2/4/11

Αστροσεισμολόγοι "βλέπουν" το εσωτερικό των άστρων

Η αποστολή Kepler της NASA συμβάλλει στην κατανόηση της εξέλιξης των άστρων
Ξεκινώντας από την κάτω αριστερή γωνία ακολουθώντας την γραμμή προς τα πάνω: από τα άστρα των οποίων οι πυρήνες «καίνε» υδρογόνο φτάνουμε στα άστρα των οποίων οι πυρήνες καίνε ήλιο. Στα ενδιάμεσα στάδια βρίσκονται άστρα των οποίων οι φλοιοί «καίνε» υδρογόνο φθάνοντας στα μεγέθη των ερυθρών γιγάντων. Τα τελευταία άστρα της ακολουθίας μέχρι τώρα φαίνονταν ίδια, παρότι το εσωτερικό τους είναι διαφορετικό. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Κέπλερ διέκρινε και το εσωτερικό τους.
Αστροφυσικοί του πανεπιστημίου του Σίδνεϊ βρίσκονται πίσω από μια σημαντική ανακάλυψη σχετικά με τα άστρα που ονομάζονται κόκκινοι (ή ερυθροί) γίγαντες. Χρησιμοποιώντας τις μετρήσεις λαμπρότητας - υψηλής ακρίβειας - που πάρθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Κέπλερ, διέκριναν για πρώτη φορά σημαντικές λεπτομέρειες στον εσωτερικό πυρήνα των άστρων.
Η ανακάλυψη που δημοσιεύεται στην τελευταία έκδοση του περιοδικού Nature ρίχνει νέο φως στην κατανόηση της εξέλιξης των άστρων συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας ήλιου. Ο επικεφαλής της έρευνας ο Tim Bedding, καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Σίδνεϋ, εξηγεί: «Οι κόκκινοι γίγαντες είναι άστρα που έχουν εξαντλήσει το υδρογόνο στον πυρήνα τους – με διαδοχικές πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης το υδρογόνο έχει μετατραπεί σε ήλιο. Το υδρογόνο όμως συνεχίζει να μετατρέπεται σε ήλιο στο περιβάλλον κέλυφος του πυρήνα. Προς το τέλος της ζωής τους οι κόκκινοι γίγαντες αρχίζουν το κάψιμο του ηλίου – τρεις πυρήνες ηλίου συντήκονται προς έναν πυρήνα άνθρακα.
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Κέπλερ επέτρεψε τον Tim Bedding και τους συνεργάτες του να μελετήσουν το φως εκατοντάδων κόκκινων γιγάντων, με εκπληκτική ακρίβεια, για περίπου ένα χρόνο – ανοίγοντας έτσι ένα παράθυρο προς το εσωτερικό των πυρήνων αυτών των αστεριών.
Καθώς ένα άστρο «καίει» το υδρογόνο με πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης, δημιουργείται ήλιο, το οποίο συσσωρεύεται στον πυρήνα του άστρου. Το ήλιο είναι πιο πυκνό από το υδρογόνο, οπότε τα κύματα διαδίδονται γρηγορότερα διαμέσου του πυκνότερου πυρήνα. Τα κύματα που διασχίζουν απευθείας το κέντρο (λευκή γραμμή) και τα κύματα που ανακλώνται στο εξωτερικό του πυρήνα (έγχρωμες γραμμές) δημιουργούν ταλαντώσεις στην λαμπρότητα της επιφάνειας.
Οι μεταβολές στη λαμπρότητα της επιφάνειας ενός άστρου είναι ένα αποτέλεσμα των βίαιων κινήσεων στο εσωτερικό του, οι οποίες προκαλούν αστρο-σεισμούς, δημιουργώντας «ηχητικά» κύματα που κινούνται προς το εσωτερικό και επιστρέφουν στην επιφάνεια. Κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες αυτά τα κύματα αλληλεπιδρούν με άλλα κύματα παγιδευμένα στο εσωτερικό του πυρήνα του άστρου (που συνίσταται από ήλιο). Αυτές οι μείξεις των τρόπων ταλάντωσης αποτελούν το κλειδί στην κατανόηση του συγκεκριμένου σταδίου στη ζωή του άστρου.
Με προσεκτική μέτρηση πολύ λεπτών χαρακτηριστικών των ταλαντώσεων στην λαμπρότητα ενός άστρου, μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι κάποια άστρα έχουν εξαντλήσει το υδρογόνο στο κέντρο και ότι τώρα αρχίζουν το κάψιμο του ηλίου και ως εκ τούτου περνούν στο επόμενο στάδιο της ζωής των.
Κατά τη διάρκεια ορισμένων φάσεων της ζωής ενός άστρου, το μέγεθος και η φωτεινότητα του είναι εξαιρετικά σταθερή, ακόμη και όταν βαθιές μεταβολές συμβαίνουν μέσα στο εσωτερικό του.
Η ομάδα των παραπάνω ερευνητών εργάζεται σε ένα αναπτυσσόμενο πεδίο που ονομάζεται αστροσεισμολογία. Με τον ίδιο τρόπο που οι γεωλόγοι χρησιμοποιούν τους σεισμούς για να εξερευνήσουν το εσωτερικό της Γης, έτσι και οι «αστροσεισμολόγοι» χρησιμοποιούν του σεισμούς στα άστρα για να διερευνήσουν την εσωτερική δομή τους. Ο καθηγητής Bedding δήλωσε: «Είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι από τα αποτελέσματα που πήραμε. Είχαμε κάποια ιδέα γι αυτές τις μορφές ταλάντωσης από θεωρητικά μοντέλα, τώρα όμως επιβεβαιώθηκαν πειραματικά. Είμαστε πλέον σε θέση να διαπιστώνουμε σε πιο στάδιο ακριβώς, της εξέλιξής τους, βρίσκονται τα άστρα, πράγμα που δεν γινόταν μέχρι τώρα.»
Και βέβαια αυτό δείχνει πόσο σημαντικός είναι ο δορυφόρος Κέπλερ. Ο βασικός στόχος του τηλεσκοπίου μπορεί να ήταν η αναζήτηση κατοικήσιμων εξωπλανητών στο μέγεθος της Γης, παράλληλα όμως έδωσε την ευκαιρία στο να βελτιώσουμε τη γνώση μας σχετικά με τα στάδια της ζωής των άστρων.
nasa.gov

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...