη

Τύχων Μπραχ

ΗΗ ΕΕξξέέλλιιξξηη ττηηςς ΑΑσσττρροοννοομμίίααςς σσττηηνν ΑΑννααγγέέννννηησσηη -- 1111

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Την ίδια περίοδο µε τον Μπρούνο έζησε κι ένας από τους σηµαντικότερους παρατηρησιακούς αστρονόµους της Ανα-γέννησης, ο Τύχων Μπραχέ (1546-1601), που σύντοµα αναγνωρίστηκε ως ένας σπουδαίος αστρονόµος. Το γεγονόςαυτό προκάλεσε το ενδιαφέρον του βασιλιά Φρειδερίκου του 2ου της ∆ανίας, ο οποίος του έχτισε ένα πλήρες αστερο-σκοπείο. Ο Τύχων εργάστηκε στο Αστεροσκοπείο του Χβεν για 20 χρόνια κάνοντας παρατηρήσεις πολύ ανώτερες σεποσότητα από όλες όσες είχαν γίνει στο παρελθόν και οι οποίες παρέµειναν αξεπέραστες µέχρι την ανακάλυψη του τη-λεσκοπίου, παρατηρήσεις που µετά το θάνατο του Τύχωνα έµειναν στα χέρια του νεαρού βοηθού του Γιόχαν Κέπλερ.Ο Γιόχαν Κέπλερ (1571-1630), παρ’ ότι προερχόταν από φτωχή οικογένεια, έκανε πολύ καλές σπουδές κι άρχισε να δι-δάσκει στο Πανεπιστήµιο του Γκρατς από το 1594 σε ηλικία 23 ετών. ∆εν ήταν παρατηρητής, αλλά ένας εξαίρετος θε-

ωρητικός που έστρεψε την προσοχή του στη βελτίωση της ακρίβειας τουΚοπερνίκειου Συστήµατος πεπεισµένος ότι υπήρχε κάποιος βασικός φυ-σικός νόµος ή µία οµάδα νόµων, που καθόριζαν τις κινήσεις των πλανητών.Κανένας άνθρωπος στον κόσµο εκείνη την εποχή δεν ήταν πιο κατάλληλοςαπό τον Κέπλερ για να αναλύσει τις παρατηρήσεις του Tύχωνα.

Μετά από µακρές και επίµονες δοκιµές διάφορων υποθέσεων, ο Κέπλερέκανε δύο βασικές διαπιστώσεις: πρώτον ότι ο πλανήτης Άρης κινείται σεµία έλλειψη, µε τον Ήλιο σε µία από τις δύο εστίες και δεύτερον ανακά-λυψε το νόµο που καθορίζει την ταχύτητα, µε την οποία ο πλανήτης αυτόςκινείται στα διάφορα τµήµατα της τροχιάς του. Οι δύο νόµοι του Κέπλερ δη-µοσιεύτηκαν το 1609. Λίγο αργότερα απέδειξε ότι και οι δύο αυτοί νόµοιισχύουν για όλους τους άλλους γνωστούς τότε πλανήτες. Με τους νόµουςαυτούς ο Κέπλερ µπορούσε να εξηγήσει άνετα τις κινήσεις των πλανητώνµε µηδαµινό σχεδόν λάθος. Το γεγονός αυτό αποτέλεσε µια τεράστια πρό-οδο κι όχι απλώς µία βελτίωση των παλαιότερων θεωριών. ∆εν ήταν δη-λαδή µια ακόµη θεωρία αλλά µια ακριβής και απλή περιγραφή τηςπραγµατικής πορείας των πλανητών στο ∆ιάστηµα.

Στο διάστηµα όµως που συνέβαιναν οι διάφορες αυτές εξελίξεις, ένας Ιτα-λός επιστήµονας µελετούσε τον ουρανό µε ένα όργανο που επρόκειτο ναγίνει το πιο πανίσχυρο εργαλείο της παρατηρησιακής αστρονοµίας. Αν καιο Γαλιλαίος (1564-1642) δεν εφηύρε το τηλεσκόπιο και δεν ήταν ο πρώ-

τος που το έστρεψε προς τον ουρανό, ήταν εντούτοις ο πρώτος που εκτίµησετη σπουδαιότητά του και κατάλαβε όλα όσα παρατηρούσε µ' αυτό. Ο Γαλιλαίος ανακάλυψε, για παράδειγµα, τέσσερειςδορυφόρους να περιφέρονται γύρω από το ∆ία, που αποδείχτηκε ένα καλό επιχείρηµα υπέρ του Κοπερνίκειου Συστή-µατος. Κάτω όµως από την απειλή να τον κάψουν ζωντανό αναγκάστηκε να ανακαλέσει και να περάσει το υπόλοιποτης ζωής του σε κατ’ οίκον περιορισµό. Οι νέες όµως ιδέες διαδόθηκαν παντού σαν πυρκαγιά. Και στο τέλος ακόµη καιτο εκκλησιαστικό κατεστηµένο κατάλαβε ότι ούτε οι αφορισµοί, ούτε το κάψιµο των βιβλίων, ούτε οι απειλές, ούτε οιεκτελέσεις µπορούσαν να σταµατήσουν την εξάπλωση των νέων γνώσεων. Γιατί το όραµα του Γαλιλαίου βασιζόταν στηνπραγµατικότητα.

Τζιορντάνο Μπρούνο


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Την ίδια χρονιά που πέθανε ο Γαλιλαίος γεννήθηκεο µεγαλύτερος ίσως επιστήµονας όλων των εποχών.Ο Ισαάκ Νεύτων (1642-1727) ήταν ένας µεγάλοςµαθηµατικός και έδειχνε ιδιαίτερο ενδιαφέρον γιατα αστρονοµικά προβλήµατα της εποχής του. Τιςαπαντήσεις του στα προβλήµατα αυτά περιέλαβε,µεταξύ άλλων, στο φηµισµένο του έργο «Principiα»,που θεµελίωνε τον Παγκόσµιο Νόµο της Βαρύτητας.Σύµφωνα µε το νόµο αυτό κάθε υλικό σώµα στο Σύµ-παν ελκύει κάθε άλλο σώµα µε µία δύναµη, η οποίαείναι ανάλογη µε τη µάζα των σωµάτων και αντι-στρόφως ανάλογη µε το τετράγωνο της µεταξύ τουςαπόστασης. Αυτό σηµαίνει ότι αν η µάζα του ενόςαπό τα δύο σώµατα διπλασιαστεί, θα διπλασιαστείεπίσης και η δύναµη έλξης µεταξύ τους. Εάν όµωςδιπλασιαστεί η απόσταση µεταξύ τους, η δύναµη τηςέλξης θα µειωθεί στο 1/4 της προηγούµενης ισχύοςτης.

Η φύση της έλξης αυτής δεν εξηγήθηκε ποτέ και οΝεύτων ανέφερε απλά και µόνο ότι τα σώµατα συµ-περιφέρονται σαν να αλληλοέλκονται µε αυτόν τοντρόπο κι όχι το γιατί. Ο Νεύτων µας έδειξε επίσης ότιοι τρεις νόµοι του Κέπλερ για την κίνηση των πλα-νητών µπορούσαν να προκύψουν µε µαθηµατικότρόπο από τη δική του θεωρία, η οποία δεν εξηγούσεµόνο τις κινήσεις των πλανητών αλλά και πολλάάλλα φαινόµενα όπως ήταν οι παλίρροιες. Παρά τηφήµη του και την ιδιοφυΐα του παρέµεινε πάντοτεένας απλός και ταπεινός άνθρωπος. «∆εν γνωρίζωπώς φαίνοµαι στον κόσµο, αλλά στον εαυτό µου µοι-άζω µε ένα µικρό παιδί, που παίζει στην παραλία καιασχολείται µε το να βρίσκει κάπου-κάπου ένα πιοοµαλό βότσαλο ή ένα πιο όµορφο κοχύλι από τα συ-νηθισµένα, ενώ µπροστά του απλώνεται ανεξερεύ-νητος ο απέραντος ωκεανός».

Γαλιλαίος Ισαάκ Νεύτων

ΗΗ ΕΕξξέέλλιιξξηη ττηηςς ΑΑσσττρροοννοομμίίααςς σσττηηνν ΑΑννααγγέέννννηησσηη -- 1133

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

ΟΟΑΑAAεελλιιοοφφόόρροοςςττωωννΆΆσσττρρωωνν

Όταν κοιτάµε τον έναστρο ουρανό πολλοί από εµάς ξεχνάνεότι κάθε άστρο που λάµπει εκεί πάνω είναι στην πραγµατι-κότητα κι ένας ήλιος σαν τον δικό µας. Για τους αρχαίουςφυσικά τα άστρα δεν ήσαν παρά τα µικρά αποµακρυσµέναφωτεινά σηµεία στο νυχτερινό ουρανό. ∆εν είχαν ούτεσχήµα, ούτε µέγεθος, ούτε καµιά άλλη δοµή. Ήσαν µονάχαφως. Παρόλα αυτά, από τότε και µέχρι σήµερα το φως τωνάστρων έγινε η σπουδαιότερη πηγή πληροφοριών για τουςαστρονόµους. Γιατί καθένα από τ' άστρα τ' ουρανού λάµπειεκπέµποντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας που παρά-γονται στη διάρκεια της θερµοπυρηνικής σύντηξης τουυδρογόνου στο κέντρο του. Η ενέργεια αυτή εκπέµπεται στοδιάστηµα και φτάνει σε εµάς µε τη µορφή των διαφόρωνειδών της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας που µ’ αυτόντον τρόπο γίνεται ο αγγελιοφόρος των άστρων.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

ΟΟ ΑΑBBεελλιιοοφφόόρροοςς ττωωνν ΆΆσσττρρωωνν -- 1155

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Το 1666 ο Ισαάκ Νεύτων ανακάλυψε για πρώτη φορά την ιδιότητα του λευκού φωτός να διαχωρίζεται στα διάφορα χρώ-µατα που το αποτελούν όταν περάσει µέσα από ένα γυάλινο πρίσµα. Το σχήµα ενός πρίσµατος είναι τέτοιο, ώστε όταν τολευκό φως περάσει µέσα απ’ αυτό, τότε κάθε µήκος κύµατός του διαθλάται, σπάει δηλαδή µε διαφορετική γωνία, σχη-µατίζοντας έτσι πάνω σε µια οθόνη τα χρωµατισµένα συστατικά του, που ο Νεύτων ονόµασε «φάσµα» (φάντασµα τουφωτός). Συµβαίνει δηλαδή κι εδώ το ίδιο που συµβαίνει µε το Ουράνιο Τόξο, το οποίο σχηµατίζεται όταν το λευκό φως τουΉλιου διαθλάται περνώντας µέσα από τα σταγονίδια της βροχής.

Συνεχές Φάσµα

Φάσµα Εκποµπής

Φάσµα Απορρόφησης


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

∆ύο αιώνες µετά το Νεύτωνα, ο Γερµανός Τζόζεφ φονΦραουνχόφερ (1787-1826) µεγεθύνοντας το ηλιακόφάσµα ανακάλυψε ανάµεσα στα χρώµατά του ορισµένεςσκοτεινές ρίγες. Μετά από επισταµένη µελέτη αποδεί-χτηκε ότι οι ρίγες αυτές υποδηλώνουν την ύπαρξη ορι-σµένων χηµικών στοιχείων στην ατµόσφαιρα του Ήλιουή οποιουδήποτε άλλου άστρου µελετάµε. Αυτό που συµ-βαίνει είναι ότι καθώς το συνεχές φάσµα που εκπέµπει ηεπιφάνεια του Ήλιου περνά µέσα από τα ψυχρότερααέρια της ατµόσφαιράς του ορισµένα µήκη κύµατοςαπορροφώνται και εµφανίζονται σαν µαύρες γραµµέςστο φάσµα του. Έτσι όταν βρίσκουµε µια ορισµένη µαύρηγραµµή στο φάσµα ενός άστρου, η γραµµή αυτή υποδη-λώνει την ύπαρξη ενός ορισµένου χηµικού στοιχείουστην ατµόσφαιρά του. Οι φασµατικές αυτές γραµµές µαςπεριγράφουν δηλαδή τη χηµική σύσταση των άστρων καιτα αστρικά αυτά φάσµατα ονοµάζονται φάσµατα απορρό-φησης.

Την ίδια θετική επίδρασηστις αστροφυσικέςέρευνες, είχε και

η ανάπτυξη των αστρονοµικών παρατηρήσεων σε µήκη κύ-µατος πάνω και κάτω από το οπτικό τµήµα του ηλεκτρο-µαγνητικού φάσµατος. Γιατί δεν πρέπει να ξεχνάµε ότιοι ακτινοβολίες που βλέπει το ανθρώπινο µάτι δενείναι παρά µία ελάχιστα µικρή περιοχή του ηλεκτρο-µαγνητικού φάσµατος, αφού το οπτικό φάσµα δενείναι παρά ένα πολύ µικρό, ένα ελάχιστο κοµµάτι του.Τόσο µικρό µάλιστα ώστε αν το ηλεκτροµαγνητικόφάσµα είχε µήκος όσο το ύψος ενός κτηρίου 10 µέ-τρων, τότε η περιοχή του ορατού φωτός θα είχε τοπάχος µιας ανθρώπινης τρίχας, ενώ δεξιά και αρι-στερά του οπτικού φάσµατος βρίσκονται κι άλλωνειδών ακτινοβολίες. Για να κατανοήσουµε λοιπόν τηγλώσσα των άστρων θα πρέπει να εξετάσουµε τι είναιαυτό που αποκαλούµε ηλεκτροµαγνητικό φάσµα. Γιατί οµόνος τρόπος για να µελετήσουµε τα άστρα από µακριά είναιµε τη βοήθεια του αστρικού φωτός που έτσι γίνεται ο αγγελιο-φόρος που µιλάει τη γλώσσα των άστρων.

Ισαάκ Νεύτων

Τζόζεφ φον Φραουνχόφερ

Φάσµα Εκποµπής


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Σύµφωνα, λοιπόν, µε τη σύγχρονη θεωρία του φωτός που ανέπτυξεστα µέσα του περασµένου αιώνα ο Σκωτσέζος φυσικός Τζέιµς Μάξ-γουελ (1831-1879), το φως που έρχεται απ’ τα άστρα έχει δύο ειδώνιδιότητες, ηλεκτρικές και µαγνητικές. Γι’ αυτό είναι πιο σωστό να τοονοµάζουµε ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία, παρά φως. Η συµπε-ριφορά όµως της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας προκαλούσε µε-γάλες διαµάχες ανάµεσα στους επιστήµονες από την εποχή ακόµητου Νεύτωνα. Γιατί ενώ σύµφωνα µε το Νεύτωνα το φως το αποτε-λούσαν µικροσκοπικά σωµατίδια, ο σύγχρονός του Ολλανδός Κρί-στιαν Χόιγκενς (1629-1695) υποστήριζε ότι το φως συµπεριφέρεταισαν κύµα και µεταδίδεται µ’ έναν τρόπο παρόµοιο µε τα κύµατα πουδηµιουργούνται στο νερό µιας λίµνης όταν ρίξουµε µια πέτρα. Η δια-µάχη µάλιστα αυτή κράτησε πάνω από 200 χρόνια.

Η θεωρία όµως του Χόιγκενς ενώ εξηγούσε πάραπολύ καλά όλα τα φαινόµενα της ηλεκτροµα-

γνητικής ακτινοβολίας ως µεταδιδόµενακύµατα, δεν µπορούσε να εξηγήσει τον

τρόπο που τα κύµατα αυτά µεταδίδον-ταν στο διαστηµικό κενό. Έτσι επί 200

χρόνια οι φυσικοί επιστήµονες θεω-ρούσαν ότι το ∆ιάστηµα περιελάµ-βανε ένα αόρατο αραιό υλικό πουονόµαζαν αιθέρα. Το 1801 µάλισταένα πείραµα συµβολής του φωτόςπου έκανε ο Άγγλος φυσικός Τόµας

Γιανγκ (1773-1829) εδραίωσεακόµη πιο πολύ την κυµατική θεωρία

του Χόιγκενς.

Το 1887 όµως οι Αµερικανοί φυσικοί Άλµ-περτ Μάικελσον (1852-1931) και Έντουαρντ

Μόρλεϊ (1838-1923) απέδειξαν ότι ο υποθετικόςαυτός αιθέρας δεν υπήρχε στο διάστηµα, ενώ το 1900 ο Γερµανός φυσικόςΜαξ Πλανκ (1858-1947) απέδειξε ότι η ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία εκ-πέµπεται σε µικρά πακέτα ενέργειας που ονόµασε «κβάντα». Έτσι και µετάτη δηµοσίευση της µελέτης του Άλµπερτ Αϊνστάιν (1879-1955) για το φω-τοηλεκτρικό φαινόµενο το 1905, αποδείχτηκε ότι το φως µπορεί να περιγρα-φεί εξ’ ίσου σωστά και µε τους δύο τρόπους, σαν «κυµατοσωµατίδιο». Τακβάντα, λοιπόν, της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας ονοµάστηκαν έκτοτε«φωτόνια», που άλλοτε µεν συµπεριφέρονται σαν κύµατα και άλλοτε σαν σω-µατίδια.

Άλµπερτ Αϊνστάιν

Μαξ Πλανκ

Άλµπερτ Μάικελσον


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Το Φάσµα του Ήλιου


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

ΤΤοοΗΗλλεεκκττρροομμααγγννηηττιικκόόΦΦάάσσμμααΗ ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία έχει τρειςβασικές ιδιότητες: τη συχνότητα (τοναριθµό δηλαδή των κυµάτων κάθε δευτε-ρόλεπτο), το µήκος (την απόσταση δηλαδήµεταξύ δύο κυµάτων), και την ταχύτητα(πόσο γρήγορα δηλαδή µεταφέρεται ηενέργεια). Η ταχύτητα της ηλεκτροµαγνητι-κής ακτινοβολίας στο ∆ιάστηµα είναι πάν-τοτε η ίδια, δηλαδή 300.000 χιλιόµετρα τοδευτερόλεπτο (και για την ακρίβεια299.792,458 χιλιόµετρα το δευτερόλεπτο)που είναι και το ανώτερο όριο ταχύτηταςπου µπορεί να επιτύχει ένα σώµα στο Σύµ-παν στο οποίο ζούµε.

Το ανθρώπινο µάτι έχει τη δυνατότητα ναδιακρίνει τα ηλεκτροµαγνητικά κύµατα πουπάλλονται µε συχνότητες οι οποίες κυµαί-νονται από 420 έως 750 τρισεκατοµµύριακύκλους το δευτερόλεπτο (Hz). Το φως µεσυχνότητα 420 τρισεκατοµµυρίων Hz το αν-τιλαµβανόµαστε ως βαθύ κόκκινο, ενώ ησυχνότητα των 750 τρισεκατοµµυρίων Hzγίνεται αντιληπτή ως βαθύ ιώδες. Το ορατόαυτό τµήµα του ηλεκτροµαγνητικού φά-σµατος ήταν, µέχρι πριν από µερικές δε-καετίες, η µοναδική πηγή πληροφοριώνµας, το µοναδικό παράθυρο που είχαµε στοΣύµπαν.

Ραδιοκύµατα (2,5 GHz)

Mοριακό Υδρογόνο

Υπέρυθρο

Μέσο Υπέρυθρο

Κοντινό Υπέρυθρο

Οπτικό

Ακτίνες Χ

Ακτίνες γάµα

ΤΤοο ΗΗλλεεκκττρροομμααγγννηηττιικκόό ΦΦάάσσμμαα -- 2211

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Αλλά 150 χρόνια µετά το Νεύτωνα, ο Γουίλιαµ Χέρσελ ανακάλυψεγύρω στα 1800 ότι όταν τοποθετούσε ένα θερµόµετρο δίπλα στοκόκκινο τµήµα του οπτικού φάσµατος αυτό κατέγραφε άνοδο τηςθερµοκρασίας. Το γεγονός αυτό έκανε τον Χέρσελ να συµπερά-νει ότι είχε ανακαλύψει την ύπαρξη µιας «αόρατης» ακτινοβο-λίας πέρα από το ερυθρό, και γι’ αυτό την ονόµασε υπέρυθρηακτινοβολία. Στις δεκαετίες που πέρασαν έκτοτε ανακαλύφθηκανσιγά-σιγά όλα τα διαφορετικά είδη ακτινοβολιών του ηλεκτροµα-γνητικού φάσµατος: το 1801 ανακαλύφθηκε η υπεριώδης ακτι-νοβολία από το Γερµανό Γιόχαν Ρίτερ (1778-1810), ενώ το 1888ανακαλύφθηκαν και τα ραδιοκύµατα από τον επίσης ΓερµανόΧάινριχ Χερτς (1857-1894, προς τιµή του οποίου µετράµε τη συ-χνότητα της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας σε µονάδες πουονοµάζονται Χερτς). Γερµανός ήταν επίσης και ο Βίλχελµ Ρέντγκεν(1845-1923) που το 1895 ανακάλυψε τις ακτίνες Χ, ενώ το 1900ανακαλύφθηκαν και οι υπερβραχείες ακτίνες γάµα από το ΓάλλοΠολ Βιλάρ (1860-1934).

Οι ραδιοεκποµπές των διαφόρων αστρονοµικών αντικειµένωνείναι «ήχοι» πολύ υψηλών συχνοτήτων που συλλαµβάνονται απότις τεράστιες κεραίες των ραδιοτηλεσκοπίων µας και καταγρά-φονται σε ειδικές ταινίες για επισταµένη µελέτη από τους ραδι-οαστρονόµους. Αµέσως µετά ακολουθεί η περιοχή των ραντάρ,και αµέσως µετά µια νέα περιοχή του ηλεκτροµαγνητικού φά-σµατος, αυτή που ανακάλυψε ο Γουίλιαµ Χέρσελ ως υπέρυθρηακτινοβολία. Επειδή τα περισσότερα υπέρυθρα κύµατα δεν µπο-ρούν να διαπεράσουν την ατµόσφαιρά µας, οι πληροφορίες πουπαίρνουµε από τα άστρα σ’ αυτή την περιοχή προέρχονται από δο-ρυφορικά όργανα που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη. Αντί-θετα πάνω στη Γη τα υπέρυθρα κύµατα, που έχουν µήκοςµικρότερο από ένα χιλιοστό, γίνονται αισθητά από το δέρµα µαςως θερµότητα.

Πάνω από το ορατό φως, συναντάµε την υπεριώδη ακτινοβολίαπου αν και δεν µπορούµε να την «δούµε» απ’ ευθείας µπορούµενα δούµε τα αποτελέσµατα που έχει ένα µικρό µέρος της που προ-έρχεται από τον Ήλιο. Γιατί το µαύρισµα του δέρµατός µας το κα-λοκαίρι οφείλεται κυρίως σ’ αυτό το µικρό µέρος της υπεριώδουςακτινοβολίας που κατορθώνει να διαπεράσει την ατµόσφαιρά µας.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì

Το µεγαλύτερο φυσικά µέρος της υπεριώδους ακτινο-βολίας εµποδίζεται, ευτυχώς για µας, από την ατµό-σφαιρα.

Από εκεί και πέρα η ατµόσφαιρα εµποδίζει εντελώς όλατα µικρότερα µήκη κύµατος, των ακτινών Χ και τωνακτινών γάµα που βρίσκονται στο άκρο του ηλεκτροµα-γνητικού φάσµατος, να φτάσουν στη Γη µας. Η ατµό-σφαιρα δηλαδή µας προστατεύει από τις επικίνδυνεςαυτές ακτινοβολίες, αλλιώς η ζωή πάνω στην επιφά-νεια του πλανήτη µας θα ήταν αδύνατη. Παρόλα αυτά οιακτινοβολίες αυτές, που δηµιουργούνται στους αστρι-κούς πυρήνες, καταγράφονται από τα διαστηµικά µαςόργανα και µας παρέχουν άµεσες πληροφορίες για το τισυµβαίνει µέσα στα σπλάχνα των άστρων.

∆εν είναι λοιπόν υπερβολή όταν λέµε ότι η ανάπτυξητης τεχνολογίας, και των διαστηµικών αποστολών, µας«άνοιξε» κυριολεκτικά τα µάτια σ’ έναν κόσµο άγνω-στο µέχρι το 1960. Γιατί από τη νέα θέση τους στο διά-στηµα τα όργανα των τροχιακών αστεροσκοπείων έχουνανοίξει διάπλατα τα µυστικά του Σύµπαντος στους γήι-νους αστρονόµους. Αυτό µάλιστα γίνεται ιδιαίτερα εµ-φανές όταν συγκρίνουµε µεταξύ τους τις διάφορεςόψεις που παίρνουµε από το Σύµπαν σε διαφορετικέςπεριοχές του ηλεκτροµαγνητικού φάσµατος. Είναι τότεαρκετά εύκολο να κατανοήσουµε την πληθώρα τωνπληροφοριών που ήταν, µέχρι πρόσφατα, «αόρατες»στα µάτια µας. Πληροφορίες που µας έχουν επιτρέψεινα κατανοήσουµε καλύτερα τη γλώσσα των άστρων.

Αν για παράδειγµα τα µάτια µας µπορούσαν να διακρί-νουν µία ειδική περιοχή της υπέρυθρης ακτινοβολίας,τότε ο νυχτερινός ουρανός αντί για µεµονωµένα άστραθα µας παρουσίαζε τις πιο εκτεταµένες πηγές ακτινο-βολίας, όπως είναι τα πλανητικά νεφελώµατα, καθώςεπίσης και τη θερµότητα που αποβάλλουν τα νεφελώ-µατα αερίων και σκόνης που περιβάλλουν τα νεογέν-νητα άστρα. Ενώ αν τα µάτια µας µπορούσαν ναδιακρίνουν τα πιο µεγάλα µήκη κύµατος του ηλεκτρο-

µαγνητικού φάσµατος τότε τα γνώριµα σε µας άστρα τουνυχτερινού ουρανού θα εξαφανίζονταν και πάλι, για νααντικατασταθούν από τη διάχυτη αναλαµπή του Σύµ-παντος των ραδιοκυµάτων.

Εκ διαµέτρου αντίθετα οι ακτίνες γάµα έχουν τα πιοµικρά µήκη κύµατος και τις υψηλότερες ενέργειες. Ηεξερεύνηση του Σύµπαντος των ακτίνων γάµα άρχισεσχετικά πρόσφατα, στα µέσα της δεκαετίας του '60, ότανοι ακτίνες αυτές παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά απότους δορυφόρους «Βέλα» των οποίων η κύρια απο-στολή ήταν να προσέχουν για τυχόν παραβιάσεις τηςδιεθνούς συµφωνίας που απαγόρευε τις πυρηνικές δο-κιµές. Το Σύµπαν των ακτίνων γάµα αποδείχτηκε ότιείναι κι αυτό γεµάτο υψηλές ενέργειες, µε δραµατικάκαι βίαια φαινόµενα. Γι’ αυτό άλλωστε στον ουρανό τωνακτίνων γάµα, τα νέφη του γαλαξιακού δίσκου φαίνον-ται να είναι ιδιαίτερα λαµπερά, ενώ αντίθετα δεν φαί-νονται καθόλου τα µεµονωµένα άστρα.

Στην περιοχή πάλι των ακτίνων X, ο ουρανός είναι γε-µάτος από γερασµένα σκοτεινά άστρα, ενώ τα τροχιακάτηλεσκόπια ακτίνων Χ που χρησιµοποιούµε για να τα εν-τοπίσουµε µοιάζουν κατά κάποιον τρόπο µε µετρητέςΓκάιγκερ. Οι παρατηρήσεις του Σύµπαντος των ακτίνωνΧ και γάµα εκτελούνται αποκλειστικά και µόνο από το∆ιάστηµα, επειδή οι ακτινοβολίες αυτές δεν µπορούν(ευτυχώς για την επιβίωση της ζωής στον πλανήτη µας)να διαπεράσουν καθόλου την ατµόσφαιρά µας. Το Σύµ-παν όµως των υψηλών ακτινοβολιών είναι µία ιδιαίτεραενδιαφέρουσα περιοχή ακραίων καταστάσεων αφούαπαιτούνται τεράστιες θερµοκρασίες και ισχυρότατα µα-γνητικά πεδία για την παραγωγή των ακτίνων γάµα καιΧ. Τα σύγχρονα, λοιπόν, όργανα των αστροφυσικών καιτα τροχιακά τηλεσκόπια µάς επιτρέπουν να αντικρί-σουµε µια ολόκληρη ποικιλία διαφόρων απόψεων τουΣύµπαντος.

ΤΤοο ΗΗλλεεκκττρροομμααγγννηηττιικκόό ΦΦάάσσμμαα -- 2233

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:34 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

ΗΗΕΕξξεελλιικκττιικκήήΠΠοορρεείίααττωωννΆΆσσττρρωωνν

Η εφεύρεση του τηλεσκοπίου µας βοήθησε να ανακαλύψουµεότι η «Γαλαξία Οδός» των αρχαίων Ελλήνων δεν ήταν παρά µιατεράστια συγκέντρωση δισεκατοµµυρίων απόµακρων άστρων.Και καθώς ο ανθρώπινος πολιτισµός αναπτύχθηκε σιγά-σιγά,αρχίσαµε να ατενίζουµε το Γαλαξία µας, κι όλα όσα περιλαµ-βάνει, µ’ ένα διαφορετικό µάτι. Φυσικά όταν ατενίζουµε το Γα-λαξία µας από τη Γη δεν είναι δυνατόν µε κανένα τρόπο νααποδοθεί πιστά το θέαµα που παρουσιάζεται στα µάτια µας: 200δισεκατοµµύρια άστρα, κίτρινα κόκκινα, µπλε, διπλά άστρα,αστρικά σµήνη, νεφελώµατα, σφαιρωτά σµήνη, αποτελούν µίατεράστια αστρική πολιτεία µέσα στην οποία αντιµετωπίζουµεµε δέος τα συνταρακτικά φαινόµενα της γέννησης, της εξέλι-ξης και του θανάτου των άστρων.

Πριν από έναν περίπου αιώνα ο τρόπος µε τον οποίο λάµπει τοπλησιέστερο σε µας άστρο, ο Ήλιος, καθώς κι όλα τ’ άλλαάστρα τ’ ουρανού, ήταν για την επιστήµη ένα µεγάλο αίνιγµα.Ένα αίνιγµα του οποίου η λύση άρχισε να διαφαίνεται όταν κα-τορθώσαµε να κατανοήσουµε καλύτερα τη δοµή του ατόµουκαι τις ισχυρότατες πυρηνικές δυνάµεις που συγκρατούν τα σω-µατίδια που το αποτελούν. Το κλειδί, φυσικά του αινίγµατος δό-θηκε από τον Άλµπερτ Αϊνστάιν µε τη διατύπωση της περίφηµηςπια εξίσωσής του: Ε=mc2 (η ενέργεια είναι ίση µε τη µάζα επίτο τετράγωνο της ταχύτητας του φωτός), που σηµαίνει ότι µίαµικρή ποσότητα ύλης απελευθερώνει τεράστιες ποσότητεςενέργειας. Έτσι η ατοµική θεωρία µας έδωσε µία πηγή ενέρ-γειας που έχει τη δυνατότητα να τροφοδοτεί τον Ήλιο, και τ’άστρα, για δισεκατοµµύρια χρόνια.

ΗΗ ΕΕξξεελλιικκττιικκήή ΠΠοορρεείίαα ττωωνν ΆΆσσττρρωωνν -- 2255

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Ο Ήλιος µας φυσικά είναι ένα µέσο άστρο: ούτεπολύ µεγάλο ούτε πολύ µικρό, ούτε πολύ κρύοούτε πολύ θερµό. Είναι µία µετριότητα: ένας κίτρι-νος νάνος. Η ενηλικίωσή του έγινε πριν από πέντεδισεκατοµµύρια χρόνια και θα παραµείνει σ’ αυτήτη φάση, στην «Κύρια Ακολουθία», όπως λέγεται,για πέντε ακόµη δισεκατοµµύρια χρόνια. Σ’ όληαυτή την περίοδο ο Ήλιος µας µετέτρεπε και θαµετατρέπει 655 εκατοµµύρια τόνους υδρογόνουσε ήλιο κάθε δευτερόλεπτο. Μ’ αυτό το ρυθµό θαµπορούσε να συνεχίσει την ίδια δραστηριότητα επί100 δισεκατοµµύρια χρόνια, αν φυσικά θα µπο-ρούσε να ζήσει τόσο πολύ.

Γι’ αυτό, άλλωστε, το πιο σηµαντικό στοιχείο στηζωή και την εξέλιξη ενός άστρου καθορίζεται απότην ποσότητα της µάζας που περιλαµβάνει. Ακόµηκαι η εµφάνιση των άστρων στον ουρανό εξαρτάταιαπό την ποσότητα της ύλης που περιλαµβάνουν τηστιγµή που γεννιούνται. Μερικά άστρα γεννιούνταιµε λιγοστό υδρογόνο, λάµπουν αµυδρά µ’ ένααδύνατο φως, έχουν µία κοκκινωπή φαιά από-χρωση, και επιφανειακή θερµοκρασία 3.000 βαθ-µών Κελσίου. Άστρα σαν τον Ήλιο µας, έχουνπερισσότερα υλικά, είναι θερµότερα, και λάµπουνστους 6.000 βαθµούς µ’ ένα έντονο κιτρινωπόφως. Μερικά άλλα πάλι, έχουν πολλαπλάσιαυλικά απ’ ότι ο Ήλιος, είναι κυανόλευκα µε θερ-µοκρασία 20.000 βαθµών και λάµπουν µε την έν-ταση ενός εκατοµµυρίου ήλιων. Η µάζα, λοιπόν,του κάθε άστρου δεν καθορίζει την εµφάνιση µόνοπου έχει όταν γεννηθεί. Καθορίζει επίσης και τι εί-δους άστρο θα γίνει, πόσα χρόνια θα ζήσει, πώς θαείναι στη γεροντική του ηλικία, και τέλος πώς θαπεθάνει. Όλα εξαρτώνται από την ποσότητα τηςµάζας που έχει.

Αστρικό µαιευτήριο

Πρωτοαστέρας Γαλάζιος γίγαντας

Γαλάζιος υπεργίγαντας

Άστρο σαν τον Ήλιο

Πρωτοαστέρας






Κόκκινος νάνος

Καφέ νάνος

ΜΑ

ΖΑ


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Γαλάζιος γίγαντας



Κόκκινος γίγαντας

Κόκκινος γίγαντας

Κόκκινος νάνος

Καφέ νάνος

Άσπρος νάνος

Άσπρος νάνος

Γαλάζιοςγίγαντας

Μαύρη Τρύπα

Μαύρη Τρύπα

Σουπερνόβα τύπου II

Σουπερνόβα τύπου IIΣουπερνόβα τύπου IA

Αστέραςνετρονίων

Αστρικό µαιευτήριο

ΧΡΟΝΟΣ

Πλανητικό νεφέλωµα


Υπερκέλυφος

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Η Επιφάνεια του Ήλιου


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Ένα άστρο ενηλικιώνεται όταν η πίεση της βαρύτητας τωνεξωτερικών του στρωµάτων εξισορροπείται από την πίεσητης ακτινοβολίας και της ενέργειας που παράγεται στον πυ-ρήνα του από τις θερµοπυρηνικές αντιδράσεις που µετα-τρέπουν το υδρογόνο σε ήλιο. Έτσι το άστρο αυτό παραµένεισε ισορροπία όσο καιρό η «καύση» του υδρογόνου είναι ηµοναδική θερµοπυρηνική αντίδραση που εκτελείται στονπυρήνα του. Η περίοδος αυτή της ωριµότητας ενός άστρου,διαρκεί το µεγαλύτερο µέρος της ζωής του.

Όταν ένα νέο άστρο σταθεροποιηθεί και µπει στο «δρόµο»του, η µάζα του θα του καθορίσει πόσα χρόνια θα ζήσει στα-θερά. Τα µικρά κοκκινωπά άστρα, που είναι και τα πιο πο-λυάριθµα, έχουν αυτό το χρώµα γιατί είναι σχετικά τα πιοκρύα. Είναι αυτό που λέµε κόκκινοι νάνοι, µε διάµετρο µόλιςτο ένα τέταρτο της διαµέτρου του Ήλιου. Τα άστρα αυτάέχουν µόλις το ένα δεκάκις χιλιοστό της λαµπρότητας τουΉλιου και είναι τόσο αµυδρά ώστε κανένα τους δεν φαίνεταιαπό τη Γη χωρίς τη βοήθεια τηλεσκοπίου. Παρόλη όµως τηναµυδρότητα και την απλότητά του, ένα µικρό κόκκινο άστροθα επιζήσει περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο είδοςάστρου γιατί οι θερµοπυρηνικές του αντιδράσεις εκτελούν-ται αργά. Θα χρειαστεί πάρα πολύς καιρός για να εξαντλήσει

το καύσιµο υδρογόνο του, οπότε τα µικρά κόκ-κινα άστρα µπορούν να λάµπουν για δεκάδεςδισεκατοµµύρια χρόνια χωρίς καµιά εµφανήαλλαγή.

Αντίθετα οι τεράστιοι γαλάζιοι γίγαντες είναιάστρα πλούσια σε υλικά και γι’ αυτό ιδιαίτερασπάταλα. Οι θερµοπυρηνικές τους αντιδρά-σεις εκτελούνται µ’ έναν ταχύτατο ρυθµό, µεαποτέλεσµα να ακτινοβολούν τεράστιες πο-σότητες ενέργειας µέσα σε λίγο χρόνο. Γι’αυτό άλλωστε και η ζωή τους δεν πρόκειταινα διαρκέσει πολύ. Ένα άστρο µε υλικά 25ηλιακών µαζών, για παράδειγµα, τα σπατα-λάει γρήγορα λάµποντας 80.000 φορές πιοέντονα απ’ ότι ο Ήλιος µε µία θερµοκρασία35.000 βαθµών Κελσίου.

Γι’ αυτό η ζωή ενός τέτοιου άστρου στην Κύρια Ακο-λουθία (στην περίοδο δηλαδή της ωριµότητάς του) δενδιαρκεί περισσότερο από 3 εκατοµµύρια χρόνια. Στηνάλλα άκρη, ένα άστρο µε το 1/2 της µάζας του Ήλιουείναι πολύ πιο συντηρητικό και δαπανά το «καύσιµο»υδρογόνο που έχει µε µεγάλη «τσιγκουνιά», µε απο-τέλεσµα να λάµπει 40 φορές λιγότερο έντονα απ’ ότι οΉλιος και να έχει επιφανειακή θερµοκρασία 4.000βαθµών Κελσίου. Ένα τέτοιο άστρο θα ζήσει σταθερά,στην Κύρια Ακολουθία, επί 200 δισεκατοµµύρια χρό-νια.

Η ευτυχισµένη, όµως, περίοδος της ωριµότητας ενόςάστρου δεν θα διαρκέσει για πάντα. Γιατί όταν σ’ έναάστρο η περιεκτικότητα του πυρήνα σε υδρογόνο πέσεικάτω από το 1%, η κεντρική «καύση» παύει σχεδόνολοκληρωτικά. Μ’ αυτόν τον τρόπο η «υδροστατικήισορροπία» που επικρατούσε ανατρέπεται. Το βάροςτων εξωτερικών στρωµάτων του άστρου συµπιέζει τοκέντρο, µε αποτέλεσµα την αύξηση της θερµοκρασίαςτου πυρήνα. Η βαρύτητα των εξωτερικών στρωµάτωνυπερνικάει την πίεση της εσωτερικής ακτινοβολίας κιέτσι ο αστρικός του πυρήνας θερµαίνεται περισσότεροαπ’ ότι προηγουµένως. Σ’ αυτό το σηµείο τα εξωτερικάστρώµατα υδρογόνου, γύρω από τον πυρήνα, υπερ-θερµαίνονται αυξάνοντας έτσι το ρυθµό των εκεί θερ-µοπυρηνικών αντιδράσεων.

Η αυξανόµενη όµως θερµοκρασία του πυρήνα θερ-µαίνει σιγά-σιγά όλο και πιο πολύ το «κέλυφος» υδρο-γόνου που το περιβάλλει. Σε µικρό σχετικά χρονικόδιάστηµα η θερµοκρασία στο «κέλυφος» αυτό φτάνειτα µερικά εκατοµµύρια βαθµούς «ανάβοντας» τις θερ-µοπυρηνικές αντιδράσεις του εκεί ευρισκοµένουυδρογόνου. Η καινούργια αυτή εκροή ενέργειαςσπρώχνει τα εξωτερικά στρώµατα του άστρου προς ταπάνω µετατρέποντάς το σιγά-σιγά σε κόκκινο γίγαντα.Αυτή τη φάση, µε την ίδια διαδικασία, θα την περάσουνόλα τ’ άστρα οποιαδήποτε κι αν είναι η µάζα τους. Γιατίτο στάδιο του «κόκκινου γίγαντα» είναι η αρχή του τέ-λους για κάθε άστρο.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

ΚΚόόκκκκιιννοοιιΓΓίίγγααννττεεςςκκααιιΆΆσσππρροοιιΝΝάάννοοιιΌταν ένα άστρο αρχίσει να µετατρέπεται σε κόκκινο γί-γαντα ο πυρήνας του είναι ανενεργός και αποτελείταικυρίως από ήλιο. Σ’ αυτό το σηµείο οι θερµοπυρηνι-κές αντιδράσεις του υδρογόνου έχουν περιοριστείµόνο στο κέλυφος των στρωµάτων που περιβάλλουντον πυρήνα. Όσο µεγαλύτερη όµως είναι η µάζα ενόςκόκκινου γίγαντα τόσο µεγαλύτερη είναι και η θερµο-κρασία που δηµιουργείται στον πυρήνα του. Στους κόκ-κινους γίγαντες που έχουν µάζα πάνω από το 1/2 τουΉλιου η θερµοκρασία του πυρήνα αυξάνει ραγδαία κιόταν η κεντρική αυτή θερµοκρασία φτάσει τα 100 εκα-τοµµύρια βαθµούς Κελσίου, αρχίζουν οι θερµοπυρη-νικές αντιδράσεις που µετατρέπουν το ήλιο σεβηρύλλιο και αµέσως µετά σε άνθρακα.

Σε άστρα µε ακόµη µεγαλύτερη µάζα, και µε την ίδιαδιαδικασία σύντηξης, οι θερµοπυρηνικές αντιδράσειςστο κέντρο τους συνεχίζονται, µε αποτέλεσµα την επα-νάληψη του ίδιου κύκλου: καύσης, συστολής του πυ-ρήνα λόγω βαρύτητας, αύξησης της θερµοκρασίας,σύντηξης των υλικών του πυρήνα, και πάλι από τηναρχή. Μ’ αυτόν τον τρόπο το υδρογόνο µετατρέπεταισε ήλιο, το ήλιο σε βηρύλλιο και άνθρακα, κ.ο.κ. σεοξυγόνο, νέον, µαγνήσιο, πυρίτιο, φωσφόρο, αργό,ασβέστιο, µέχρι το 26ο χηµικό στοιχείο, τον σίδηρο.Στη συνεχή τους δηλαδή πάλη ενάντια στη βαρύτητα,τ’ άστρα «καίνε» διαδοχικά τη «στάχτη» τους, τα προ-ϊόντα δηλαδή της καύσης, των προηγουµένων θερµο-πυρηνικών αντιδράσεων. Πρόκειται όµως για µίαπάλη που αργά ή γρήγορα θα χάσουν, γιατί όλα τ’άστρα κάποια µέρα θα πεθάνουν. Θα πεθάνουν ακρι-βώς επειδή λάµπουν.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

ΚόκκινοιΓίγαντεςκαιΆσπροιΝάνοι Στο στάδιο του κόκκινου γίγαντα έναάστρο βρίσκεται στον προθάλαµο τουθανάτου του που θ’ αφήσει πίσω τουένα από τρία µόνο πιθανά «λείψανα»ανάλογα µε την µάζα που έχει κάθεάστρο. Άστρα µε λιγότερα υλικά απότέσσερις ηλιακές µάζες θα µετατρα-πούν σε άσπρους νάνους. Άστρα µε 4έως 25 ηλιακές µάζες θα γίνουν πάλ-σαρ ή άστρα νετρονίων. Και άστρα µεακόµη µεγαλύτερες µάζες θα κατα-λήξουν να γίνουν µαύρες τρύπες.

Όταν ένα άστρο της πρώτης κατηγο-ρίας (µε λιγότερα υλικά από τέσσεριςηλιακές µάζες), γίνει κόκκινος γίγαν-τας, µπαίνει σε µία περίοδο αστά-θειας. Η βαρυτική του δύναµη δενείναι ικανή να συγκρατήσει τα εξωτε-ρικά του στρώµατα τα οποία αποχωρί-ζονται σιγά-σιγά και διαφεύγουν στο∆ιάστηµα. Τα αέρια αυτά στρώµατααποχωρώντας σχηµατίζουν ένα δια-στελλόµενο κέλυφος, το οποίο στα τη-λεσκόπιά µας φαίνεται σαν έναςδακτύλιος αερίων. Οι αστρονόµοι τωνπερασµένων αιώνων, µε τα µικράτους τηλεσκόπια νόµιζαν ότι τα αντι-κείµενα αυτά έµοιαζαν µε πλανήτες,γι’ αυτό και τα ονόµασαν πλανητικάνεφελώµατα.

ΚΚόόκκκκιιννοοιι ΓΓίίγγααννττεεςς κκααιι ΆΆσσππρροοιι ΝΝάάννοοιι -- 3311

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Μέγεθος Άστρου

Μέγεθος της τροχιάς της Γης

Μέγεθος της τροχιάς του ∆ία

Ατµόσφαιρα του Μπετελγκέζ3322 -- ΟΟ ΘΘάάννααττοοςς ττωωνν ΆΆσσττρρωωνν

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Τα διαστελλόµενα αέρια των πλανητικών νεφελωµάτων περι-λαµβάνουν το µεγαλύτερο µέρος της αρχικής µάζας ενός άστρου,και καθώς αποχωρίζονται απ’ αυτό, αφήνουν πίσω τους, αποκα-λύπτοντάς τον συγχρόνως, το γυµνό υπερθερµασµένο πυρήνατου. Ο πυρήνας αυτός αποτελείται από άνθρακα και οξυγόνο, πουείναι τα κατάλοιπα, η «στάχτη», των θερµοπυρηνικών αντιδρά-σεων του ηλίου. Αντικρίζουµε δηλαδή το «πτώµα» του αρχικούάστρου, που έχει φτάσει πια στο τέλος του.

Παρόλο όµως που ο πυρήνας αυτός έχει πάψει να παράγει ενέρ-γεια (µία και οι θερµοπυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο τουέχουν σταµατήσει τελείως), εκπέµπει τεράστιες ποσότητες υπε-ριώδους ακτινοβολίας, ενώ η επιφανειακή του θερµοκρασία φτά-νει τους 100.000 βαθµούς Κελσίου. Η µεγάλη όµως αυτήθερµότητα οφείλεται στην τροµαχτική συµπίεση των υλικών τουπου έχουν περιοριστεί σε µία σφαίρα µε το µέγεθος της Γης µας.Το αρχικό µας δηλαδή άστρο έχει µετατραπεί σ’ έναν άσπρο νάνο,που ακτινοβολεί ένα έντονο γαλαζόλευκο φως από µία επιφά-νεια 16.000 φορές µικρότερη από την αρχική του.

Τα διαστελλόµενα αέρια του κελύφους που περιβάλλει πλέοντον νεο αποκαλυφθέντα άσπρο νάνο «ερεθίζονται» από την υπε-ριώδη ακτινοβολία του και λάµπουν. Χίλια µόνο πλανητικά νε-φελώµατα έχουν ανακαλυφτεί µέχρι τώρα γιατί η διάρκεια τηςζωής τους είναι σχετικά µικρή. Μέσα σε 50.000 χρόνια τα αέριααυτά διασκορπίζονται στο ∆ιάστηµα, παύουν να «ερεθίζονται»από τον κεντρικό τους άσπρο νάνο και δεν φαίνονται πια από τατηλεσκόπιά µας.

Η πυκνότητα όµως της µάζας ενός άσπρου νάνου είναι τεράστια.Ένα µόνο «κουταλάκι» από τα υλικά του µπορεί να φτάσει να «ζυ-γίζει» µέχρι 1.000 τόνους. Κάτω από τόσο µεγάλες πιέσεις ταυλικά αυτά είναι τελείως ιονισµένα, που σηµαίνει ότι τα ηλε-κτρόνια έχουν αποχωριστεί τελείως από τους ατοµικούς τους πυ-ρήνες. Αλλά το σύννεφο αυτό των ηλεκτρονίων δεν µπορεί νασυµπιεστεί και να περιοριστεί πέρα από έναν ορισµένο όγκο. Σ’αυτό το όριο η ύλη βρίσκεται σε µία «εκφυλισµένη» κατάστασηη οποία απαγορεύει στα ηλεκτρόνια να πλησιάσουν πολύ το έναστο άλλο. Έτσι τα ελεύθερα «εκφυλισµένα» ηλεκτρόνια εξα-σκούν µία ισχυρότατη πίεση που αντιστέκεται σε οποιαδήποτε πε-ραιτέρω συµπίεση του άσπρου νάνου µε αποτέλεσµα τηνεξισορρόπησή του. Σ’ αυτή τη φάση η θερµοκρασία του άσπρουνάνου έχει φτάσει τους 50.000 βαθµούς Κελσίου.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Ο εξωτερικός του µανδύας, και µέχρι βάθους 50 περίπου χιλιοµέτρων, πε-ριλαµβάνει το ένα δεκάκις χιλιοστό της ύλης του. Στο λεπτό αυτό στρώµαη πίεση είναι αρκετά µικρή και τα εκεί ευρισκόµενα ηλεκτρόνια δεν είναιεκφυλισµένα. Έτσι καθώς τα νετρίνα, που παράγονται στο κέντρο του,«δραπετεύουν» από το νεκρό πια άσπρο νάνο, παίρνουν µαζί τους και µε-γάλες ποσότητες θερµότητας. Η διαρροή και των τελευταίων αποθεµάτωνενέργειας που διαθέτει ο άσπρος νάνος, έχει ως αποτέλεσµα τη συνεχήτου ψύξη. ∆έκα εκατοµµύρια χρόνια µετά το σχηµατισµό του, ένας άσπροςνάνος έχει το ένα δέκατο της λαµπρότητας του Ήλιου και επιφανειακή θερ-µοκρασία 30.000 βαθµών Κελσίου. Έτσι καθώς ο άσπρος νάνος χάνει συ-νεχώς τη θερµότητά του, τα ιόντα που τον αποτελούν αρχίζουν νασυνδέονται µεταξύ τους σε µία «ρευστή» κατάσταση.

Σ’ ένα δισεκατοµµύριο χρόνια οι ατοµικοί πυρήνες κρυσταλλοποιούνταιµετατρέποντας σιγά-σιγά τον άσπρο νάνο σ’ ένα κρυσταλλικό στερεό(κβαντικό στερεό), αρχίζοντας πρώτα από το κέντρο του και ανεβαίνονταςπρος τα εξωτερικά του στρώµατα. Η φάση της κρυσταλλοποίησης ενόςάσπρου νάνου απαιτεί πολλά δισεκατοµµύρια χρόνια, πράγµα που σηµαί-νει ότι κανένας άσπρος νάνος στο Γαλαξία µας δεν έχει ολοκληρώσειακόµη αυτή τη φάση, γιατί κανένας τους δεν έχει σήµερα µικρότερη λαµ-πρότητα από το ένα δεκάκις χιλιοστό της λαµπρότητας του Ήλιου. Ότανόµως αυτή η φάση ολοκληρωθεί ο άσπρος νάνος δεν θα ακτινοβολείπλέον καθόλου και θα έχει µετατραπεί σ’ έναν κρυστάλλινο, άψυχο, µαύρονάνο.

Μέχρι τώρα έχουν µελετηθεί αρκετές εκατοντάδες άσπροι νάνοι. Έτσι στατελευταία 60 χρόνια µε τη βοήθεια της κβαντοµηχανικής και της θεωρίαςτης σχετικότητας έχει δηµιουργηθεί ένα ικανό θεωρητικό υπόβαθρο πουεπεξηγεί την εξέλιξη αυτών των άστρων. Σ’ αυτή τη µελέτη σηµαντικότατηήταν η προσφορά του Ινδοαµερικανού αστροφυσικού Subramanian Chan-drasekhar (Νόµπελ Φυσικής 1983), ο οποίος υπολόγισε ότι το µέγιστοόριο της µάζας ενός άσπρου νάνου δεν µπορεί να υπερβαίνει τις 1,4 ηλια-κές µάζες. Το όριο αυτό ονοµάζεται Όριο Chandrasekhar. Όσο µάλιστα πιοµεγάλη είναι η µάζα του τόσο πιο µικρή είναι η διάµετρος του άσπρουνάνου. Το µικρό όµως µέγεθος, σε συνδυασµό µε τη µεγάλη σχετικά µάζα,έχει ως αποτέλεσµα η βαρύτητα που επικρατεί στην επιφάνειά του να είναι200.000 φορές µεγαλύτερη της γήινης.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

ΝΝόόββαακκααιιΣΣοουυππεερρννόόββααΟ θάνατος των άστρων µε µεγαλύτερη ποσότητα υλικών απότις τέσσερις ηλιακές µάζες, που είδαµε προηγουµένως, είναιπολύ πιο θεαµατικός. Άστρα µε πέντε ηλιακές µάζες καιπάνω καταναλώνουν το καύσιµο υδρογόνο τους φτάνονταςστο στάδιο του κόκκινου γίγαντα µέσα σε µερικές δεκάδεςεκατοµµύρια χρόνια. Τα άστρα αυτά εξογκώνονται σε πραγ-µατικούς κόκκινους υπεργίγαντες µε διάµετρο 500-1.000φορές τη σηµερινή διάµετρο του Ήλιου. Στο εσωτερικό ενόςτέτοιου κόκκινου υπεργίγαντα οι διεργασίες που συµβαίνουνείναι τέτοιες ώστε όταν φτάσει η στιγµή ν’ αρχίσει η συστολήτου, δεν µπορεί να µετατραπεί σε άσπρο νάνο µε την απλήεκτόξευση των εξωτερικών του στρωµάτων όπως στην περί-πτωση των πλανητικών νεφελωµάτων. Οι διεργασίες στοεσωτερικό του το κάνουν να πάλλεται, να φουσκώνει και ναξεφουσκώνει, σε µία περίοδο από µερικά λεπτά έως 50 ηµέ-ρες.

Σ’ αυτή του τη φάση το άστρο αυτό µετατρέπεται σ’ ένα µετα-βλητό άστρο σαν τους Κηφίδες που πήραν τ’ όνοµά τους απότο άστρο δέλτα Κηφέα. Το άστρο αυτό ήταν το πρώτο άστροµ’ αυτή τη συµπεριφορά που µελετήθηκε επισταµένα. Αυτούτου είδους τ’ άστρα παίζουν ένα σπουδαίο ρόλο στην Αστρο-νοµία γιατί βρέθηκε να υπάρχει µία άµεση σχέση µεταξύ τηςπεριόδου των παλµών τους και της πραγµατικής τους λαµ-πρότητας. Μ’ αυτό τον τρόπο οι Κηφίδες βοηθούν στον υπο-λογισµό των αποστάσεων στο ∆ιάστηµα. Το Πολικό Άστροστον αστερισµό της Μικρής Άρκτου, που σηµατοδοτεί το Βό-ρειο Ουράνιο Πόλο, είναι ένας µεταβλητός Κηφίδης που πάλ-λεται εδώ και 40.000 χρόνια.

ΝΝόόββαα κκααιι ΣΣοουυππεερρννόόββαα -- 3377

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Ενδιαφέρον έχουν επίσης κι όλα όσα συµβαίνουν σε δύο στενά συνδεδεµένα άστρα.Τα άστρα αυτά ονοµάζονται συµβιωτικά, αφού σε πολλές παρόµοιες περιστάσεις

βρίσκουµε ότι οι αιώνες της αστρικής εξέλιξης έχουν σαν αποτέλεσµα το στενόθανατηφόρο αγκάλιασµά τους. Μ’ έναν θεαµατικό τρόπο τα άστρα αυτά παρα-µορφώνονται κυριολεκτικά σε σχήµατα αυγού ή σταγόνας καθώς η ύλη του ενόςδιαφεύγει και αναµειγνύεται µε την ύλη του άλλου σχηµατίζοντας έτσι µία πα-ράξενη παραµορφωµένη διαστηµική κλεψύδρα. Πολλά σενάρια είναι πιθανά,ανάλογα µε την αρχική µάζα του κάθε άστρου και την απόσταση µεταξύ τους. Σε

πολλές όµως περιστάσεις ένα συµβιωτικό ζευγάρι αποτελείται από έναν κόκκινογίγαντα και έναν άσπρο νάνο, όπως στην περίπτωση του διπλού συστήµατος R-

Υδροχόου. Σ’ αυτή την περίπτωση η µεγαλύτερη βαρυτική δύναµη του άσπρου νάνου(λόγω της µεγαλύτερης πυκνότητάς του), έλκει προς αυτό τα αδύναµα υλικά του κόκ-

κινου γίγαντα, µε αποτέλεσµα µία σπειροειδή ροή ύλης από το γίγαντα στο νάνο σχη-µατίζοντας έναν «σφιχτοδεµένο» δίσκο γύρω από το µικρότερο άστρο. Η ύλη αυτήυπερθερµαίνεται σε τροµαχτικές θερµοκρασίες και τελικά συγκρούεται µε την επιφά-νεια του άσπρου νάνου.

Η συνεχής προσθήκη υλικών στον άσπρο νάνο δηµιουργεί την αναγκαία κρίσιµη µάζαπου µετατρέπει το όλο σύστηµα σ’ έναν τεράστιο πυρηνικό αντιδραστήρα εκτός ελέγ-

χου. Όταν συµβεί κάτι τέτοιο, µέσα σ’ ελάχιστα λεπτά η περιοχή γύρω από το νάνοµετατρέπεται σε µία λυσσασµένη κόλαση ασυγκράτητης πυρηνικής σύντηξης.Έτσι µε την ενέργεια τρισεκατοµµυρίων βοµβών υδρογόνου τεράστιες ποσότητεςυλικών εκσφενδονίζονται στο ∆ιάστηµα εµπλουτίζοντας το διαστρικό χώρο µε«βαριά» χηµικά στοιχεία (ανώτερα του σιδήρου) που δηµιουργήθηκαν κατά τηδιάρκεια της έκρηξης. Μία τέτοια έκρηξη ονοµάζεται νόβα. Αν η έκρηξη είναιαρκετά µεγάλη µπορεί να εκτοξεύσει και τα δύο αυτά άστρα σε διαφορετικές κα-

τευθύνσεις µέσα στο ∆ιάστηµα. Αν όχι, τα άστρα αυτά µπορεί να επιζήσουν και ναεπανέλθουν σιγά-σιγά στην προηγούµενη κατάστασή τους, ξαναθαµπώνοντας αρ-

γότερα το γύρω ∆ιάστηµα µε το βίαιο ξέσπασµα µίας νέας νόβα.

«Στέλα νόβα» στα λατινικά σηµαίνει νέο άστρο, παρόλο που στην πραγµατικότητα µίατέτοια έκρηξη σηµατοδοτεί το τελευταίο στάδιο της ζωής του. Πριν από αιώνες όµωςόσοι παρατηρούσαν τον ουρανό και έβλεπαν παρόµοιες επιθανάτιες εκρήξεις εκεί πουπροηγουµένως δεν έβλεπαν κανένα άστρο, νόµιζαν ότι αντίκριζαν τη γέννηση ενόςνέου (νόβα) άστρου. Τέτοιου είδους άστρα που πρώτα, λόγω της απόστασής τους, ήσανπάρα πολύ αµυδρά για να παρατηρηθούν µε γυµνό µάτι γίνονται ξαφνικά τόσο εµφανήώστε µερικές φορές λάµπουν και την ηµέρα.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Νεφέλωµα Καρκίνος (Μ1) στον Ταύρο


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Τα άστρα αυτά µπορεί να εκτοξεύσουν τα υλικά τους περισσότερες από µία φορές. ∆εν υπάρχει όµως δεύτερη φορά γιατ’ άστρα που έχουν ύλη πολλαπλάσια της ύλης που έχει ο Ήλιος µας. Όταν τ’ άστρα αυτά, από τις διεργασίες που συµ-βαίνουν στο εσωτερικό τους, αναγκαστούν να εκραγούν, τότε η έκρηξη που επακολουθεί είναι ένα από τα πιο βίαια φαι-νόµενα στο Σύµπαν. Η έκρηξη αυτή ονοµάζεται σουπερνόβα, και έχει σαν αποτέλεσµα την κυριολεκτική διάλυση τουάστρου που την προκάλεσε. Μία τέτοια έκρηξη παρατηρήθηκε στην Κίνα πριν από 950 περίπου χρόνια.

Στις 4 Ιουλίου του 1054 µ.Χ. ο αστρονόµος του Κινέζου αυτοκράτορα, παρατήρησε την εµφάνιση ενός τέτοιου «νέου»άστρου, η λαµπρότητά του οποίου ήταν τόσο µεγάλη ώστε το άστρο αυτό φαινόταν στον ουρανό ακόµη και την ηµέραγια τρεις ολόκληρες εβδοµάδες. Σιγά-σιγά όµως άρχισε να ξεθωριάζει µέχρις ότου, 21 µήνες µετά την εµφάνισή του,ο λαµπρός αυτός «επισκέπτης» είχε πια χαθεί από τον ουρανό. Ο «επισκέπτης» αστέρας του 1054 µ.Χ. ήταν η επιθα-νάτια έκρηξη ενός τεράστιου γέρικου άστρου που στα τελευταία στάδια της ζωής του µετατράπηκε σε σουπερνόβα. Τοάστρο αυτό βρισκόταν σε απόσταση 6.300 ετών φωτός και στη µεγαλύτερή του ένταση έλαµπε µε την ισχύ 500 εκα-τοµµυρίων ήλιων. Από τη Γη ο Κινέζος αστρονόµος παρακολούθησε ένα γεγονός που είχε συµβεί πριν από 6.300 χρό-νια, γύρω στο 5200 π.Χ., όταν οι Σουµέριοι εγκαταστάθηκαν στη Μεσσοποταµία.

Στο σηµείο εκείνης της έκρηξης τα σύγχρονα τηλεσκόπια έχουν αποκαλύψει ένα φωτεινό νεφέλωµα που µοιάζει µεκάβουρα και γι’ αυτό ονοµάστηκε Νεφέλωµα Καρκίνος. Και ενώ το Μεγάλο Νεφέλωµα του Ωρίωνα είναι ένα τεράστιοβρεφοκοµείο νεογέννητων άστρων, το Νεφέλωµα Καρκίνος στον αστερισµό του Ταύρου είναι τα υπολείµµατα ενός κα-τεστραµµένου άστρου που παρόλα αυτά λάµπει ακόµη και σήµερα µε τη φωτεινότητα 30.000 ήλιων. Από τη µία άκρηστην άλλη το Νεφέλωµα Καρκίνος έχει διάµετρο έξι ετών φωτός ή 57 τρισεκατοµµυρίων χιλιοµέτρων, που σηµαίνειότι το µέγεθός του είναι 140 εκατοµµύρια φορές µεγαλύτερο από την απόσταση Γης-Σελήνης ή 370.000 φορές µε-γαλύτερo από την απόσταση Γης-Ηλίου. Το νεφέλωµα αυτό συνεχώς διαστέλλεται όλο και πιο πολύ µε µία ταχύτητα πουφτάνει τα τέσσερα εκατοµµύρια χιλιόµετρα την ώρα. Αν η διαστολή αυτή συνεχιστεί µε τον ίδιο ρυθµό, τα υπολείµµατααυτά της σουπερνόβα θα φτάσουν στη Γη σε δύο περίπου εκατοµµύρια χρόνια.

Σουπερνόβα Τύπου Iα


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

ΠΠάάλλσσααρρ::ΠΠααBBόόμμεεννεεςςΡΡααδδιιοοππηηγγέέςς


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Πριν από 50 περίπου χρόνια στον αστερισµό των Ιστίων, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά µία αχνή, νεφελώδης πε-ριοχή, που ήταν παρόµοια µε το νεφέλωµα Καρκίνος. Το νεφέλωµα αυτό διερευνήθηκε επισταµένα το 1950-1955από τον Αυστραλό αστρονόµο Colin Gum από τον οποίο πήρε και το όνοµά του. Το νεφέλωµα Γκαµ απέχει µόλις1500 έτη φωτός από µας και η έκρηξη του άστρου από την οποία σχηµατίστηκε είχε την λαµπρότητα της Πανσελή-νου. Κανείς όµως δεν κατέγραψε τη λαµπερή αυτή σουπερνόβα, γιατί η έκρηξη του άστρου συνέβη πριν από 30.000χρόνια, στη διάρκεια της Παλαιολιθικής Εποχής. ∆ύο άλλες όµως σουπερνόβα και παρατηρήθηκαν και καταγρά-φηκαν.

Στις 11 Νοεµβρίου 1572 µία λαµπερή έκρηξη παρατηρήθηκε από τον περίφηµο ∆ανό αστρονόµo Τύχων Μπραχστον αστερισµό της Κασσιόπης. Το φαινόµενο αυτό ήταν για τον 26χρονο τότε αστρονόµο κάτι το εκπληκτικό µε απο-τέλεσµα να παρακολουθήσει µε προσοχή την εξέλιξη της φωτεινότητας του «νέου» άστρου και να συγγράψει (σταΛατινικά όπως συνήθιζαν τότε), το πρώτο βιβλίο γι’ αυτό το θέµα µε τίτλο «De Nova Stella» («Για το Νέο Άστρο»).Μερικά χρόνια αργότερα, το 1604, ο µαθητής του Μπραχ, Γερµανός αστρονόµος Johannes Kepler παρατήρησε κιαυτός την εµφάνιση ενός «υπερνέου» άστρου στον αστερισµό του Οφιούχου. Έκτοτε και µέχρι το 1987, καµιά άλληεµφάνιση κοντινής σουπερνόβα δεν παρατηρήθηκε από οποιονδήποτε.

Τον Αύγουστο του 1967 Άγγλοι ραδιοαστρονόµοι (ο καθηγητής Α. Hewish, Νόµπελ Φυσικής 1974, και η ερευνήτριαJ.S. Bell) παρατήρησαν στον ουρανό, στο µέσο σχεδόν της αποστάσεως ανάµεσα στα άστρα Βέγα στον αστερισµό τηςΛύρας και Αλτάιρ στον αστερισµό του Αετού, µερικούς παράξενους ραδιοπαλµούς. Οι παλµοί αυτοί ήσαν τόσο από-λυτα σταθεροί ώστε στην αρχή θεωρήθηκαν ότι ήσαν τα σήµατα κάποιου τεχνολογικά προηγµένου διαστηµικού πο-λιτισµού. Αργότερα όµως ανακαλύφτηκαν παρόµοια σήµατα και σε άλλα σηµεία τ’ ουρανού, ονοµάστηκανπαλλόµενες ραδιοπηγές και έγιναν γνωστές µε τη διεθνή συγκεκοµµένη ονοµασία τους: Πάλσαρ.

Τον Οκτώβριο του 1968 Αµερικανοί ραδιοαστρονόµοι ανακάλυψαν στο νεφέλωµα Καρκίνος έναν πάλσαρ που είχετη µικρότερη µέχρι τότε παλµική περίοδο, και έφτανε το 0,033099 του δευτερολέπτου. Ο ίδιος ο Πάλσαρ δεν ξέ-φυγε τελικά ούτε και από τις φωτογραφικές µας µηχανές. Μ’ ένα ειδικό σύστηµα µπορέσαµε να φωτογραφήσουµετην πηγή των ραδιοπαλµών, που απεδείχθη ότι ήταν ένα µικροσκοπικό άστρο 12 χιλιοµέτρων, στο κέντρο σχεδόντου νεφελώµατος, µε την καταπληκτική ιδιότητα να αναβοσβήνει 30 φορές κάθε δευτερόλεπτο.

H ύπαρξη των παράξενων αυτών άστρων είχε προβλεφθεί από τη δεκαετία ακόµη του 1930. Σύµφωνα µε τις από-ψεις αυτές, η απότοµη και υπερβολικά γρήγορη βαρυτική κατάρρευση των υλικών της καρδιάς ενός γιγάντιουάστρου πρέπει να έχει ως αποτέλεσµα την τροµαχτική συµπίεση του αστρικού κέντρου στην πυκνότητα ενός ατοµι-κού πυρήνα. Συγχρόνως η έκρηξη και η αποβολή των εξωτερικών στρωµάτων του άστρου πρέπει να θεωρείται έναπαράλληλο και αναπόφευκτο φαινόµενο της όλης διαδικασίας της κατάρρευσης του αστρικού πυρήνα.

ΠΠάάλλσσααρρ:: ΠΠααCCόόμμεεννεεςς ΡΡααδδιιοοππηηγγέέςς -- 4433

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Μία τέτοια έκρηξη συµπιέζει τον πυρήνα του άστρουσε τέτοιο βαθµό ώστε η ύλη από την οποία αποτε-λείται να είναι τόσο πυκνά «πακεταρισµένη» ώστετο άστρο αυτό να µοιάζει µ’ έναν τεράστιο ατοµικό πυ-ρήνα. Και πράγµατι, όταν στο τέλος της ζωής του ταυλικά που έχουν αποµείνει σ’ ένα άστρο υπερβαί-νουν το όριο Chandrasekhar, είναι δηλαδή πάνωαπό 1,4 αλλά κάτω από 3 ηλιακές µάζες, τότε τοάστρο αυτό δεν πεθαίνει ως άσπρος νάνος, αλλά αν-τίθετα η συµπίεση των υλικών του συνεχίζεται πέρααπό την πυκνότητα των άσπρων νάνων.

Κάτω από την τεράστια αυτή συµπίεση τα αρνητικάφορτισµένα ηλεκτρόνια των χηµικών στοιχείων τουάστρου συγχωνεύονται µε τα θετικά φορτισµέναπρωτόνια του πυρήνα µε αποτέλεσµα τη δηµιουργίανετρονίων και νετρίνων. Και ενώ τα νετρίνα δραπε-τεύουν άµεσα από το άστρο, µεταφέροντας µάλιστακαι αρκετή από την ενέργειά του, τα νεοσχηµατι-σµένα νετρόνια παραµένουν εκεί και ενώνονται µετα ήδη υπάρχοντα νετρόνια των ατοµικών πυρήνων.Όλα αυτά τα νετρόνια όµως είναι τόσο σφιχτά συµ-πιεσµένα ώστε να ακουµπάνε σχεδόν το ένα µε τοάλλο. Αποτέλεσµα αυτής της συµπίεσης είναι η δη-µιουργία µιας σφαίρας µερικών χιλιοµέτρων µε τηνπιο λεία, στερεή επιφάνεια που έχει γνωρίσει ποτέτο Σύµπαν. Βρισκόµαστε δηλαδή αντιµέτωποι µ’ έναάστρο νετρονίων.

Νεφέλωµα Καρκίνος

ΕκλάµψειςΑκτίνων γάµα

ΚέλυφοςΣουπερνόβα


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Οι θεωρητικές αυτές εκτιµήσεις για την ύπαρξη τωνάστρων αυτών διατυπώθηκαν, ανεξάρτητα ή και σεσυνεργασία, από αρκετούς περίφηµους αστρονόµουςκαι αστροφυσικούς σ’ όλη τη διάρκεια της δεκαετίαςτου 1930. Στους ερευνητές που συνεισέφεραν ου-σιαστικά άλλος λιγότερο κι άλλος περισσότερο, στοθεωρητικό αυτό υπόβαθρο, περιλαµβάνονται οιRobert Oppenheimer, Lee Landau, Fritz Zwicky, Wal-ter Baade, George Volkoff και Subrahmanyan Chan-drasekhar. Παρόλα όµως αυτά πολλοί επιστήµονεςδιαφώνησαν τότε µε το όλο σκεπτικό, κι έτσι η ιδέατης ύπαρξης τέτοιων άστρων νετρονίων µπήκε σύν-τοµα στο περιθώριο για τρεις περίπου δεκαετίες.

Από τη δεκαετία όµως του 1950 η διερεύνηση τωνπληροφοριών που προέρχονταν από το ΝεφέλωµαΚαρκίνος είχε αρχίσει να εξάπτει τη φαντασία τωναστροφυσικών. Το 1953 ο Σοβιετικός Ι. Σλόφσκι ανα-κοίνωσε ότι το νεφέλωµα Καρκίνος εξέπεµπε ακτι-νοβολία σαν τους επιταχυντές ηλεκτρονίων που είχαναρχίσει να λειτουργούν από το 1947. Σύµφωνα µ’αυτή την άποψη τα ηλεκτρόνια στο νεφέλωµα Καρκί-νος ακτινοβολούσαν σαν να βρίσκονταν µέσα σ’ ένασυγχροτρόνιο. Με τον τρόπο αυτό τα πιο αργά ηλε-κτρόνια εξέπεµπαν ραδιοακτινοβολία, ενώ τα ταχύ-τερα εξέπεµπαν ορατό φως.

Επειδή όµως η ακτινοβολία ενός συγχροτρονίου εί-ναι ρολαρισµένη, τότε σύµφωνα µε την άποψη τουΣλόφσκι το φως από το νεφέλωµα Καρκίνος θα'πρεπε αναπόφευκτα να αναβοσβήνει αν περιστρέ-φαµε κατάλληλα ένα πολαρισµένο φίλτρο. Πράγµαπου επιβεβαιώθηκε την ίδια εκείνη χρονιά. Έτσι όταντο 1968 ανακοινώθηκε η ανακάλυψη του πάλσαρ στονεφέλωµα Καρκίνος, διάφορες αστροφυσικές οµά-δες ερευνητών εντατικοποίησαν τις µελέτες τους καισύντοµα εντοπίστηκαν αρκετές δεκάδες παρόµοιωναντικειµένων. Προς Γη

ΕκλάµψειςΑκτίνων γάµα

ΚέλυφοςΣουπερνόβα

ΠΠάάλλσσααρρ:: ΠΠααCCόόμμεεννεεςς ΡΡααδδιιοοππηηγγέέςς -- 4455

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

Ραδιοτηλεσκόπιο Parker στην Αυστραλία


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:35 ìì

ΆΆσσττρρααΝΝεεττρροοννίίωωννΈνας από τους στόχους των ερευνητών για την καλύτερη κατανόηση των πάλσαρ ήταν και ηεπεξήγηση της όλης διαδικασίας που τα έκανε να συναγωνίζονται σε απόλυτη ακρίβεια τα κα-λύτερα ανθρώπινα ρολόγια. Ποιος ήταν άραγε ο «µηχανισµός» εκείνος που επέτρεπε στα πάλ-σαρ να εκπέµπουν τις ραδιοακτινοβολίες τους µε ρυθµό µέχρι και 30 φορές κάθεδευτερόλεπτο, και µε τόση απόλυτη σταθερότητα; Η περίπτωση της περιφοράς ενός πάλσαραποκλείστηκε πρώτη απ’ όλες γιατί µε περιόδους µικρότερες των 2 δευτερολέπτων, η από-σταση που χωρίζει τα δύο άστρα θα 'πρεπε να είναι µικρότερη κι από το ίδιο τους το µέγεθος.Ούτε όµως η παλµική κίνηση µπορεί να γίνει αποδεκτή, γιατί η ύπαρξη τόσο γρήγορων παλµώνθα διέλυε κυριολεκτικά ένα άστρο.

Τη λύση έδωσε ο αστρονόµος Τόµας Γκολντ, του Πανεπιστηµίου Κορνέλ, ο οποίος ταύτισε ταπάλσαρ µε τα άστρα νετρονίων των θεωριών που είχαν διατυπώσει οι Οπενχάιµερ και Λαντάου.Σύµφωνα µε την άποψη του Γκολντ η συµπίεση των υλικών του άστρου το κάνει να µικραίνει όλοκαι πιο πολύ. Αλλά όσο µικραίνει το άστρο τόσο µεγαλώνει ο ρυθµός της περιστροφής του σύµ-φωνα µε τις απαιτήσεις του νόµου της διατηρήσης της στροφορµής. Συµβαίνει δηλαδή ακριβώςτο ίδιο που κάνει µία µπαλαρίνα, η οποία όταν µαζεύει τα απλωµένα χέρια της πλησιέστεραστο σώµα της, περιστρέφεται όλο και πιο γρήγορα.

Η συµπίεση όµως ενός άστρου κατά 70.000 φορές, στο µέγεθος ενός άστρου νετρονίων, έχειως αποτέλεσµα την αύξηση του µαγνητικού του πεδίου κατά 5 δισεκατοµµύρια φορές. Έτσι ταηλεκτρόνια που ξεφεύγουν από την επιφάνεια του άστρου λόγω της γρήγορης περιστροφήςτου, φυλακίζονται από το ισχυρότατο αυτό µαγνητικό πεδίο.

ΆΆσσττρραα ΝΝεεττρροοννίίωωνν -- 4477

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Καθώς όµως το άστρο περιστρέφεται όλο και πιο γρήγορα µεγάλες ποσότητεςαπό τα αιχµαλωτισµένα ηλεκτρόνια κατορθώνουν να διαφύγουν δραπετεύονταςαπό τους µαγνητικούς πόλους του άστρου. Επειδή συνήθως οι µαγνητικοί πόλοιδεν συµπίπτουν µε τους πόλους της περιστροφής ενός άστρου, η διασπορά τωνηλεκτρονίων στο ∆ιάστηµα εντοπίζεται µόνο µε κάθε εµφάνιση των δύο µα-γνητικών του πόλων. Τα διαφεύγοντα ηλεκτρόνια, λόγω της ύπαρξης του µα-γνητικού πεδίου, χάνουν ενέργεια µε τη µορφή µικροκυµάτων, και επειδή ταµικροκύµατα δεν επηρεάζονται από µαγνητικά πεδία κατορθώνουν να δια-σκορπιστούν σαν πίδακες ακτινοβολίας στο ∆ιάστηµα.

Κάθε άστρο νετρονίων λοιπόν εκπέµπει µ’ αυτό τον τρόπο πίδακες ραδιοκυµά-των από τους µαγνητικούς του πόλους. Αλλά ένα µόνο πάλσαρ στα εκατό είναιτοποθετηµένο «σωστά» σε σχέση µε τη Γη, ώστε η περιστροφή των µαγνητι-κών του πόλων να στέλνει στη Γη µας παρατηρήσιµες ραδιοεκποµπές. Έτσι απότα 100.000 πάλσαρ που υπολογίζεται ότι υπάρχουν στο Γαλαξία µας δεν είναιδυνατόν να παρατηρήσουµε περισσότερα από 1.000, αν και µέχρι σήµερα έχουνήδη ανακαλυφτεί πάνω από 550.

Ένα απ’ αυτά µάλιστα, που ανακαλύφτηκε στις 12 Νοεµβρίου 1982 και πήρετην ονοµασία PSR1937+214 έχει µια καταπληκτική περιστροφική περίοδο πουφτάνει τα 0,001557806449023 του δευτερολέπτου, που σηµαίνει ότι το άστροαυτό των νετρονίων περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του 642 φορές κάθεδευτερόλεπτο! Αν η διάµετρός του είναι 20 περίπου χιλιόµετρα τότε η περίµε-τρος του ισηµερινού του δεν υπερβαίνει τα 63 περίπου χιλιόµετρα, πράγµαπου σηµαίνει ότι ένα οποιοδήποτε σηµείο στον ισηµερινό του περιστρέ-φεται µε ταχύτητα 40.446 χιλιοµέτρων το δευτερόλεπτο ή µε 13,5% πε-ρίπου της ταχύτητας του φωτός!

Ένα άστρο νετρονίων όµως έχει κι άλλες καταπληκτικές ιδιότητες.Αν για παράδειγµα µπορούσαµε να εισχωρήσουµε βαθιά στο κέντροτων φωτεινών αερίων που αποτελούν το νεφέλωµα Καρκίνος θα βρι-σκόµασταν αντιµέτωποι µε µια απίστευτη αστρική ραδιοπηγή που εκ-πέµπει τόση ενέργεια όση 10.000 άστρα σαν τον Ήλιο. Με διάµετροµερικών µόνο χιλιοµέτρων, το άστρο αυτό είναι ο υπερσυµπιεσµένοςαστρικός πυρήνας που απέµεινε µετά την έκρηξη της σουπερνόβα του1054 µ.Χ.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Η πυκνότητά του είναι τόσο µεγάλη ώστε αν ένα κοµµάτι του µε µέγεθος ενόςκόκκου άµµου έπεφτε πάνω στη Γη µας θα την διαπερνούσε τελείως από τη

µιαν άκρη στην άλλη, µε την ίδια ευκολία που µια υπερθερµασµένη καυτή σιδε-ρόβεργα διαπερνάει ένα λεπτό διαφανές φύλλο νάιλον. Για να µπορέσουµε µάλι-

στα να πούµε ότι πλησιάσαµε κάπως τη φανταστική πυκνότητα ενός τέτοιου άστρουτότε ολόκληρος ο σηµερινός πληθυσµός του πλανήτη µας, πέντε δηλαδή δισεκα-τοµµύρια άνθρωποι, θα 'πρεπε να συµπιέζονταν στο µέγεθος µιας σταγόνας νερού.Ένα τέτοιο άστρο είναι πραγµατικά κάτι το αδιανόητο. Τα υλικά από ένα άστρο νε-

τρονίων, µε µέγεθος όσο είναι το κεφάλι µιας καρφίτσας, θα «ζύγιζαν» ένα εκα-τοµµύριο τόνους, δέκα δηλαδή φορές περισσότερο από ένα σύγχρονο

αεροπλανοφόρο! Επί πλέον, αν ρίχναµε έναν απλό σπόρο σταριού πάνω σ’ έναάστρο νετρονίων θα δηµιουργούσε τόση ενέργεια όση και η ατοµική βόµβα

που έπεσε στη Χιροσίµα.

Η πυκνότητα των υλικών του δηµιουργεί επίσης πραγµατικά αδια-νόητες βαρυτικές δυνάµεις. Ένα µωρό 5 κιλών, για παράδειγµα,

στην επιφάνεια ενός άστρου νετρονίων θα «ζύγιζε» 50 δισεκα-τοµµύρια κιλά! Το ίδιο άλλωστε αυτό άστρο «ζυγίζει» 2.400

τρισεκατοµµύρια τρισεκατοµµυρίων τόνους, 400.000 δη-λαδή φορές περισσότερο από τη Γη µας παρόλο που η διά-µετρός του είναι 1.300 περίπου φορές µικρότερη. Ανµάλιστα η Γή µας είχε συµπιεστεί σε µια σφαίρα µε την πυ-κνότητα που έχει ένα άστρο νετρονίων θα χωρούσε άνεταστο εσωτερικό του κλειστού Σταδίου «Ειρήνης και Φιλίας»στο Φάληρο.

Η ανακάλυψη λοιπόν του πάλσαρ στο νεφέλωµα Καρκίνοςτο 1968, και οι πραγµατικά εξωτικές του ιδιότητες, µας έφε-

ραν αντιµέτωπους µε µια πραγµατικότητα που µέχρι τότε αν-τιµετωπίζαµε µόνο σαν ένα θεωρητικό παιχνίδι. Έναθεωρητικό όµως παιχνίδι για το οποίο είχαν αρχίσει να

συγκεντρώνονται στοιχεία από τη δεκαετία του 1930.

ΆΆσσττρραα ΝΝεεττρροοννίίωωνν -- 4499

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

ΑΑσσττρριικκοοίίΚΚααννίίββααλλοοιιΑπό

τη δεκαετία ακόµη του 1930, οαστρονόµος Fritz Zwicky (1898-1974)

είχε παρατηρήσει, ότι ορισµένες εκρήξεις νόβα σεάλλους γαλαξίες ήταν δεκάδες χιλιάδες φορές πιο λαµ-

περές. Σ’ αυτό άλλωστε οφείλεται και ο όρος σουπερνόβα. Πα-ρατηρήθηκε µάλιστα ότι µια σουπερνόβα είναι πολύ πιο σπάνια, µε

συχνότητα µιας ή δυο τέτοιων εκρήξεων κάθε 100 χρόνια σε κάθε γα-λαξία, παρόλο που σ’ ολόκληρο το Σύµπαν, µε τα τρισεκατοµµύρια γαλα-

ξίες, έχουµε µία έκρηξη σουπερνόβα κάθε δευτερόλεπτο. Οιπαρατηρήσιµες όµως εκρήξεις κοντινών σουπερνόβα είναι πολύ πιο σπάνιες

και συµβαίνουν, κατά µέσον όρο, µια µόνο φορά κάθε 300 χρόνια.Ο Zwickyαποφάσισε τότε να ξεκινήσει ένα πολύχρονο πρόγραµµα παρατηρήσεων ενόςµεγάλου αριθµού γαλαξιών µε την ελπίδα ότι µερικοί απ’ αυτούς θα περιελάµ-βαναν εκρήξεις σουπερνόβα. Η µελέτη 3.000 γαλαξιών και η σύγκριση τωνφωτογραφιών τους που είχαν αποτυπωθεί µε διαφορά µερικών εβδοµάδωνείχε επιτυχηµένα αποτελέσµατα. Έτσι σήµερα έχουν καταγραφεί εκατοντά-

δες εκρήξεις σουπερνόβα σε απόµακρους γαλαξίες. Με τη βοήθεια τωνπαρατηρήσεων αυτών οι σύγχρονοι αστρονόµοι και αστροφυσικοί έχουν

κατορθώσει να δηµιουργήσουν ένα πλήρες θεωρητικό µοντέλο γιατον τρόπο µε τον οποίο ένα άστρο τελειώνει τη ζωή του µε µια

έκρηξη σουπερνόβα, τις διεργασίες και τα αποτελέσµατατων εκρήξεων αυτών, καθώς επίσης και τα παρά-

ξενα αντικείµενα πουαφήνουν πίσω τους.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Στο µεταξύ, το 1941, ο R. Minkowski εξετάζοντας τις διάφορες εκρήξεις που είχαν παρατηρηθεί µέχρι τότε τις δια-χώρισε σε δύο κατηγορίες, τις Τύπου Ι και ΙΙ. Τα τελευταία όµως χρόνια οι γενικές αυτές κατηγορίες χωρίστηκαν σευποκατηγορίες, ανάλογα µε την εµφάνιση που έχουν τα φάσµατα των εκρηγνυόµενων άστρων όταν φτάσουν στηµέγιστη λαµπρότητά τους. Σε γενικές πάντως γραµµές οι Τύπου ΙΙ αφορούν άστρα µε υλικά πολλαπλάσια του Ήλιουτα οποία στο τέλος της ζωής τους δεν µπορούν να δηµιουργήσουν αρκετή ενέργεια για να αντισταθούν στη βαρυ-τική κατάρρευση των εξωτερικών τους υλικών. Αντίθετα οι Τύπου Ι αφορούν άσπρους νάνους, σε διπλά ή πολλα-πλά συστήµατα άστρων, οι οποίοι απορροφούν αρκετά υλικά από κάποιον συνοδό τους µε αποτέλεσµα να υπερβούντο όριο ισορροπίας των 1,4 ηλιακών µαζών.

Η όλη διαδικασία µετατροπής ενός άσπρου νάνου σε σουπερνόβα Τύπου Ι θυµίζει ένα είδος «κανιβαλισµού». Φαν-ταστείτε δηλαδή δύο άστρα, σε κοντινή τροχιά, εκ των οποίων το ένα έχει µετατραπεί σε άσπρο νάνο. Με την πάροδοεκατοµµυρίων χρόνων οι τροχιές τους θα µικραίνουν όλο και πιο πολύ φέρνοντάς τα πιο κοντά το ένα στο άλλο. Στοµεταξύ όµως ο συνοδός του άσπρου νάνου συνεχίζει να εξελίσσεται κανονικά και κάποτε θα φτάσει στο στάδιο ναµετατραπεί σε κόκκινο γίγαντα. Τότε η βαρυτική δύναµη του άσπρου νάνου θα αρχίσει να έλκει τα εξωτερικά στρώ-µατα του κόκκινου γίγαντα σχηµατίζοντας γύρω από το νάνο ένα δαχτυλίδι υλικών που ονοµάζεται δίσκος επικά-θισης. Σιγά-σιγά τα υλικά του δίσκου έλκονται από το νάνο και προστίθενται στη µάζα του.

ΑΑσσττρριικκοοίί ΚΚααννίίββααλλοοιι -- 5511

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Έτσι, στην περίπτωση των σουπερνόβα Τύπου Ι η µάζα του άσπρουνάνου αυξάνει σιγά-σιγά και όταν ο πυρήνας του υπερβεί το όριοChandrasekhar, 1,4 ηλιακές µάζες, η πίεση των ηλεκτρονίων του«εκφυλισµένου» αερίου που τον αποτελεί δεν έχει τη δύναµη να αν-τισταθεί άλλο στη συµπίεση της βαρύτητας. Τότε ο άσπρος νάνος κα-ταρρέει απότοµα, υπερθερµαίνοντας το εσωτερικό του στους 10δισεκατοµµύρια βαθµούς, µε αποτέλεσµα την πρόκληση νέων πυ-ρηνικών αντιδράσεων. Η πυρηνική «φωτιά» απελευθερώνει τερά-στιες ποσότητες ενέργειας που κυριολεκτικά διαλύουν το άστρο µεµια τροµερή έκρηξη. Το 50% περίπου της µάζας του άσπρου νάνουµετατρέπεται σε νικέλιο και το άλλο µισό σε πυρίτιο, θείο και άλλαβαρύτερα χηµικά στοιχεία, που διασκορπίζονται στο ∆ιάστηµα µε τα-χύτητα 10-20 χιλιάδες χιλιόµετρα το δευτερόλεπτο, εµπλουτίζονταςτο διαστρικό χώρο µε τα νεοσχηµατισµένα χηµικά στοιχεία. Φαίνεται,µάλιστα, ότι οι εκρήξεις αυτές δεν αφήνουν πίσω τους κάποιο «πα-ράξενο» αντικείµενο όπως είναι ένα άστρο νετρονίων. Αντίθετα είναιπολύ πιθανό να εξαφανίζουν ακόµη και τον αρχικό άσπρο νάνο πουτις δηµιούργησε.

Εκτός από το βασικό αυτό σενάριο για την εξέλιξη και τη δηµιουργίαµιας σουπερνόβα Τύπου Ι υπάρχουν και ορισµένες άλλες συγκεκρι-µένες διαφορές από τις Τύπου ΙΙ. Στα φάσµατά τους, για παράδειγµα,οι Τύπου Ι εµφανίζουν την ύπαρξη πολλών βαρέων στοιχείων καιανυπαρξία του υδρογόνου, ενώ οι Τύπου ΙΙ εµφανίζουν πρωτίστωςτην ύπαρξη υδρογόνου. Άλλες χαρακτηριστικές διαφορές µας δεί-χνουν ότι οι πρώτες είναι συνήθως πέντε φορές πιο λαµπερές απότις δεύτερες, και ενώ οι Τύπου Ι συµβαίνουν σε περιοχές όπου βρί-σκονται πολύ ηλικιωµένα άστρα που φτάνουν σχεδόν την ηλικία τουΣύµπαντος (13 δισεκατοµµύρια χρόνια), οι Τύπου ΙΙ συµβαίνουν σεπεριοχές νέων, σχετικά, άστρων ηλικίας 10 περίπου εκατοµµυρίωνχρόνων.

Οι εκρήξεις Τύπου ΙΙ συµβαίνουν στους εξωτερικούς σπειροειδείςβραχίονες των γαλαξιών όπου βρίσκονται τα βαρύτερα και λαµπρό-τερα άστρα, οι επονοµαζόµενοι Γαλάζιοι Γίγαντες. Αυτά τα άστρα µπο-ρεί να έχουν 10, 20, 30 ή και περισσότερες φορές τη µάζα του Ήλιου.Το βάρος των τεράστιων ποσοτήτων των εξωτερικών του στρωµάτωνείναι τόσο µεγάλο ώστε ένας γαλάζιος γίγαντας χρειάζεται να πα-ράγει στο εσωτερικό του τεράστιες ποσότητες ενέργειας για να


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

αντισταθµίζει την πίεση της βαρύτητας των υλικών του. Γι’ αυτό ένατέτοιο άστρο µετατρέπει όλο το απόθεµα του υδρογόνου στον πυρήνατου σε ήλιο µέσα σε µερικά εκατοµµύρια χρόνια, µε αποτέλεσµα ν’αρχίσει να «φουσκώνει» µετατρεπόµενο τελικά σε έναν κόκκινουπεργίγαντα µέσα σε τρία εκατοµµύρια χρόνια από τη γέννησή του.

Επειδή το γιγάντιο αυτό άστρο εξακολουθεί να χρειάζεται ενέργειαγια να στηρίξει την τεράστια µάζα του, αρχίζει µια νέα σειρά πυρηνι-κών αντιδράσεων στο κέντρο του. Οι «στάχτες», τα «προϊόντα» δη-λαδη µιας αντίδρασης γίνονται το «καύσιµο» µιας άλλης. Πρώτα τουδρογόνο µετατρέπεται σε ήλιο, το ήλιο σε άνθρακα και οξυγόνο, οάνθρακας σε νέον και µαγνήσιο και µ’ αυτόν τον τρόπο η κατάστασηαρχίζει να γίνεται δραµατική. Η επιφάνεια του άστρου αρχίζει να πάλ-λεται ακανόνιστα, ενώ όλο και πιο νέες πυρηνικές αντιδράσεις δη-µιουργούν βαρύτερα χηµικά στοιχεία για να ικανοποιήσουν τιςενεργειακές ανάγκες εξισορρόπησης του άστρου. Το άστρο δηλαδήσ’ αυτή τη φάση µοιάζει µ’ ένα κρεµµύδι, του οποίου ο πυρήνας πε-ριβάλλεται από στρώµατα διαφορετικών πυρηνικών καύσεων. Φυ-σικά η κατάσταση αυτή δεν µπορεί να συνεχιστεί για πάντα.

Σ’ ένα άστρο µε υλικά 25 ηλιακών µαζών, για παράδειγµα, τα απο-θέµατα του υδρογόνου στον πυρήνα του εξαντλούνται µέσα σε 3 εκα-τοµµύρια χρόνια, και το καύσιµο ήλιο σε µερικές χιλιάδες χρόνια.Από εκεί κι έπειτα τα πάντα γίνονται σχεδόν αστραπιαία σε σύγκρισηµε την όλη διάρκεια της ζωής του. Ο άνθρακας εξαντλείται σε 200χρόνια, το νέον σ’ έναν χρόνο, ενώ µερικοί µόνο µήνες είναι αρκετοίγια να «καεί» το οξυγόνο σχηµατίζοντας πυρίτιο και θείο. Τελικά τοπυρίτιο, µέσα σε µια µόνο ηµέρα µεταστοιχειώνεται σε σίδηρο. Σ’αυτό το σηµείο η ήρεµη ζωή του άστρου σταµατάει και η διαδικασίατης µετατροπής του σε σουπερνόβα αρχίζει.

ΑΑσσττρριικκοοίί ΚΚααννίίββααλλοοιι -- 5533

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Προσοµοίωση της εξέλιξης µιας σουπερνόβα


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

ΟΟΘΘάάννααττοοςςΕΕννόόςςΥΥππεερργγίίγγααννττααΌταν στον πυρήνα ενός άστρου η θερµοκρασία φτάσει τα τρία δισεκατοµµύρια βαθµούς Κελσίου το πυρίτιοπου έχει συγκεντρωθεί εκεί αρχίζει να µετατρέπεται σε σίδηρο κι έτσι µέσα σε µερικές ώρες η ποσότητα τουσιδήρου στο κέντρο αρχίζει να µεγαλώνει. Όταν η σιδερένια καρδιά του υπεργίγαντα αρχίσει να συµπιέζεταιαπό τη βαρύτητα των ανωτέρων στρωµάτων του, η θερµοκρασία του αυξάνει ακόµη πιο πολύ. Έτσι φτάνει κά-ποια στιγµή που η κεντρική θερµοκρασία είναι αρκετά υψηλή για να αρχίσει η καύση του σιδήρου. Κάτι τέτοιοόµως ανοίγει την πόρτα σε πραγµατικά απόκοσµες καταστροφικές διαδικασίες.

Αυτό συµβαίνει γιατί ο σίδηρος διαθέτει τον πιο σταθερό ατοµικό πυρήνα, πράγµα που σηµαίνει ότι όταν το χη-µικό αυτό στοιχείο εµπλέκεται σε πυρηνικές αντιδράσεις διάσπασης ή σύντηξης όχι µόνο δεν παράγει ενέρ-γεια αλλά αντίθετα την απορροφάει, γιατί η «φωτοαποσύνθεση» του σιδήρου είναι µια «ενδόθερµη»διαδικασία. Για να µετατραπεί δηλαδή ο σίδηρος σε βαρύτερα ή ελαφρότερα χηµικά στοιχεία χρειάζεται ενέρ-γεια, που σηµαίνει ότι η ενέργεια αυτή δεν είναι διαθέσιµη για να συγκρατήσει το τεράστιο βάρος των ανωτέ-ρων στρωµάτων του άστρου, µε αποτέλεσµα την ακόµη µεγαλύτερη συµπίεση του σιδερένιου αστρικού πυρήνακαι την ακόµη µεγαλύτερη αύξηση της θερµοκρασίας σ’ αυτόν.

Έτσι όταν ο συγκεντρωµένος σίδηρος στην καρδιά του άστρου φτάσει το Όριο Chandrasekhar (1,4 ηλιακέςµάζες) η συµπίεση είναι τόσο µεγάλη ώστε η θερµοκρασία στο σιδερένιο πυρήνα του άστρου ξεπερνάει τα 4δισεκατοµµύρια βαθµούς Κελσίου. Τα υψηλής ενέργειας φωτόνια που παράγονται διασπούν τον σίδηρο σεελαφρότερα χηµικά στοιχεία, µε αποτέλεσµα την όλο και µεγαλύτερη απορρόφηση ενέργειας από την καρ-διά του άστρου.

ΟΟ ΘΘάάννααττοοςς ΕΕννόόςς ΥΥππεερργγίίγγαανντταα -- 5555

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Από εδώ και πέρα στο επόµενο δευτερόλεπτο τα πάντα γίνονται µεαστραπιαία ταχύτητα. Ο πυρήνας του άστρου διασπάται σε δύο

τµήµατα. Το εσωτερικό τµήµα του καταρρέει ανεµπόδιστοπρος το κέντρο µε ταχύτητα που φτάνει τα 80.000 χιλιό-

µετρα το δευτερόλεπτο (πάνω από το 25% της ταχύτη-τας του φωτός).

Η κατάρρευση αυτή συµπιέζει τα υλικά του τόσοπολύ ώστε η διάµετρός του συρρικνώνεται από6.000 σε 6 µόνο χιλιόµετρα. Φανταστείτε δηλαδήτη Γη ολόκληρη να συµπιέζεται ξαφνικά και σε χι-λιοστά του δευτερολέπτου να παίρνει το µέγεθοςτης Αθήνας. Έτσι η ύλη του κεντρικού αστρικού πυ-ρήνα διασπάται σε θετικά φορτισµένα πρωτόνια,σε αρνητικά φορτισµένα ηλεκτρόνια και σε νετρό-νια χωρίς καµιά ηλεκτρική φόρτιση. Τα πράγµατα

όµως δεν σταµατούν εδώ.

Επειδή η πίεση είναι τεράστια τα ηλεκτρόνια συγχω-νεύονται µε τα πρωτόνια δηµιουργώντας νετρόνια και

νετρίνα. Σε χιλιοστά του δευτερολέπτου η ύλη του πυ-ρήνα αποτελείται από νετρόνια µόνο και τεράστιες ποσό-

τητες νετρίνων, που λόγω της µεγάλης πυκνότητας της ύληςδεν µπορούν να δραπετεύσουν.

Σε δέκα χιλιοστά του δευτερολέπτου η πυκνότητα της αστρικής καρ-διάς φτάνει να είναι τέσσερις φορές µεγαλύτερη από την πυκνότητα ενός

ατοµικού πυρήνα ενώ η θερµοκρασία έχει φτάσει τα 100 δισεκατοµµύρια βαθ-µούς Κελσίου. Πυκνότητα δηλαδή τόσο µεγάλη που αναγκάζει όλα αυτά τα υλικά (νε-

τρόνια και νετρίνα) να εξοστρακιστούν µε δύναµη προς τα έξω, σχηµατίζοντας µία σφαίρα20 περίπου χιλιοµέτρων, όπου η πυκνότητα των υλικών είναι παρόµοια µε την πυκνότητα ενός

ατοµικού πυρήνα (200 περίπου εκατοµµύρια τόνους ανά κυβικό εκατοστό).


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Η εκτίναξη αυτή του εσωτερικού πυρήνα τον κάνει να συγ-κρουστεί βίαια µε τον καταρρέοντα ακόµη εξωτερικό πυ-ρήνα δηµιουργώντας έτσι ένα κρουστικό κύµα µεπερισσότερη ενέργεια απ’ αυτήν που εκλύει ένας ολόκλη-ρος γαλαξίας σε δέκα περίπου χρόνια. Η δηµιουργία τουκρουστικού αυτού κύµατος σηµατοδοτεί τη γέννηση της σου-περνόβα. Κι έτσι, καθώς το κύµα αυτό µαζί µε τα νετρίνα δια-στέλλεται µέσα στον καταρρέοντα εξωτερικό αστρικόπυρήνα, επιτρέπει στα νετρίνα να διαφύγουν στο ∆ιάστηµα.Με την ταχύτητα του φωτός τα νετρίνα αυτά διαδίδουν πλέονστο Σύµπαν τα πρώτα µηνύµατα του αστρικού θανάτου.

Ένα δευτερόλεπτο µετά την αρχή της δραµατικής αυτή κα-τάρρευσης, το κρουστικό κύµα, µε ταχύτητα που φτάνει τα30.000 χιλιόµετρα το δευτερόλεπτο, σαν µια απόκοσµη τε-ράστια µπουλντόζα ξεκινάει προς τα εξωτερικά στρώµατατου άστρου, που δεν έχει προφτάσει ακόµη να «συνειδητο-ποιήσει» το τι συµβαίνει στον πυρήνα του. Το κρουστικό αυτόκύµα παρασέρνει στο διάβα του και συντρίβει τα αστροϋλικάπου συναντάει. Η σύγκρουση αυτή παράγει αρκετές ποσό-τητες όλων των βαρέων χηµικών στοιχείων όπως το ασβέ-στιο, ο µόλυβδος και το ουράνιο. Ο αστρικός πυρήναςεκπέµπει πλέον τεράστιες ποσότητες νετρίνων τα οποία µετην αναχώρησή τους µεταφέρουν πολύ µεγάλες ποσότητεςενέργειας από την καρδιά του άστρου.

Το κρουστικό κύµα διασχίζει το άστρο µέσα σε µερικέςώρες και η τεράστια έκρηξη που επακολουθείπαράγει ενέργεια ίση µε την ενέργεια πουθα παρήγαγε ο Ήλιος σε δέκα τρισεκα-τοµµύρια χρόνια, αν µπορούσε ναζήσει τόσο πολύ. Και όλη αυτή ηενέργεια εκλύεται σε µερικά µόνοδευτερόλεπτα. Τέτοιου είδουςεκρήξεις µπορούν να συγκριθούνµόνο µε τη «Μεγάλη Έκρηξη»,που δηµιούργησε το Σύµπαν στοοποίο ζούµε, πριν από 14 περίπουδισεκατοµµύρια χρόνια.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Με την κυριολεκτική αυτή διάλυση τουάστρου η πρώτη φωτεινή του ανα-

λαµπή ανακοινώνεται στο Σύµπαν. Ηαναλαµπή αυτή αποτελείται κυρίωςαπό υπεριώδη ακτινοβολία πουείναι αόρατη στα ανθρώπινα µάτια.Μια ώρα όµως αργότερα τα εκτο-ξευόµενα υλικά έχουν χάσει αρ-κετή από την ταχύτητά τους και η

ακτινοβολία που αρχίζει να γίνεταιορατή.

Μετά από µια έκρηξη σουπερνόβα, καιενώ το µεγαλύτερο µέρος του άστρου κατα-

στρέφεται εκτοξευόµενο στο ∆ιάστηµα, ο πυρήναςτου παραµένει στη θέση του ανέπαφος µεν αλλά σε φοβεράασταθή κατάσταση. Αν η µάζα του πυρήνα δεν ξεπερνάει τις3 περίπου ηλιακές µάζες τότε οποιαδήποτε περαιτέρω συµ-πίεσή του σταµατάει. Αυτό που αποµένει όταν η κατάρρευσηκαι ο εξοστρακισµός σταµατήσει, είναι ένας γιγάντιος ατοµι-κός πυρήνας νετρονίων, µε διάµετρο 20 περίπου χιλιοµέ-τρων, που περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό τουεκατοντάδες φορές κάθε δευτερόλεπτο. Είναι ένα άστρο νε-τρονίων, γνωστότερο µε την ονοµασία πάλσαρ, γιατί εξαι-τίας της γρήγορης περιστροφής του εκπέµπει περιοδικάραδιοκύµατα που δηµιουργούνται από επιταχυνόµενα ηλε-κτρόνια στο στροβιλιζόµενο µαγνητικό του πεδίο. Όλα ταυπόλοιπα υλικά του άστρου εκτοξεύονται στο ∆ιάστηµα εµ-πλουτίζοντας το Σύµπαν µε όλα τα χηµικά στοιχεία τηςφύσης. Χωρίς τις εκρήξεις των σουπερνόβα δηλαδή δεν θαυπήρχαν πλανήτες και δορυφόροι. Χωρίς τις σουπερνόβαδεν θα υπήρχε η Γη, δεν θα υπήρχαν βράχια και βότσαλα,δεν θα υπήρχαν φυτά και ζώα. Χωρίς τις εκρήξεις των σου-περνόβα, δεν θα υπήρχε ο άνθρωπος.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

««ΛΛεείίψψααννααΆΆσσττρρωωννμμεεΜΜοορρφφέέςςΑΑρρααχχννιασμένες…»Η έκρηξη µιας σουπερνόβα είναι ταυτόχρονα ένα τέλοςκαι µια αρχή. Το εκρηκτικό τέλος της ζωής ενός άστρουαπελευθερώνει όλα τα χηµικά στοιχεία που είχαν δηµι-ουργηθεί στην καρδιά του κατά τη διάρκεια της σύντο-µης σχετικά ζωής του, καθώς και πολλά άλλα πουγεννήθηκαν τη στιγµή της έκρηξης. Η «σούπα» αυτή τωνχηµικών στοιχείων εµπλουτίζει τα διάσπαρτα νεφελώ-µατα αερίων και διαστηµικής σκόνης από τα οποία θαγεννηθούν τα άστρα και οι πλανήτες των εποµένων γε-νεών.

Μετά από κάθε έκρηξη σουπερνόβα τα αέρια που περι-λαµβάνουν τα νέα χηµικά στοιχεία δηµιουργούν παρά-ξενους νεφελώδεις σχηµατισµούς που επί αιώνεςδιαστέλλονται στο ∆ιάστηµα µε τεράστιες ταχύτητες. Τανεφελώµατα αυτά υπερθερµαίνονται από τις τεράστιεςακτινοβολίες υψηλής ενέργειας που εκπέµπουν οι παλ-λόµενες ραδιοπηγές, οι οποίες έχουν αποµείνει στο κέν-τρο τους, φωτίζοντας έτσι τα λείψανα αυτά των άστρων µετις αραχνιασµένες µορφές.

Η σουπερνόβα που παρατήρησε ο Tύχων Μπραχ στις 11Μαρτίου 1572 στον αστερισµό της Κασσιόπης έχει αφή-σει πίσω της µια σφαιρική µάζα αερίων που ακόµη καισήµερα εκπέµπει ραδιοακτινοβολίες, καθώς τα δια-στελλόµενα αέριά της συγκρούονται µε τα µεσοαστρικάαέρια της περιοχής. Η απόστασή τους από τη Γη υπολο-γίζεται ότι είναι 10.000 έτη φωτός, που σηµαίνει ότι τηστιγµή της έκρηξής της εξέπεµψε φωτεινότητα 300 εκα-τοµµυρίων ηλίων. Η σηµερινή διάµετρος του νεφελώ-µατος φτάνει τα 20 έτη φωτός και συνεχίζει να µεγαλώνεικαθώς τα αέρια διαστέλλονται µε ταχύτητα που φτάνει τα10.000 χιλιόµετρα το δευτερόλεπτο.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

«ΛείψαναΆστρωνμεΜορφέςΑραχχννιιαασσμμέέννεεςς……»»

««ΛΛεείίψψαανναα ΆΆσσττρρωωνν μμεε ΜΜοορρφφέέςς ΑΑρρααχχννιιαασσμμέέννεεςς……»» -- 6611

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Στον αστερισµό της Κασσιόπης ανακαλύφτηκαν πριν από µισό αιώνα τα υπο-λείµµατα και µιας άλλης σουπερνόβα γνωστής µε το όνοµα CASA. Τα αέριάτης διαστέλλονται σήµερα µε µια ταχύτητα 6.000 χιλιοµέτρων το δευτερόλε-πτο σε απόσταση 11.000 ετών φωτός. Οι σηµερινές µας µελέτες υπολογίζουνότι η έκρηξη πρέπει να έγινε το 1680, κανείς όµως δεν φαίνεται να την πα-ρατήρησε εκείνη την εποχή, παρόλο που τότε θα πρέπει να είχε φτάσει σεφωτεινότητα το άστρο Σείριος, που είναι το λαµπρότερο άστρο στον ουρανό. Ηπρώτη παρατήρηση των υπολειµµάτων αυτών έγινε το 1948.

Πριν από 12 αιώνες ένα αµυδρό άστρο στον αστερισµό των Ιστίων έλαµψε100 εκατοµµύριο φορές περισσότερο από πριν και ανταγωνίστηκε σε φωτει-νότητα ακόµη και την Πανσέληνο. Τα σηµερινά υπολείµµατα της λαµπερήςεκείνης έκρηξης, συγκρουόµενα µε τα διαστρικά αέρια, τα ερεθίζουν και τακάνουν να λαµπυρίζουν. Το άστρο νετρονίων που άφησε πίσω της η σουπερ-νόβα είναι ένα από τα αµυδρότερα άστρα που έχουµε µελετήσει: ένας πάλσαρµε διάµετρο µερικών χιλιοµέτρων, που περιστρέφεται 11 φορές κάθε δευτε-ρόλεπτο, εκπέµποντας συγχρόνως τεράστιες ποσότητες ακτίνων Χ.Στον αστερισµό του Κύκνου, στο µέσο µιας πλούσιας περιοχής άστρων, βρί-σκονται τα υπολείµµατα του νεφελώµατος αερίων που µοιάζουν µε δαντε-λωτό δίχτυ. Σε απόσταση 1.500 ετών φωτός. Καθώς η διαστολή τουσυνεχίζεται ακόµη και σήµερα µε ταχύτητα 45 km/sec, παρασέρνει στο διάβατου τα διαστρικά αέρια, σχηµατίζοντας συγκεντρώσεις που εκπέµπουν υπέ-ρυθρη ακτινοβολία. Τρία διαφορετικά κοµµάτια του όλου συστήµατος µας δεί-χνουν θαυµαστές λεπτοµέρειες των υπολειµµάτων που άφησε η έκρηξη πριναπό 10.000 χρόνια.

Στις 30 Απριλίου 1006 παρατηρήθηκε η λαµπρότερη έκρηξη σουπερνόβαπου έχει εµφανιστεί στα ιστορικά χρόνια στον ουρανό της Γης µας. Τη σου-περνόβα αυτή, στο νότιο αστερισµό του Λύκου (Lupus), κατέγραψαν Ευρω-παίοι, Άραβες, Γιαπωνέζοι και Κινέζοι παρατηρητές. Είχε τρεις φορέςµεγαλύτερη λαµπρότητα και από την Αφροδίτη ακόµη, και το φως της έριχνεσκιές τη νύχτα. Ο χρονικογράφος ενός µοναστηριού στις Ελβετικές Άλπειςανέφερε ότι ήταν ορατή επί τρεις µήνες, ενώ άλλες περιγραφές επισηµαί-νουν ιδιαίτερα το κιτρινωπό της χρώµα. Μόλις όµως το 1964 έγινε «ορατή»η ραδιοακτινοβολία των υπολειµµάτων της τροµερής έκρηξης, ενώ ακόµηαργότερα, το 1976, παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά ορισµένα αχνά στοιχείατης στο ορατό τµήµα του φάσµατος.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Πριν από 169.000 χρόνια, ο πυρήνας ενός γιγάντιου άστρου σ’ έναν γειτονικό µας γαλαξία κατέρρευσε απότοµα, µεαποτέλεσµα να προκληθεί µια κολοσσιαία έκρηξη που κυριολεκτικά διέλυσε ολάκερο το άστρο. Τα εξωτερικά του αέριαστρώµατα εκτινάχτηκαν στο γύρω ∆ιάστηµα µε την ενέργεια που εκπέµπει ένας ολόκληρος γαλαξίας. Η λάµψη τηςενέργειας από το κατεστραµµένο άστρο ξεκίνησε µε την ταχύτητα του φωτός προς όλες τις κατευθύνσεις.

Στις 24 Φεβρουαρίου του 1987 οι σύγχρονοι απόγονοι των αρχαίων παρατηρητών του ουρανού, επιθεωρούσαν προ-σεχτικά, όπως κάθε βράδυ, το ουράνιο στερέωµα, ελπίζοντας να εξιχνιάσουν µερικά από τα µυστήρια που διαδραµατί-ζονται εκεί πάνω. Στο νότιο ηµισφαίριο της Γης µας, ψηλά στην κορυφή ενός βουνού της Χιλής, στο αστεροσκοπείο LasCampanas, που λειτουργεί το Πανεπιστήµιο του Τορόντο, ο µεταπτυχιακός βοηθός Αστρονόµος Ίαν Σέλτον, δούλευε µ’ένα µικρό και παραµεληµένο τηλεσκόπιο που είχε επισκευάσει µόνος του.

Στη µία το πρωί ο Σέλτον έστρεψε το µικρό του τηλεσκόπιο σκοπεύοντας το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου. Την ίδιαστιγµή, ύστερα από ταξίδι 169.000 χρόνων, µια ελάχιστη ποσότητα της φωτεινής ενέργειας από την έκρηξη που προ-κάλεσε τον αστρικό εκείνο θάνατο, καταγράφηκε πάνω στο φωτογραφικό φιλµ του τηλεσκόπιου του Σέλτον. ∆εκαετίεςολάκερες οι αστρονόµοι περίµεναν την ευκαιρία να στρέψουν τα τηλεσκόπια και τα άλλα υπερσύγχρονα όργανά τουςπάνω σε µια κοντινή σουπερνόβα. Να λοιπόν που επί τέλους, η υποµονή τους είχε ανταµειφθεί.

Και τι ανταµοιβή! Η ανακάλυψη του Σέλτον, που ονοµάστηκε SN1987-Α, είναι η πλησιέστερη και πιο λαµπερή σου-περνόβα που παρουσιάστηκε τα τελευταία 400 σχεδόν χρόνια. Είναι η πρώτη ευκαιρία που είχαµε για να µελετήσουµεµε λεπτοµέρεια µια σουπερνόβα. Τώρα πια µπορούµε να συγκρίνουµε άµεσα µε την πραγµατικότητα, τις θεωρίες πουείχαµε για το τι συµβαίνει στο εσωτερικό µιας τέτοιας κατακλυσµιαίας έκρηξης. Μπορούµε επίσης να παρακολουθή-σουµε και τον τρόπο που η έκρηξη µεταλλάσσει τις αέριες πρώτες ύλες του εκρηγνυόµενου άστρου, ενώ για πρώτηφορά µπορέσαµε, επί τέλους, να εντοπίσουµε επακριβώς ποιο ήταν το άστρο που µετατράπηκε σε σουπερνόβα.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Ο Ήλιος(κύρια ακολουθία)

ΤροχιάΓης

Τροχιά∆ία5.2028 Α.Μ.*

Ο Ήλιος(στο στάδιο του κόκκινου γίγαντα)

Γαλάζιος - Λευκόςυπεργίγαντας6666 -- ΟΟ ΘΘάάννααττοοςς ττωωνν ΆΆσσττρρωωνν

*Αστρική Μονάδα: η µέση απόσταση Ήλιου - Γης

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου βρίσκεται το µεγαλύτερο φωτεινό νεφέλωµαπου έχουµε παρατηρήσει σ’ οποιονδήποτε άλλον γαλαξία του Σύµπαντος. Λόγωτου σχήµατός του ονοµάζεται Νεφέλωµα Ταραντούλα, γιατί µε λίγη φαντασία µοι-άζει αρκετά µε το είδος της αράχνης της οποίας φέρει το όνοµα. Σε τέτοιου εί-δους νεφελώµατα γεννιούνται τ’ άστρα. Χιλιάδες άστρα έχουν ήδη γεννηθεί κάτωαπό τις τεράστιες βαρυτικές πιέσεις και θερµοκρασίες που επικρατούν σ’ ορι-σµένες περιοχές του. Εκτός όµως από το Νεφέλωµα Ταραντούλα και εκατοντάδεςάλλα µικρότερα νεφελώµατα, το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου περιλαµβάνεικαι 6.500 περίπου σµήνη άστρων µεταξύ των οποίων και αρκετά σφαιρωτά, πουαποτελούνται από δεκάδες χιλιάδες µέχρι ένα εκατοµµύριο άστρα το καθένα.

Ο γειτονικός µας αυτός γαλαξίας µας χάρισε πρόσφατα, το Φεβρουάριο του 1987,ένα από τα θεαµατικότερα φαινόµενα του ουρανού. Τη λαµπρότερη και πλησιέ-στερη στη Γης µας έκρηξη σουπερνόβα των τελευταίων 400 περίπου ετών. Ηαπόστασή της των 169.000 ετών φωτός (ή 1,6 δισεκατοµµύρια δισεκατοµµυ-ρίων χιλιόµετρα) είναι για την αστρονοµία απλώς µια δρασκελιά. Έτσι µε τη βοή-θεια του σύγχρονου επιστηµονικού οπλοστάσιου που διαθέτουν τααστεροσκοπεία, τα ερευνητικά κέντρα και οι δορυφόροι µας κατορθώσαµε ναµελετήσουµε επισταµένα ένα φαινόµενο που συµβαίνει τόσο κοντά µας 3 µε 4φορές κάθε χίλια χρόνια.

Ο προγενήτορας της σουπερνόβα SN1987-A φαινόταν σαν ένα σχετικά αµυδρόάστρο 12ου µεγέθους στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, µε την ονοµασία San-duleak - 690202, είχε όµως καταγραφεί ακόµη και στην πρώτη τηλεσκοπική φω-τογραφία της περιοχής που είχαν αποτυπώσει οι αστρονόµοι στα τέλη τουπερασµένου αιώνα. Ήταν 100.000 φορές πιο λαµπρό από τον Ήλιο και στα 100τελευταία χρόνια δεν είχε παρουσιάσει καµιά εµφανή διακύµανση της φωτεινό-τητάς του.

Ο Ήλιος(κύρια ακολουθία)

5.2028 Α.Μ.*

ΗΗΣΣοουυππεερρννόόββαα11998877ΑΑ

Ο Ήλιος(στο στάδιο του κόκκινου γίγαντα)

Γαλάζιος - Λευκόςυπεργίγαντας ΗΗ ΣΣοουυππεερρννόόββαα 11998877ΑΑ -- 6677

*Αστρική Μονάδα: η µέση απόσταση Ήλιου - Γης

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Στη δεκαετία του 1960, ο Nicholas Sanduleak, του Αστεροσκοπείου του Κλίβελαντπεριέλαβε το φάσµα του άστρου αυτού σ’ έναν κατάλογο, εξ ου και τ’ όνοµά του,που σηµαίνει ότι ήταν το 202ο άστρο του καταλόγου, 69 µοίρες νότια του ουράνιουισηµερινού. Με θερµοκρασία 20.000 βαθµών Κελσίου στην επιφάνειά του είχε µιαγαλαζωπή εµφάνιση, ενώ σε σύγκριση µε αυτό ο Ήλιος, µε θερµοκρασία 6.000βαθµών Κελσίου, έχει ένα κιτρινωπό χρώµα. Επιπλέον το άστρο αυτό, µε διάµετρο50 φορές µεγαλύτερη από τη διάµετρο του Ήλιου, ήταν 65.000 φορές πιο ογκώδες.

Υπολογίζεται ότι πρέπει να γεννήθηκε, µε µάζα 25 φορές τη µάζα του Ήλιου, πριναπό 20 περίπου εκατοµµύρια χρόνια, την εποχή που πάνω στη Γη εµφανίστηκαν οιδρυοπίθηκοι που θεωρούνται ως πιθανοί πρόγονοι του σύγχρονου ανθρώπου. Ηµετατροπή του υδρογόνου σε ήλιο, στο κεντρικό θερµοπυρηνικό του εργαστήριο,το κράτησε σε ισορροπία επί 19 συνεχή εκατοµµύρια χρόνια. Λόγω της µεγάλης τουµάζας, το υδρογόνο καταναλωνόταν µε πολύ γρήγορο ρυθµό. Έτσι πριν από ένα εκα-τοµµύριο χρόνια το υδρογόνο του πυρήνα του είχε µετατραπεί όλο σε ήλιο. Τότε,λοιπόν, άρχισε και ο δρόµος που το οδήγησε στο θάνατο.

Ο πυρήνας του ηλίου συρρικνώθηκε, η κεντρική θερµοκρασία αυξήθηκε στα 50εκατοµµύρια βαθµούς και το ήλιο άρχισε να µεταστοιχειώνεται σε άνθρακα. Συγ-χρόνως άρχισε να µεγαλώνει και ο όγκος του µέχρις ότου µετατράπηκε σε έναν τε-ράστιο κόκκινο υπεργίγαντα µε διάµετρο αρκετές εκατοντάδες φορές µεγαλύτερηαπό τη διάµετρο του Ήλιου µας. Η βαρύτητα όµως στα εξωτερικά του στρώµατα δενήταν ικανή να τα συγκρατήσει. Έτσι πριν από 600.000 χρόνια τα εξωτερικά αυτάστρώµατα του κόκκινου υπεργίγαντα άρχισαν να αποχωρίζονται σιγά-σιγά από τοάστρο. Με τη µορφή σωµατιδίων ενός ελαφρού «αστρικού ανέµου», παρόµοιου µετο δικό µας «ηλιακό άνεµο», µεγάλες ποσότητες υλικών διέφυγαν στο ∆ιάστηµαµε ταχύτητα 10 χιλιοµέτρων το δευτερόλεπτο.

Η διαρροή των υλικών αυτών συνεχίστηκε µε τον ίδιο ρυθµό επί χιλιάδες χρόνιααναγκάζοντας το άστρο να επιταχύνει την περιστροφή του. Η γρήγορη αυτή περι-στροφή οδηγούσε µε τη σειρά της τα διαφεύγοντα αέρια να πάρουν µια δισκοειδήµορφή, ώσπου τελικά, λόγω της αυξανόµενης φυγόκεντρης δύναµης, σχηµατίστηκεένας διαρκώς διαστελλόµενος δίσκος στη θέση του αρχικού κελύφους υλικών. Έτσιπριν από 5.000 χρόνια, ο «αστρικός άνεµος» των υλικών του είχε αυξήσει την τα-χύτητά του στα 600 χιλιόµετρα το δευτερόλεπτο.

Τα υλικά της δεύτερης αυτής, και ταχύτερης, διαρροής πρόφτασαν τα προηγούµενααργοκίνητα υλικά και τα συµπίεσαν σχηµατίζοντας έναν δακτύλιο αερίων που συ-νεχώς διαστελλόταν. Μ’ αυτόν τον τρόπο το άστρο έχασε το 20% της µάζας του καιαπό κόκκινος υπεργίγαντας έλαµψε σαν γαλάζιος υπεργίγαντας µε 20 φορές τηµάζα και 65.000 φορές τον όγκο του Ήλιου.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

Πριν από 1.000 περίπου χρόνια η εσωτερική του θερµοκρασία έφτασε τα 800 εκατοµµύρια βαθµούς και ο κεντρικός πυρήναςτου άνθρακα που είχε συσσωρευτεί άρχισε να µετατρέπεται σε νέον και νάτριο, οπότε τα πράγµατα άρχισαν να δυσκολεύουνόλο και πιο πολύ. Έτσι στις αρχές του 1985, χωρίς καµιά εξωτερική προειδοποίηση, όταν η θερµοκρασία στον πυρήνα τουέφτασε το 1,5 δισεκατοµµύριο βαθµούς Κελσίου, άρχισε η «καύση» του νέον σε οξυγόνο και µαγνήσιο.

Το καλοκαίρι του 1986 άρχισε η καύση του οξυγόνου µε τη µετατροπή του σε πυρίτιο και θείο. Η θερµοκρασία του πυρήναείχε φτάσει τότε τα δύο δισεκατοµµύρια βαθµούς. Η καύση αυτή κράτησε έξι περίπου µήνες, οπότε στις 21 Φεβρουαρίου1987 η κεντρική του θερµοκρασία έφτασε τα 4 δισεκατοµµύρια βαθµούς και το πυρίτιο άρχισε να µετατρέπεται σε σίδηρο.Σε λιγότερο από δύο ηµέρες το άστρο είχε αποκτήσει µια, κυριολεκτικά, σιδερένια καρδιά µε 1,5 φορά τη µάζα του Ήλιουµας, ενώ γύρω της συνεχίζονταν σε στρώµατα οι καύσεις του πυριτίου, του οξυγόνου, του νέον, του άνθρακα και του ηλίουµε συνολική µάζα έξι φορές τη µάζα του Ήλιου. Το 85% της µάζας του άστρου παρέµενε φυσικά στα εξωτερικά του στρώ-µατα µε τη µορφή του υδρογόνου. Το πραγµατικό όµως δράµα του άστρου, κρυµµένο από οποιαδήποτε αδιάκριτα µάτια,παιζόταν στον πυρήνα του. Έτσι η πρώτη ένδειξη της δηµιουργίας της SN1987-A πέρασε, προς στιγµή τουλάχιστον, απαρα-τήρητη στη Γη µας.

Λαµπερό σηµείο στο δακτύλιο της σουπερνόβα 1987Α

ΗΗ ΣΣοουυππεερρννόόββαα 11998877ΑΑ -- 6699

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:36 ìì

ΝΝεεττρρίίννααααππόόττηηννΚΚόόλλαασσηη


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Στις 9:35’:41" ώρα Ελλάδας της 23ης Φεβρουαρίου 1987 ο σιδερέ-νιος πυρήνας του Sanduleak -69 0 202 κατέρρευσε απότοµα. Η τρο-µαχτική συµπίεση των υλικών του τα µετέτρεψε σε νετρόνια, και σεθερµοκρασία που έφτανε τα 50 δισεκατοµµύρια βαθµούς, δηµιουρ-γήθηκαν 1058 νετρίνα που προς στιγµή βρέθηκαν φυλακισµένα στηνυπέρπυκνη και υπέρθερµη κόλαση του αστρικού πυρήνα.

Τη στιγµή εκείνη, 41 εκατοστά του δευτερολέπτου µετά την έναρξη τηςκατάρρευσης του πυρήνα, η πυκνότητα του κέντρου είχε φτάσει το έναδισεκατοµµύριο τόνους ανά κυβικό εκατοστόµετρο. Τα φυλακισµένανετρίνα µαζί µε τα υπόλοιπα υλικά δεν άντεξαν άλλη συµπίεση και εξο-στρακίστηκαν προς τα έξω. Όλη δηλαδή η κινητική ενέργεια που δη-µιουργήθηκε από την κατάρρευση του εσωτερικού τµήµατος τουπυρήνα µετετράπη σ’ ένα τεράστιο «κρουστικό κύµα» το οποίο σαν µιακοσµική µπουλντόζα ξεκίνησε προς τα εξωτερικά στρώµατα τουάστρου.

Πίσω του είχε αφήσει συµπιεσµένα υλικά 1,5 περίπου ηλιακών µαζώναποτελούµενα από νετρόνια. Τα υλικά αυτά σχηµάτισαν ένα άστρο νε-τρονίων εκλύοντας τεράστια ποσά ενέργειας ίση µε τη µετατροπή υλι-κών 20% της µάζας του Ήλιου σε καθαρή ενέργεια. Η ενέργειαδηλαδή που ακτινοβολήθηκε είναι ίση µε την εκποµπή ενέργειας τουΉλιου µας για αρκετά τρισεκατοµµύρια χρόνια. Σ’ αυτό το σηµείο, ηθερµοκρασία έφτασε τα 480 δισεκατοµµύρια βαθµούς και τα φυλακι-σµένα νετρίνα κατόρθωσαν επί τέλους να διαφύγουν µεταφέρονταςµαζί τους το 99% της ενέργειας αυτής.

Στα 100 πρώτα δευτερόλεπτα µετά την εκκίνησή του, το κρουστικόκύµα είχε διασχίσει όλους τους µανδύες του αστρικού πυρήνα και είχεφτάσει στο όριο που διαχώριζε το κέλυφος του ηλίου µε τα εξωτερικάστρώµατα του υδρογόνου (που αποτελούσε και το 85% των υλικών τουάστρου). Αλλά 2.000 δευτερόλεπτα αργότερα η δηµιουργηθείσα ανι-σορροπία σχηµάτισε ακτινωτές συγκεντρώσεις αερίων του αστρικούπυρήνα, πέντε φορές πυκνότερες από τα αέρια των εξωτερικών στρω-µάτων που διαπερνούσαν. Ενώ στα 10.000 δευτερόλεπτα (2 ώρες και47 λεπτά) τα διαστελλόµενα υλικά του πυρήνα είχαν πάρει τη µορφήενός αχινού.

Τηλεσκόπιο Νετρίνων ΝΝεεττρρίίνναα ααππόό ττηηνν ΚΚόόλλαασσηη -- 7711

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Στο µεταξύ το γοργά διαστελλόµενο «κρουστικό κύµα» συνάντησε στοδρόµο του ένα στρώµα οξυγόνου και το µετέτρεψε αµέσως σε ραδιε-νεργό νικέλιο. Μια ποσότητα 140 τρισεκατοµµυρίων τρισεκατοµµύριατόνων νικελίου-56 (7% της µάζας του Ήλιου) εκτοξεύτηκε µαζί µ’ όλατ’ άλλα υλικά στο ∆ιάστηµα, µε µια ταχύτητα 17.000 χιλιοµέτρων το δευ-τερόλεπτο, θερµαίνοντας τα αέρια του εξωτερικού µανδύα στους100.000 βαθµούς Κελσίου. Την ίδια στιγµή ολόκληρο το άστρο δια-σπάστηκε κυριολεκτικά µε µια τεράστια έκρηξη και την εκποµπή τερα-στίων ποσοτήτων υπεριώδους ακτινοβολίας και ακτίνων Χ, λάµπονταςµε τη συνολική ένταση 250 εκατοµµυρίων ήλιων.

Από τον Απρίλιο ως τον Ιούνιο του 1987 η SN1987-A εξέπεµψε περισ-σότερο από το 90% της συνολικής της εκποµπής φωτός. Πιο σηµαντικόόµως από το ορατό φως µιας σουπερνόβα είναι οι ακτίνες γάµα που εκ-πέµπονται από τέτοιου είδους κατακλυσµιαίες αστρικές εκρήξεις. Ανένα τέτοιο κύµα ακτινοβολίας γάµα έλουζε τον πλανήτη µας, από µιασουπερνόβα µερικά έτη φωτός µακριά µας, θα τον αποστείρωνε κατα-στρέφοντας κάθε τι το ζωντανό σε µερικά µόλις δευτερόλεπτα. Για καλήµας όµως τύχη δεν υπάρχουν στην αστρική µας γειτονιά τέτοιου είδουςάστρα που θα µπορούσαν να γίνουν σουπερνόβα.

Απ’ όλα τα άστρα της γειτονιάς µας ο Μπετελγκέζ, στον αστερισµό τουΩρίωνα, θεωρείται ο πιο βέβαιος προγενήτορας µιας έκρηξης σουπερ-νόβα. Πολλοί µάλιστα θεωρούν ότι ο Μπετελγκέζ έχει ήδη εκραγεί,αλλά επειδή βρίσκεται σε απόσταση 650 ετών φωτός το µήνυµα τηςέκρηξής του δεν έχει ακόµα φτάσει στη Γη. Λόγω της µικρής τους από-στασης από µας, τα νετρίνα που θα µας βοµβαρδίσουν από την έκρηξητου Μπετελγκέζ θα έχουν ως αποτέλεσµα κάθε πειραµατική «συ-σκευή» µελέτης νετρίνων (που στην περίπτωση της SN1987-A «συνέ-λαβαν» συνολικά 19 νετρίνα) στην περίπτωση του Μπετελγκέζ θα«συλλάβουν» ένα εκατοµµύριο νετρίνα. Φυσικά σ’ αυτή την απόστασηη επίδραση του βοµβαρδισµού των νετρίνων του Μπετελγκέζ δεν πρό-κειται να έχει καταστροφικές συνέπειες για τον πλανήτη µας, θα µαςεπιτρέψει όµως να µάθουµε µε λεπτοµέρεια ακόµη και τις πιο ελάχι-στες διεργασίες που συµβαίνουν στο εσωτερικό των άστρων. ∆ιεργα-σίες που τα οδηγούν στο δρόµο τέτοιων θεαµατικών θανάτων.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

ΝΝεεττρρίίνναα ααππόό ττηηνν ΚΚόόλλαασσηη -- 7733

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Τα νετρίνα, φυσικά, δεν παρεµποδίζονται σχεδόν από τί-ποτα. ∆ιασχίζουν άστρα, πλανήτες και τρισεκατοµµύριατρισεκατοµµυρίων χιλιόµετρα διαστρικών νεφελωµάτωνχωρίς να συγκρουστούν µε τίποτα. Έτσι τα τρισεκατοµµύ-ρια τρισεκατοµµυρίων νετρίνα που έφτασαν µέχρι τονπλανήτη µας από την SN1987-A διέσχυσαν όλο το πάχοςτης Γης µας συνεχίζοντας ακάθεκτα το δρόµο τους στο∆ιάστηµα. Από τα 300 τρισεκατοµµύρια νετρίνα που πέ-ρασαν µέσα από τη δεξαµενή του Οχάιο κατεγράφησαν8, ενώ άλλα 11 κατέγραψε η δεξαµενή της Ιαπωνίας. Ένασύνολο 19 µόνο νετρίνων από τα εκατοντάδες τρισεκα-τοµµύρια που πέρασαν από τις δύο δεξαµενές.

Οι δεξαµενές αυτές είναι εκτεταµένες πειραµατικές συ-σκευές περιστοιχισµένες από φωτοευαίσθητους ανι-χνευτές που µεταξύ των άλλων έχουν σκοπό τονεντοπισµό των µικροσκοπικών αυτών σωµατιδίων τηςύλης. Η τοποθέτησή τους σε υπόγεια σπήλαια έγινε γιανα προστατεύονται από το συνεχή καταιγισµό των κοσµι-κών ακτίνων. Μερικές όµως εκατοντάδες µέτρα συµπα-γών πετρωµάτων δεν αποτελούν, όπως είπαµε, κανέναεµπόδιο για τα νετρίνα. Η δεξαµενή του Οχάιο, που βρί-σκεται σε βάθος 600 µέτρων, περιέχει 7.000 τόνους κα-θαρού νερού και 2.048 φωτοπολλαπλασιαστές. Ησυσκευή της Ιαπωνίας λειτουργεί από το 1986 σε βάθος900 µέτρων και περιέχει 3.000 τόνους νερού και 948φωτοπολλαπλασιαστές που καλύπτουν το 20% της επι-φάνειάς της.

Έτσι όταν ένα από τα επερχόµενα αυτά νετρίνα συγκρου-στεί µ’ ένα από τα ηλεκτρόνια των ατόµων που αποτελούντα µόρια του νερού, το επιταχύνει και το αναγκάζει να εκ-πέµψει µια γαλαζωπή ανταύγεια που ονοµάζεται ακτινο-βολία Cherenkov. Συγχρόνως όταν ένα αντινετρίνοηλεκτρονίου αντιδράσει µ’ ένα πρωτόνιο του νερού σχη-µατίζει ένα νετρόνιο και ένα ενεργοποιηµένο ποζιτρόνιοπου εκπέµπει το ίδιο είδος ακτινοβολίας. Μ’ αυτόν τον

τρόπο οι φωτοπολλαπλασιαστές των δεξαµενών συλ-λαµβάνουν την εµφάνιση της ακτινοβολίας και µε χιλιά-δες καλωδιώσεις µεταφέρουν την παρατήρηση στουςκεντρικούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές όπου καταγρά-φεται σε ειδικές µαγνητοταινίες.

Η αστρική έκρηξη στην οποία δώσαµε το όνοµα SN1987-A συνέβη πριν από 169.000 χρόνια. Το φως που έρχεταιαπό εκεί αναλύεται ακόµη και σήµερα στα ειδικά αστε-ροσκοπεία, σε µια προσπάθεια κατανόησης των κολοσ-σιαίων δυνάµεων που καταστρέφουν τα άστρα, σχηµα-τίζοντας νέα χηµικά στοιχεία στο χωνευτήρι της πύρινηςκαρδιάς τους, µε αποτέλεσµα τη δηµιουργία των απα-ραίτητων προϋποθέσεων για το σχηµατισµό άστρων δεύ-τερης γενιάς (σαν τον Ήλιο µας) που δεν έχουν ακόµηγεννηθεί.

Και ενώ εµείς προσπαθούµε να αποσπάσουµε ότι µπο-ρούµε από την ανακάλυψη αυτή, όλο και πιο νέα σήµατακαλπάζουν προς το µέρος µας. Σε κάποιο, κοντινό µαςίσως µέρος, µια νέα σουπερνόβα, ή κάποιο άλλο παρά-ξενο φαινόµενο, έχει ήδη αποστείλει το µήνυµα της εµ-φάνισής του. Το φως του θα προσφέρει σίγουρα πολύτιµανέα στοιχεία στις µέλλουσες γενιές της ανθρωπότητας.Στοιχεία που θα βοηθήσουν στην προαιώνια αναζήτησητου ανθρώπου να κατανοήσει καλύτερα τις αλλαγές πουσυµβαίνουν στο συνεχώς εξελισσόµενο Σύµπαν και τιςδυνάµεις που επικρατούν στη Φύση. ∆υνάµεις που µπο-ρούν να επεξηγήσουν καλύτερα φαινόµενα όπως είναιοι Μαύρες Τρύπες.

ΝΝεεττρρίίνναα ααππόό ττηηνν ΚΚόόλλαασσηη -- 7755

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

ΜΜααύύρρεεςςΤΤρρύύππεεςςΤο Μάιο του 1006 µ.Χ. ένας καλόγερος έκανε το συνηθισµένονυχτερινό του περίπατο στον κήπο ενός µοναστηριού της Ελβε-τίας. Κάποια στιγµή σήκωσε τα µάτια του προς τον ουρανό, όπωςέκανε κάθε βράδυ, για να θαυµάσει τα οµαδοποιηµένα, στουςγνωστούς τους αστερισµούς, άστρα. Χαµηλά, στο νότιο ορίζοντακαι ανάµεσα στα αδύναµα άστρα του αστερισµού του Λύκου, αν-τίκρισε ένα εκθαµβωτικό αστραφτερό φωτεινό σηµείο πουέλαµπε µε τη µισή σχεδόν ένταση της Πανσελήνου. Ήταν η λαµ-πρότερη έκρηξη σουπερνόβα που έχει παρατηρηθεί ποτέ, καιη λάµψη της χρειάστηκε δύο χρόνια για να σβήσει τελείως.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

∆έκα σχεδόν αιώνες πέρασαν από τότε χωρίς κανείς να ξα-ναδεί οτιδήποτε σ’ εκείνο το σηµείο τ’ ουρανού µέχρι το1965, οπότε ένα από τα πιο σύγχρονα ραδιοτηλεσκόπια κα-τέγραψε ορισµένες παράξενες ραδιοακτινοβολίες που προ-έρχονταν από εκεί. Ακόµη και σήµερα το µόνο που έχουµεανακαλύψει εκεί πάνω είναι µερικά αραχνοΰφαντα αεριώδηστοιχεία και ορισµένους αχνούς ψιθυρισµούς ακτίνων Χ. Πα-ρόλα αυτά πολλοί σύγχρονοι αστροφυσικοί υποπτεύονται ότιτα σήµατα αυτά προέρχονται από το πιο παράξενο ίσως ου-ράνιο αντικείµενο σ’ ολόκληρο το Σύµπαν: µια αόρατη«µαύρη τρύπα», ένα σηµείο στο χωρόχρονο όπου κάποτεζούσε ένα από τα πιο γιγάντια άστρα του Γαλαξία µας.

Τίποτα δεν µπορεί να συγκριθεί µε τη βαρυτική δύναµη µιας«µαύρης τρύπας», γιατί αυτή είναι πραγµατικά ένα από ταπιο µυστηριώδη ουράνια αντικείµενα στο εσωτερικό τηςοποίας οι νόµοι της φυσικής δεν έχουν καµιά υπόσταση. Καιόµως η σύγχρονη επιστηµονική έρευνα και η γενική θεω-ρία της σχετικότητας του Άλµπερτ Αϊνστάιν έχουν αποδείξειήδη την πραγµατικότητα της ύπαρξής τους.

Φυσικά µία «µαύρη τρύπα» είναι δύσκολο να κατανοηθείαπό τον ανθρώπινο νου και ίσως αυτό να οφείλεται µερικώςτουλάχιστον στον όρο «τρύπα», γιατί µ’ αυτή τη λέξη πολ-λοί από µας φαντάζονται ένα κάποιο βαθούλωµα πάνω σεµία επιφάνεια ή το χαρακτηριστικό οµώνυµο σκίσιµο στηνεπιφάνεια ενός χαρτιού. Επί πλέον η έννοια της λέξης υπο-νοεί επίσης και την έννοια της «έλλειψης ύλης». Μία«µαύρη τρύπα» όµως είναι τελείως διαφορετική. ∆εν είναιµία τρύπα σε «κάτι», γιατί είναι από µόνη της «κάτι». Είναιµία τρισδιάστατη, σφαιρική «τρύπα». Είναι µία σφαίρα ύληςκαι όχι ένα κενό ύλης. Αφού λοιπόν είναι σφαιρική από παν-τού φαίνεται ίδια, ενώ αν κοιτάζαµε µέσα της, δεν θα βλέ-παµε την άλλη µεριά, αλλά θα αντικρίζαµε ένα άπειροσκοτάδι που θα ήταν το ίδιο απ’ οπουδήποτε και αν κοιτά-ζαµε. Για να γίνει λοιπόν κατανοητό το τι συµβαίνει γύρω απόµια µαύρη τρύπα, ας πάρουµε τα πράγµατα µε τη σειρά.

ΜΜααύύρρεεςς ΤΤρρύύππεεςς -- 7777

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Η ονοµασία «µαύρη τρύπα» δόθηκε στα αντικείµενα αυτά µόλιςτο 1968 από τον Αµερικανό αστροφυσικό Τζον Α. Γουίλερ σ’ ένασυνέδριο στη Γαλλία. Παρόλα αυτά η πρόβλεψη για την πιθανήτους ύπαρξη έγινε για πρώτη φορά το 1783 από τον Άγγλο γεω-λόγο και µαθηµατικό Τζον Μίτσελ και το 1789 από το Γάλλο µα-θηµατικό Πίαρ Σιµόν Λαπλάς. Η πληρέστερη όµως θεωρητικήτους υπόσταση και περιγραφή έπρεπε να περιµένει αναγκαστικάτη δηµοσίευση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Άλµ-περτ Αϊνστάιν το 1915. Οι εξισώσεις της θεωρίας αυτής είναι τόσοπολύπλοκες ώστε ακόµη και ο Αϊνστάιν δεν ασχολήθηκε πολύ µετην επίλυσή τους γιατί οι εξισώσεις αυτές επιδέχονται περισσό-τερες από µία λύσεις, ανάλογα µε τις επιµέρους ιδιότητες πουέχει µια «µαύρη τρύπα».

Μ’ αυτή λοιπόν την έννοια µια «µαύρη τρύπα» είναι ένα σώµα«απλό» στην περιγραφή του, αφού το µόνο που χρειάζεται ναγνωρίζουµε γι’ αυτή είναι η µάζα που περιέχει, ο ρυθµός της πε-ριστροφής της και το ηλεκτρικό της φορτίο. Η πρώτη ειδική λύσητων εξισώσεων της θεωρίας του Αϊνστάιν διατυπώθηκε το 1917από το Γερµανό αστρονόµο Καρλ Σβάρτσιλντ µερικούς µήνες πρινπεθάνει σε νεαρότατη ηλικία και περιγράφει την απλούστερηµορφή µιας «µαύρης τρύπας» που προκύπτει από την κατάρ-ρευση ενός απόλυτα σφαιρικού άστρου µε µάζα, αλλά χωρίς ηλε-κτρικό φορτίο ή περιστροφή.

Ένα χρόνο αργότερα οι Ράισνερ και Νόρντστροµ διατύπωσαν µιαλύση των εξισώσεων που αφορούσε την περίπτωση µιας ηλε-κτρικά φορτισµένης «µαύρης τρύπας». Μια τέτοια «µαύρητρύπα», όµως, όπως κι αυτή του Σβάρτσιλντ, δεν είναι δυνατόν,για διάφορους λόγους, να υφίσταται στη φύση. Έτσι τη σκυτάληπήρε αργότερα ο Αµερικανός φυσικός Ρόµπερτ Οπενχάιµερ οοποίος το 1939 απέδειξε ότι η θανατηφόρα έκρηξη ενός γιγάν-τιου άστρου µε πυρήνα άνω των τριών ηλιακών µαζών θα το αναγ-κάσει να καταπιεί κυριολεκτικά τον εαυτό του, µετατρέποντάς τοσε «µαύρη τρύπα». Ακόµη όµως και τότε η επιστηµονική κοινό-τητα δεν ήταν έτοιµη να αποδεχτεί την ύπαρξη τέτοιων παράδο-ξων αντικειµένων.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Το 1963 ο Νεοζηλανδός φυσικός Ρόι Κερ διατύπωσε για πρώτηφορά τη λύση των εξισώσεων του Αϊνστάιν για την περίπτωσητων περιστρεφόµενων «µαύρων τρυπών». Μια περιστρεφό-µενη «µαύρη τρύπα» είναι το αποτέλεσµα της κατάρρευσης τουπυρήνα ενός περιστρεφόµενου γιγάντιου άστρου, του οποίου οπυρήνας, ακόµη και µετά την έκρηξή του ως σουπερνόβα, πε-ριέχει υλικά πάνω από τρεις ηλιακές µάζες. Τότε το άστρο αυτόδεν είναι δυνατό να τελειώσει τη ζωή του ως άσπρος νάνος ήάστρο νετρονίων, γιατί η βαρυτική κατάρρευση των υλικών τουείναι ολοκληρωτική και κανένας µηχανισµός της φύσης δενµπορεί να τη συγκρατήσει. Έτσι, καθώς η ακτίνα του καταρρέ-οντος άστρου µικραίνει, θα φτάσει στο µέγεθος ενός νοητού κε-λύφους στην επιφάνεια του οποίου η ταχύτητα διαφυγής είναιίση µε την ταχύτητα του φωτός οπότε και η βαρυτική του δύναµηθα είναι άπειρη. Η ακτίνα αυτή εξαρτάται από την ποσότητα τηςµάζας που διαθέτει το καταρρέον άστρο και ονοµάζεται ακτίναΣβάρτσιλντ.

Για µάζα ίση µε της Γης η ακτίνα Σβάρτσιλντ είναι µικρότερη απόένα εκατοστόµετρο, ενώ για µια ηλιακή µάζα φτάνει τα 3 χιλιό-µετρα. Σ’ αυτήν την ακτίνα, και γύρω από το άστρο, σχηµατίζεταιένα νοητό απαγορευτικό κέλυφος, µε την ονοµασία ορίζονταςγεγονότων. Οτιδήποτε περάσει µέσα σ’ αυτόν δεν ξαναγυρίζειπίσω. Ο σχηµατισµός όµως του ορίζοντα γεγονότων δε σηµαί-

νει ότι το άστρο σταµατάει τη βαρυτική του κατάρρευση. Αντί-θετα, η κατάρρευση συνεχίζεται ακάθεκτη, ενώ η ακτίνα

του µικραίνει συνεχώς, έως ότου το άστρο περιορι-στεί σ’ ένα «ιδιόµορφο χωροχρονικό σηµείο» που

ονοµάζεται µοναδικότητα (singulαrity), συντρί-βοντας έτσι µέχρις «αφανισµού» την ύλη του.Σύµφωνα δηλαδή µε τις εξισώσεις της ΓενικήςΣχετικότητας στο «ιδιόµορφο» αυτό σηµείο(που εντούτοις δεν έχει µηδενικό µέγεθος) ηπυκνότητα είναι άπειρη, ο χώρος έχει άπειρηκαµπυλότητα και ο χρόνος σταµατά να υπάρ-

χει.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

ΠΠααρράάξξεεννεεςςΙΙδδιιόόττηηττεεςς

Συνοπτικά, θα µπορούσαµε να πούµε ότι µια «µαύρη τρύπα» είναιένα ανεξήγητο και αδιανόητο σηµείο στο Σύµπαν, µια ιδιοµορφία,που περιβάλλεται από τον ορίζοντα γεγονότων του και έχει ακτίναη οποία εξαρτάται από τη µάζα του άστρου. Αυτή είναι η περιγραφήµιας απλής «µαύρης τρύπας» του Σβάρτσιλντ. Αντίθετα, η περι-στρεφόµενη «µαύρη τρύπα» του Κερ περιλαµβάνει και ένα δεύ-τερο νοητό σφαιρικό κέλυφος, που ονοµάζεται στατικό όριο, τοοποίο στους πόλους περιστροφής της «µαύρης τρύπας» ταυτίζε-ται µε τον ορίζοντα γεγονότων, ενώ έχει µέγιστη απόσταση στονισηµερινό και έξω από τον ορίζοντα γεγονότων. Η περιοχή ανά-µεσα στον ορίζοντα γεγονότων και το στατικό όριο ονοµάζεται ερ-γόσφαιρα.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Ένα αντικείµενο όταν βρίσκεται στην εργόσφαιρα δενµπορεί να µείνει στάσιµο και έχει τη δυνατότητα, θεωρη-τικά τουλάχιστον, να δραπετεύσει από την ελκτική δύ-ναµη της «µαύρης τρύπας», αν φυσικά µπορεί να κινηθείµε αρκετά µεγάλη ταχύτητα. Κάτι που θα πρέπει να ση-µειώσουµε επίσης είναι και το γεγονός ότι στην περι-στρεφόµενη «µαύρη τρύπα» του Κερ η µοναδικότητα δενείναι πλέον ένα απλό σηµείο, αλλά ένας δακτύλιος.

Με όλα αυτά, λοιπόν, δεν είναι καθόλου παράξενο πουµια «µαύρη τρύπα» αντιµετωπίζεται σήµερα σαν έναπραγµατικά αδιανόητο ουράνιο αντικείµενο, όπου οινόµοι της φυσικής έχουν «σηκώσει τα χέρια ψηλά», αδυ-νατώντας είτε να το περιγράψουν αναλυτικότερα είτε ναπροβλέψουν το τι συµβαίνει στο εσωτερικό του. ∆εν υπάρ-χει δηλαδή τρόπος ούτε να καταλάβουµε ούτε να εξηγή-σουµε τη φυσική κατάσταση της ύλης κάτω από τιςσυνθήκες που επικρατούν σε µία «µαύρη τρύπα», γιατίοι συνθήκες αυτές χαρακτηρίζουν ένα σηµείο µοναδικό-τητας για τη φυσική επιστήµη. Ένα σηµείο δηλαδή όπου ησύγχρονη επιστήµη της φυσικής παύει να ισχύει.

∆εκάδες εκατοµµύρια τέτοια λείψανα πρέπει να υπάρ-χουν αυτή τη στιγµή στο Γαλαξία µας και µόνο. Γιατί είναιπλέον γεγονός ότι το αποτέλεσµα της ολοκληρωτικής κα-τάρρευσης ενός γιγάντιου άστρου είναι πάντοτε µια τέλειασφαιρική «µαύρη τρύπα», οποιαδήποτε και αν ήσαν ταχαρακτηριστικά του άστρου που την δηµιούργησε. Σύµ-φωνα δηλαδή µε την παραστατική ονοµασία που τουςέδωσε το 1971 ο Τζον Γουίλερ «οι µαύρες τρύπες δενέχουν τρίχες», δεν διαθέτουν δηλαδή κανένα άλλο χα-ρακτηριστικό εκτός από την ποσότητα της µάζας τους, τοηλεκτρικό τους φορτίο και την περιστροφή τους. Όλα ταάλλα χαρακτηριστικά του άστρου από το οποίο δηµιουρ-γήθηκαν ακτινοβολούνται µε τη µορφή βαρυτικών κυµά-των και αποχωρίζονται από τις «µαύρες τρύπες» αµέσωςµετά το σχηµατισµό τους.

ΠΠααρράάξξεεννεεςς ΙΙδδιιόόττηηττεεςς -- 8833

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Ένα ταξίδι όµως «στη χώρα των θαυµάτων» µιας Μαύρης Τρύπας, είναιάραγε πραγµατικά ένα ταξίδι χωρίς επιστροφή; Και επί πλέον, αφού δενµπορούµε να την «δούµε» πώς είναι δυνατόν να ανακαλύψουµε µιατέτοια Μαύρη Τρύπα; Πώς µπορούµε δηλαδή να δούµε «κάτι» που δενεκπέµπει φως; Την απάντηση µάς την δίνει η θεωρητική ανάλυση τηςσυµπεριφοράς της ύλης στα πρόθυρα µιας Μαύρης Τρύπας. Γιατί καθώςη ύλη, που απορροφάται απ'αυτήν, εξαφανίζεται για πάντα µέσα της,εκπέµπει το «κύκνειο άσµα» της µε τη µορφή ακτίνων Χ. Το τι συµβαί-νει δηλαδή όταν µία ποσότητα ύλης, οποιασδήποτε µορφής, πλησιάσειµια Μαύρη Τρύπα δεν είναι αυτό που συµβαίνει όταν κάτι τι «πέφτει»σε µια τρύπα µιας επίπεδης επιφάνειας. Στην περίπτωση της ΜαύρηςΤρύπας η ύλη «απορροφάται» απ' αυτήν και «εξοµοιώνεται» µ' αυτήν.Ένας πύραυλος, για παράδειγµα, πριν χαθεί για πάντα, θα διαλυθεί καιη ύλη του θα µεταβληθεί εκπέµποντας στα πρόθυρα µια ροή ακτίνων Χ,ενώ στο εσωτερικό της Μαύρης Τρύπας δεν θα είναι πια ένας πύραυ-λος αλλά ένα αναπόσπαστο οµοούσιο µέρος της.

Επειδή οι Μαύρες Τρύπες δεν εκπέµπουν φως, ο µόνος τρόπος για ναανακαλυφτούν είναι ο εντοπισµός στο Γαλαξία µας πηγών που εκπέµ-πουν ακτίνες Χ. Έτσι παρόλο που µια Μαύρη Τρύπα είναι αδύνατον ναπαρατηρηθεί µε τα οπτικά µας τηλεσκόπια, τα σύγχρονα όργανα πουδιαθέτουµε σε τροχιά πάνω από την ατµόσφαιρα της Γης έχουν τη δυ-νατότητα να παρατηρήσουν τέτοια σηµεία στο ∆ιάστηµα απ' όπου εκ-πέµπονται τεράστιες ποσότητες ακτινοβολιών υψηλής ενέργειας. Τασηµεία αυτά αποτελούν σήµερα για τους αστροφυσικούς τις κύριες υπο-ψήφιες φωλιές όπου µπορεί να κρύβονται οι Μαύρες Τρύπες του ∆ια-στήµατος.

Το 1974 o περίφηµος φυσικός Στίβεν Χώκινγκ (ο οποίος κατέχει στοΚέιµπριτζ την ίδια έδρα που είχε κάποτε ο Νεύτων) ανακάλυψε µια πα-ραξενιά στους νόµους της φυσικής και υπολόγισε ότι οι Μαύρες Τρύ-πες δεν είναι «τελείως µαύρες» αφού µπορούν και εκπέµπουνκβαντική ακτινοβολία που έκτοτε ονοµάστηκε «ακτινοβολία Χώκινγκ».Η ανακάλυψη δηλαδή του Χώκινγκ µας λέει ότι οι Μαύρες Τρύπες «εξα-τµίζονται» και ότι οι νόµοι της µηχανικής των Μαύρων Τρυπών είναιίδιοι µε τους νόµους της θερµοδυναµικής. Την παρατήρηση αυτή έκανεπρώτος το 1969 ο ∆ηµήτρης Χριστοδούλου, ένας 19χρονος τότε Έλ-ληνας µεταπτυχιακός φοιτητής στο Πρίνσετον και σηµερινός καθηγητήςΜαθηµατικών στο ίδιο Πανεπιστήµιο.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Ο Χώκινγκ µας είπε επίσης ότι η εντροπία µιας Μαύρης Τρύπας είναι ανάλογη µε το µέγεθος της επιφά-νειάς της και επί πλέον ότι η επιφάνειά της είναι ανάλογη µε το τετράγωνο της µάζας της, ενώ η θερµο-κρασία της και η επιφανειακή της βαρύτητα είναι ανάλογη µε τη µάζα της διαιρούµενη µε το µέγεθος τηςεπιφάνειάς της. Όλα αυτά όµως σηµαίνουν ότι καθώς µια Μαύρη Τρύπα µετατρέπει την µάζα της σε εκ-πεµπόµενη ενέργεια, η ποσότητα της µάζας της και η επιφάνειά της ελαττώνονται ενώ η θερµοκρασία καιη επιφανειακή της βαρύτητα αυξάνουν µε αποτέλεσµα την υπερθέρµανση και συρρίκνωσή της.

Φυσικά όσο πιο µεγάλη είναι µια Μαύρη Τρύπα τόσο πιο µικρή είναι και η ακτινοβολία της. Στην περί-πτωση, για παράδειγµα, των Μαύρων Τρυπών που προέρχονται από την κατάρρευση γιγάντιων άστρων ηδιαδικασία της «εξάτµισης» είναι µια πάρα πολύ αργή διαδικασία που απαιτεί τρισεκατοµµύρια τρισεκα-τοµµυρίων χρόνια (για Μαύρες Τρύπες δύο ηλιακών µαζών χρειάζονται 1067 χρόνια αφού η αρχική τουςθερµοκρασία είναι ίση σχεδόν µε το απόλυτο µηδέν!) Όταν όµως φτάσει ο καιρός (µετά από τρισεκατοµ-µύρια τρισεκατοµµυρίων χρόνια) η θερµοκρασία στο εσωτερικό της θα µετριέται σε δεκάδες χιλιάδεςτρισεκατοµµύρια βαθµούς µε αποτέλεσµα την έκρηξη της Μαύρης Τρύπας µέσα σε κλάσµατα του δευτε-ρολέπτου. Γεγονός που σηµαίνει ότι, στην περίπτωση τουλάχιστον των µικροσκοπικών Μαύρων Τρυπών,που προέρχονται από τη στιγµή της γένεσης του Σύµπαντος, οι αρχέγονες αυτές «µίνι Μαύρες Τρύπες»(µε µέγεθος µικρότερο από έναν ατοµικό πυρήνα) θα πρέπει να έχουν «εξατµιστεί» εδώ και πολύ καιρό.Φυσικά µερικές απ΄ αυτές µπορεί να υπάρχουν ακόµα και σήµερα και από καιρό σε καιρό να εκρήγνην-ται, ίσως περιοδικά, εδώ κι εκεί στο ∆ιάστηµα.

Ένα άλλο, τέλος, χαρακτηριστικό που αποδείχτηκε το 1986, είναι και το γεγονός ότι µια µαύρη τρύπαείναι αδύνατον να περιστραφεί γρηγορότερα από µια υπολογίσιµη µέγιστη τιµή µε οποιονδήποτε τρόποκαι αν προσπαθήσουµε να επιτύχουµε κάτι τέτοιο. Στην περίπτωση µιας Μαύρης Τρύπας µε την µάζα τουΉλιου µας η µέγιστη τιµή περιστροφής της είναι µια περιστροφή ανά 62 εκατοµµυριοστά του δευτερολέ-πτου (0,000062 δευτερόλεπτα). Μια τέτοια Μαύρη Τρύπα θα έχει περίµετρο 18,5 χιλιοµέτρων οπότε η τα-

χύτητα περιστροφής της θα είναι 18,5 χιλιόµετρα ανά 0,000062 τουδευτερολέπτου, ταχύτητα δηλαδή ίση σχεδόν µε την ταχύτητα

του φωτός (299.792 χιλιόµετρα το δευτερόλεπτο). Μετο ίδιο σκεπτικό µια Μαύρη Τρύπα µε µάζα ενός εκα-

τοµµυρίου ήλιων θα έχει περίµετρο ένα εκατοµ-µύριο φορές µεγαλύτερη από τη Μαύρη Τρύπα

µιας ηλιακής µάζας, οπότε και η µέγιστη τα-χύτητα περιστροφή της θα είναι ένα εκατοµ-

µύριο φορές µικρότερη, µία δηλαδήπεριστροφή κάθε 62 δευτερόλεπτα!

ΠΠααρράάξξεεννεεςς ΙΙδδιιόόττηηττεεςς -- 8855

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

ΔΔααιιμμοοννιικκάάΠΠοουυλλιιάάττοουυΣΣύύμμππααννττοοςς


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Στο ζενίθ σχεδόν του καλοκαιρινού ουρανού πάνω από τηΜεσοποταµία απλώνονταν εκείνο το βράδυ, πριν από 4.000χρόνια, τα άστρα του αστερισµού που ονοµάζουµε σήµεραΚύκνο. Ξαφνικά, ανάµεσα στ' άστρα του Κύκνου, µια φωτεινήαναλαµπή έσκισε το σκοτάδι της νύχτας µε την ένταση τηςΠανσελήνου. Το λαµπερό εκείνο άστρο έγινε από τότε γιατους Σουµέριους αντικείµενο θαυµασµού και φόβου, και τ'όνοµά του, «Ουντ-Κα-Ντου- Α», το «δαιµονικό πουλί», χα-ράχτηκε για πάντα στα πήλινα αρχεία της Βαβυλώνας.Έκτοτε, και µέχρι τον Ιούνιο του 1962, τίποτα δεν πρόδιδετην ακριβή θέση του «δαιµονικού πουλιού» των Σουµέ-ριων. Τη χρονιά εκείνη ένας πύραυλος εξοπλισµένος µε διε-ρευνητικά όργανα κατέγραψε την πρώτη περιοχή ακτίνων Χστο σηµείο της πανάρχαιας εκείνης ουράνιας έκρηξης καιπήρε το όνοµα Κύκνος Χ-1.

Ένας άλλος τρόπος για τον εντοπισµό µιας Μαύρης Τρύπαςείναι η παρατήρηση των διαταραχών στην κίνηση ενόςµονού φαινοµενικά άστρου. Αν, λοιπόν, κοντά σ' ένα τέτοιοάστρο υπάρχει µια Μαύρη Τρύπα, αυτό είναι αναγκασµένονα συµπεριφερθεί σαν ένα διπλό αστρικό σύστηµα. Γιατί πα-ρόλο που το µέγεθος µιας Μαύρης Τρύπας είναι µηδαµινό,το βαρυτικό της πεδίο είναι πολλές φορές πιο ισχυρό απόεκείνο του ορατού άστρου. Έτσι το «µονό» αυτό άστρο µε-τατρέπεται σε «καβαλιέρο» µιας αόρατης «ντάµας», τηςΜαύρης Τρύπας, ακολουθώντας τους µουσικούς ρυθµούςτης φύσης. Βρισκόµαστε δηλαδή αντιµέτωποι µ’ ένα παρά-ξενο αστρικό ζευγάρι που αναγκάζεται να χορέψει ένα χα-ρακτηριστικό «pas-de-deux», χορογραφηµένο από τιςβαρυτικές δυνάµεις που επικρατούν στο όλο σύστηµα. Ηχρήση αυτής της µεθόδου, σε συνδυασµό µε την εκποµπήακτίνων Χ, ήταν ο τρόπος µε τον οποίο επιβεβαιώθηκε πριναπό µερικά χρόνια η ύπαρξη µιας Μαύρης Τρύπας γύρω απότο γαλάζιο γίγαντα που είχε πάρει την ονοµασία Κύκνος Χ-1.

ΔΔααιιμμοοννιικκάά ΠΠοουυλλιιάά ττοουυ ΣΣύύμμππααννττοοςς -- 8877

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Η ανάλυση των ακτινοβολιών αυτών µας έχει προσφέρει το πορτρέτο ενός πα-ράξενου ουρανίου ζευγαριού: ενός γιγάντιου γαλαζωπού άστρου µε υλικά 33ηλιακών µαζών, σε ένα θανάσιµο εναγκαλισµό µε µια Μαύρη Τρύπα 16 ηλια-κών µαζών, που αποκαλύφτηκε χάρη στα... λαίµαργα, κανιβαλιστικά αισθή-µατα που τρέφει για τον αστρικό της σύντροφο. Γιατί, παρόλο που τα δυο αυτάουράνια σώµατα απέχουν 30 εκατοµµύρια χιλιόµετρα µεταξύ τους (το 1/5 δη-λαδή της απόστασης Γης- Ηλίου), η Μαύρη Τρύπα ξεσκίζει ανελέητα τις αέριεςµάζες του γαλάζιου γίγαντα µε ρυθµό ενός εκατοµµυρίου τόνων το δευτερό-λεπτο. Έτσι, καθώς τα κλεµµένα υλικά πέφτουν προς τη διαστηµική δίνη τηςΜαύρης Τρύπας, υπερθερµαίνονται σε θερµοκρασία εκατοµµυρίων βαθµών,µε αποτέλεσµα την εκποµπή τεραστίων ποσοτήτων ακτίνων Χ. Αυτός άλλωστεήταν και ο λόγος για τον οποίο προκλήθηκε το αρχικό ενδιαφέρον των αστρο-φυσικών.

Τα υλικά του γαλάζιου γίγαντα όµως δεν πέφτουν κατευθείαν στη Μαύρη Τρύπα,αλλά, αντίθετα, σχηµατίζουν έναν περιστρεφόµενο δίσκο επικάθισης γύρω απότον ισηµερινό της, µε τη µορφή µιας τεράστιας διαστηµικής δίνης. Αυτή κα-θαυτή η Μαύρη Τρύπα είναι φυσικά «αόρατη» βρίσκεται όµως στο κέντρο τηςπεριστρεφόµενης ρουφήχτρας των υλικών. Και όταν τελικά τα υλικά αυτάβρουν το δρόµο τους προς τη Μαύρη Τρύπα επιταχύνονται σχεδόν στην ταχύτητατου φωτός (300.000 χιλιόµετρα το δευτερόλεπτο) λίγο πριν εισχωρήσουν στονορίζοντα γεγονότων της Μαύρης Τρύπας.

Τα δυο άστρα, ο γαλάζιος γίγαντας και η ΜαύρηΤρύπα, περιφέρονται γύρω απότο κοινό κέντρο βάρους τους σε µια περίοδο 5-6 ηµερών. Ο συνοδός υπεργί-γαντας της Μαύρης Τρύπας έχει θερµοκρασία 25.000 βαθµών Κελσίου, εξ ουκαι το γαλαζωπό του χρώµα, και παρόλο που βρίσκεται σε απόσταση 8.000ετών φωτός από τη Γη , η ένταση των ακτίνων Χ που εκπέµπονται από εκεί είναι3 έως 6 χιλιάδες φορές µεγαλύτερη από την ενεργειακή εκποµπή του Ήλιουσ' όλα τα µήκη κύµατος.

Η Μαύρη Τρύπα, ή καλύτερα ο ορίζοντας γεγονότων της, έχει διάµετρο 100 πε-ρίπου χιλιοµέτρων, ενώ γύρω της υπάρχει µια υπερθερµασµένη σφαίρα ηλε-κτρονίων και ποζιτρονίων µε θερµοκρασία αρκετών δισεκατοµµυρίων βαθµώνκαι διάµετρο 800 περίπου χιλιοµέτρων. Σ' αυτό το σύννεφο σωµατιδίων ύληςκαι αντιύλης, τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια αλληλοεξαϋλώνονται παράγον-τας ακτινοβολία γάµα, ενώ συγχρόνως οι ακτίνες γάµα δηµιουργούν νέα ζευ-γάρια ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Μία Μαύρη Τρύπα είναι το σηµείο εκείνο του ∆ιαστήµατος όπουκάποτε υπήρχε ο πυρήνας ενός γιγάντιου άστρου. Ένας πυρή-νας που περιείχε περισσότερα υλικά από τρεις ηλιακές µάζεςκαι ο οποίος στην τελική φάση της εξέλιξης του άστρου έχασετη µάχη του ενάντια στη βαρύτητα, µε αποτέλεσµα τα υλικά τουνα καταρρεύσουν και να συµπιεστούν περισσότερο ακόµη καιαπό τα υλικά ενός άστρου νετρονίων. Αν µπορούσαµε να συµ-πιέσουµε τη Γη µας ολάκερη στο µέγεθος ενός κερασιού, θατην είχαµε µετατρέψει σε µία Μαύρη Τρύπα. Φυσικά δεν υπάρ-χει καµιά γνωστή διαδικασία που θα µπορούσε να µετατρέψειτη Γη, ή και τον Ήλιο ακόµη σε Μαύρη Τρύπα. Ο καταρρέον πυ-ρήνας µίας σουπερνόβα, µε υλικά πάνω από τρεις ηλιακέςµάζες, είναι ένα από τα ελάχιστα αντικείµενα στο Σύµπαν πουµπορούν να δηµιουργήσουν κάτι τέτοιο. Και αυτού του είδουςη τρύπα, θα πρέπει, εκ των πραγµάτων, να είναι µαύρη.

Η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν µας λέει δηλαδή ότι οδιαστηµικός χώρος συµπεριφέρεται µε τον ίδιο τρόπο που συµ-περιφέρεται ένα φανταστικό λαστιχένιο «Σύµπαν». Μ’ αυτό τοσκεπτικό κάθε άστρο ή πλανήτης, κάθε τι το υλικό στο Σύµπαν,δηµιουργεί µία παραµόρφωση στο διαστηµικό χώρο γύρω απότο αντικείµενο αυτό. Η παραµόρφωση µάλιστα αυτή είναι τόσοµεγάλη όσο µεγαλύτερη είναι και η ποσότητα των υλικών πουπεριέχονται στο αντικείµενο που τη δηµιουργεί. Η θεωρίαόµως του Αϊνστάιν υπονοεί επίσης ότι στο Σύµπαν θα µπορούσενα υπάρξει και κάποιο αντικείµενο µε υλικά τόσο πολύ συµ-πιεσµένα, ώστε η δύναµη της βαρύτητάς του να παραµορφώ-νει το ∆ιάστηµα γύρω του σε αφάνταστο βαθµό και µέχρις ότουαυτό τούτο το αντικείµενο, «ανοίγοντας» µία τρύπα στη δοµήτου Σύµπαντος, «χαθεί» για πάντα απ’ αυτό. Ας εξηγηθούµεόµως καλύτερα.

Για να διαφύγει κανείς από τη βαρυτική έλξη της Γης µας χρειάζεται έναν πύραυλο που θα κινείται µε τα-χύτητα 40.000 χιλιοµέτρων την ώρα (11 χλµ. το δευτερόλεπτο). Μ’ αυτή την ταχύτητα ο πύραυλος κι-νείται τόσο γρήγορα ώστε η βαρυτική δύναµη της Γης δεν µπορεί να τον τραβήξει πίσω στην επιφάνειάτης. Όσο µεγαλώνει η βαρύτητα, τόσο πιο µεγάλη είναι αναγκαστικά και η ταχύτητα διαφυγής µας από ένααντικείµενο. Αν θέλαµε να διαφύγουµε από το ∆ία, για παράδειγµα, θα 'πρεπε να ταξιδεύαµε έξι φορέςπιο γρήγορα από την ταχύτητα που χρειαζόµαστε για να διαφύγουµε από τη Γη, που σηµαίνει ότι θα 'πρεπενα ταξιδεύαµε µε ταχύτητα 240.000 χιλιοµέτρων την ώρα, ενώ για να ξεφύγουµε από την επιφάνεια τουΉλιου θα 'πρεπε να υπερβαίναµε την ταχύτητα των 2,2 εκατοµµυρίων χιλιοµέτρων την ώρα.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

Στην περίπτωση όµως µιας Μαύρης Τρύπας η απαιτούµενη ταχύτητα διαφυγής υπερβαίνει την ίδια την ταχύτητα τουφωτός (300.000 χιλιόµετρα το δευτερόλεπτο). Έτσι ακόµη και µία αχτίδα φωτός δεν µπορεί να ταξιδέψει αρκετά γρή-γορα και να ξεφύγει. Σε µία Μαύρη Τρύπα η δύναµη της βαρύτητας είναι τόσο µεγάλη ώστε ακόµη και το φως δεν µπο-ρεί να διαφύγει απ’ αυτήν. Έτσι το παγιδευµένο φως της Μαύρης Τρύπας δεν είναι δυνατόν να φτάσει µέχρι τα µάτιαµας για να το δούµε. Μ’ αυτή, λοιπόν, την έννοια η Τρύπα αυτή είναι Μαύρη.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:37 ìì

ΕΕππίίλλοογγοοςς:: ΕΕίίμμαασσττεεΑΑσσττρρόόσσκκοοννηηΦτάσαµε πια στο τέλος της σηµερινής µας ιστορίας. Πρόκειται, όπως είδατε, για την ιστορίατης αναζήτησης του ανθρώπου να µάθει περισσότερα για το Σύµπαν και τη θέση του µέσασ’ αυτό. Μια ιστορία που γράφτηκε µετά από πολύχρονες και επισταµένες έρευνες και µε-λέτες µε όλα τα µέσα που διαθέτουν οι επιστήµονες της Γης. Είτε αυτά είναι τα τηλεσκόπιακαι τα ραδιοτηλεσκόπια στην επιφάνεια του πλανήτη µας, είτε µε τη βοήθεια των δορυφό-ρων και των τροχιακών µας τηλεσκοπίων, είτε µε το χαρτί και το µολύβι στα θεωρητικά ερ-γαστήρια, είτε τέλος µε τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές στη διερεύνηση των διάφορωνµοντέλων.

Φαίνεται, όµως, ότι ο άνθρωπος σ’ αυτόν το χρυσό αιώνα της Αστρονοµίας, πρέπει να βγά-λει το χρυσάφι από το ορυχείο της γνώσης κοµµάτι-κοµµάτι, αν και η τελική απάντηση πάνταθα µας διαφεύγει, κρυµµένη εκεί έξω, πάνω στις επιφάνειες κάποιων άλλων, παράξενωνκαι αλλόκοτων πλανητών, ανάµεσα στα πολύχρωµα παλιά ή νέα άστρα και στους σπειρο-ειδείς βραχίονες του Γαλαξία µας. ∆εν θα τελειώσουµε όµως αυτήν την περιγραφή εκείέξω, στα µονοπάτια των άστρων, αλλά και πάλι εδώ πίσω στη Γη µας. Γιατί όσο κι αν σαςφανεί παράξενο, είναι πλέον γεγονός ότι το όνειρο της ανθρωπότητας να φτάσουµε τα άστρακαι να τα ψηλαφίσουµε µε τα ίδια µας τα χέρια γίνεται καθηµερινά πραγµατικότητα εδώ,πάνω στο δικό µας πλανήτη.

Κόψτε κάποιο λουλούδι. ∆οκιµάστε ένα φρούτο. Χαϊδέψτε το πρόσωπό σας. Όλα αυτά είναικοµµάτια κάποιου άστρου. Ο Ήλιος µας, η Γη µας και τα πάντα πάνω της δηµιουργήθηκαναπό αστροϋλικά που εκτοξεύθηκαν πριν από δισεκατοµµύρια χρόνια από κάποια κατα-στρεφόµενη αστρική έκρηξη σουπερνόβα. Ο θάνατος δηλαδή των άστρων είναι ταυτόχροναένα τέλος και µια αρχή. Γιατί χωρίς τα χηµικά στοιχεία που γεννήθηκαν στο εσωτερικό τωνάστρων και απελευθερώνονται τη στιγµή των αστρικών εκρήξεων δεν θα υπήρχαν πλανή-τες και δορυφόροι, σύννεφα και βράχια, άνθρωποι και ζώα, αφού όλα αυτά είναι φτιαγµένααπό τα υλικά που γεννήθηκαν στην κόλαση των αστρικών θανάτων. Είµαστε, δηλαδή, όλοιµας αστρόσκονη και κάποια µέρα θα ξαναγυρίσουµε στα άστρα. Κάποια µέρα θα υπάρξουνκι άλλοι κόσµοι, γεµάτοι µε άλλα όντα, αστράνθρωποι σαν εµάς, που θα γεννηθούν από τιςστάχτες ενός κάποιου άλλου πεθαµένου άστρου. Ενός άστρου που σήµερα το λέµε Ήλιο.


Soma:Layout 1 16/1/2009 2:38 ìì

ΕίμαστεΑστρόσκονη

ΕΕππίίλλοογγοοςς:: ΕΕίίμμαασσττεε ΑΑσσττρρόόσσκκοοννηη -- 9933

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:38 ìì

Σκηνοθεσία "STARS"MAX CROW & PAUL MOWBRAY

Σκηνοθεσία "BLACK HOLES"TANYA HILL

ΠροσαρµογήΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΙΜΟΠΟΥΛΟΣ

Επιστηµονική Επιµέλεια∆ΙΟΝΥΣΗΣ Π. ΣΙΜΟΠΟΥΛΟΣ

Τεχνική ∆ιεύθυνσηΜΑΝΟΣ ΚΙΤΣΩΝΑΣ

ΜουσικήPIP GREASLEY

Πρόσθετη Μουσική - Sound DesignΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ Κ. ΚΑΤΣΑΡΗΣ

Ελληνική ΑφήγησηΑΡΓΥΡΗΣ ΠΑΥΛΙ∆ΗΣ

Αγγλική ΑφήγησηDUNKAN SKINNER

Post-production VideoΦΙΛΙΠΠΟΣ ΛΟΥΒΑΡΗΣ

Επιστηµονικοί ΣυνεργάτεςΑΛΕΞΗΣ ∆ΕΛΗΒΟΡΙΑΣ

ΒΑΛΙΑ ΛΥΡΑΤΖΗ

Ενορχήστρωση & ΠαραγωγήWILL PENNEY

Ορχηστρική ΜουσικήTHE NASHVILLE SYMPHONY

∆ιεύθυνση ΟρχήστραςALBERT-GEORGE SCHRAM

Προγραµµατισµός ΑυτοµατισµώνΜΑΝΟΣ ΚΙΤΣΩΝΑΣ

ΦΙΛΙΠΠΟΣ ΛΟΥΒΑΡΗΣΓΙΩΡΓΟΣ ΜΑΥΡΙΚΟΣ

ΧΡΗΣΤΟΣ ΧΡΗΣΤΟΓΙΩΡΓΟΣ

Τεχνικοί ΠαραγωγήςΦΙΛΙΠΠΟΣ ΛΟΥΒΑΡΗΣΓΙΩΡΓΟΣ ΜΑΥΡΙΚΟΣ

ΧΡΗΣΤΟΣ ΧΡΗΣΤΟΓΙΩΡΓΟΣ

∆ιαφάνειες & ΓραφικάΕΥΓΕΝΙΑ ΣΤΑΒΑΡΗΜΑΡΙΟΣ ΠΑΡΙΣΗΣ

Εικονική Πραγµατικότητα3D animation - Computer Graphics

ADVENTURE SCIENCE CENTERNashville, Tennessee

ANDY GREGORY (producer)KRIS McCALL (exec. producer)

ART FXΙΩΑΝΝΗΣ ΒΑΜΒΑΚΑΣ

Αθήνα


ΣΣΥΥΝΝΤΤΕΕΛΛΕΕΣΣΤΤΕΕΣΣ ΤΤΗΗΣΣ ΠΠΑΑΡΡΑΑΣΣΤΤΑΑΣΣΗΗΣΣ

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:38 ìì

MUSEUM VICTORIAMelbourne, Australia

MONICA ZETLIN (producer)DERMOT EGAN

WARIK LAWRANCEMATTHEW McCULLOUGH

NATIONAL SPACE CENTERLeicester, UK

AARON BRADBURYMAX CROWPHILIP DAY

PAUL MOWBRAYHUGH McGATHERN

∆ιεύθυνση ΠαραγωγήςΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΙΜΟΠΟΥΛΟΣ

ΓΙΩΡΓΟΣ ΜΑΥΡΙΚΟΣ

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΠΛΑΝΗΤΑΡΙΟΥ

∆ιεύθυνση ΛειτουργίαςΓΙΑΝΝΗΣ ΑΠΟΣΤΟΛΙ∆ΗΣ

ΚΩΣΤΑΣ ΠΑΝΤΑΖΟΠΟΥΛΟΣ

Τεχνική Υποστήριξη i-werksΓΙΩΡΓΟΣ ΤΣΕΣΜΕΛΗΣΛΟΥΚΑΣ ΑΡΜΠΙΛΙΑΣ

ΑΡΗΣ ΝΟΥΚΑΚΗΣ

Χειριστές - Τεχνικοί ΠλανηταρίουΓΙΑΝΝΗΣ ΧΕΙΡΑΚΗΣ

∆ΩΡΟΘΕΟΣ ΓΙ∆ΟΠΟΥΛΟΣ

Γραµµατεία - Κρατήσεις -ΤαµείοΝΑΝΤΙΑ ΣΙΝΟΠΟΥΛΟΥ

ΣΠΥΡΙ∆ΟΥΛΑ ΧΑΛΙΚΙΟΠΟΥΛΟΥΓΙΩΡΓΟΣ ΠΑΠΠΟΥΣΤΑΡΣΙΤΣΑ ΧΡΗΣΤΙ∆Η

ΕΛΙΝΑ ΓΕΡΟΝΤΗ

∆ιεύθυνση ΕπικοινωνίαςΓΛΥΚΕΡΙΑ ΑΝΥΦΑΝΤΗ

∆ηµόσιες ΣχέσειςΕΥΗ ΓΑΡ∆ΙΚΗ

ΝΙΚΟΣ ΘΩΜΑΪ∆ΗΣΠΕΝΥ ΘΩΜΟΠΟΥΛΟΥΛΙΑ ΠΑΝΤΑΖΟΠΟΥΛΟΥΝΑΥΣΙΚΑ ΠΟΛΕΝΑΚΗΖΙΝΕΤ ΧΑΪ∆ΟΠΟΥΛΟΥ

Studio ΗχοληψίαςSTARGAZER AUDIO

Ι∆ΡΥΜΑΤΟΣ ΕΥΓΕΝΙ∆ΟΥ

Αναπαραγωγή Ήχου6.1 SURROUND SOUND 40.000 w

Συστήµατα Προβολής & ΠαρουσίασηςDIGITAL SKY 2

DIGITAL UNIVERSEDIGISTAR 3

ΠΑΡΑΓΩΓΗΙ∆ΡΥΜΑ ΕΥΓΕΝΙ∆ΟΥ

© 2009

ΣΣυυννττεελλεεσσττέέςς ττηηςς ΠΠααρράάσστταασσηηςς -- 9955

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:38 ìì

Καλλιτεχνικός Σχεδιασµός & Σελιδοποίηση Οδηγού Παράστασης: Ευγενία Στάβαρη & Μάριος Παρίσης

Ελληνική γλώσσα:Al - Khalili, Jim. Σκουληκότρυπες, µαύρες τρύπες και χρονοµηχανές, 2001.Couper, Heather. Μαύρες τρύπες, 1997.Hawking, Stephen W. Μαύρες τρύπες, σύµπαντα - βρέφη και άλλα δοκίµια, 1993.Hawking, Stephen W. Το χρονικό του χρόνου, 1997.Novikov, Igor. Οι µαύρες τρύπες και το σύµπαν, 1992.Oxlade, Chris. Το µυστήριο που κρύβουν οι µαύρες τρύπες, 2004.∆ανέζης, Μάνος και Στράτος Θεοδοσίου. Το σύµπαν που αγάπησα, 2005.Σιµόπουλος, ∆ιονύσης. Κοσµική οδύσσεια, 2003.Σιµόπουλος, ∆ιονύσης. Μαύρες τρύπες, 2006.Σιµόπουλος, ∆ιονύσης. Ο θάνατος των άστρων, 1997.Σιµόπουλος, ∆ιονύσης. Το βίαιο σύµπαν, 2008.

Αγγλική γλώσσα:Arnett, David. Supernovae and nucleosythesis, 1996.Begelman, Mitchell. Gravity's fatal attraction, 1996.Dauber, Philip M. The three big bangs, 1996.Ferguson, Kitty. Prisons of light, 1996.Gribbin, John. Stardust, 2000.Hansen, C. J. Stellar interiors: physical principles, structure, and evolution, 1994.Kippenhahn, Rudolf. Stellar structure and evolution, 1990 .Kirshner, Robert P. The extravagant universe, 2004.Luminet, Jean – Pierre. Black holes, 1992.Maoz, Dan. Astrophysics in a nutshell, 2007.Melia, Fulvio. The edge of infinity, 2003.Murdin, Paul. End in fire, 1990.Novikov, Igor Black holes and the universe, 1990.Osterbrock, Donald E. Stars and galaxies, 1990.Pickover, Clifford A. Black holes, 1996.Schulz, Norbert S. From dust to stars: studies of the formation and early evolution of stars, 2005.Tayler, R. J. The stars: their structure and evolution, 1994.Taylor, Edwin F. Exploring black holes, 2000.Thorne, Kip S. Black holes and time warps, 1994.Wald, Robert M. Black holes and relativistic stars, 1998.

ΕΕννδδεειικκττιικκήή ΒΒιιββλλιιοογγρρααφφίίαα -- 9966

ΕΕΝΝΔΔΕΕΙΙΚΚΤΤΙΙΚΚΗΗ ΒΒΙΙΒΒΛΛΙΙΟΟΓΓΡΡΑΑΦΦΙΙΑΑ

Soma:Layout 1 16/1/2009 2:38 ìì

COVER death stars PDF ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿ, 20 ...ψεις του ο Τζιορντάνο...

Documents

Transcript of COVER death stars PDF ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿ, 20 ...ψεις του ο Τζιορντάνο...