Οι Φάροι του Διαστήματος

ΔΙΟΝΥΣΗΣ Π. ΣΙΜΟΠΟΥΛΟΣ*

Έχουν περάσει ακριβώς 51 χρόνια από εκείνη τη φθινοπωρινή μέρα της 28ης Νοεμβρίου 1967, όταν η Τζόσελιν Μπελ είχε μείνει άφωνη από τη σταθερότητα των ραδιοπαλμών που είχαν καταγραφεί από το ραδιοτηλεσκόπιο το οποίο είχε αρχίσει να κατασκευάζει με τον καθηγητή Άντονι Χιούις.


Ο καθηγητής είχε την εποπτεία της έρευνας που έκανε η νεαρή Ιρλανδή ερευνήτρια για την απόκτηση του διδακτορικού της, ενώ οι ραδιοακτινοβολίες προέρχονταν από ένα σημείο του ουρανού στο μέσον σχεδόν της απόστασης ανάμεσα στα άστρα Βέγας και Αλτάιρ. Τέτοιου είδους σήματα δεν είχαν παρατηρηθεί ποτέ πριν, ούτε κάποιος άλλος ερευνητής ήταν σε θέση να δώσει μια λογική εξήγηση στο φαινόμενο αυτό. Λόγω της έλλειψης συγκεκριμένων στοιχείων οι ερευνητές, μισοαστεία-μισοσοβαρά, έδωσαν στα σήματα αυτά την προσωρινή ονομασία LGM από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων «Μικρά Πράσινα Ανθρωπάκια»!

Η Jocelyn Bell Burnell (μαζί με τον τον Antony Hewish) το 1967 ανακάλυψε τον πρώτο πάλσαρ ως μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο ραδιοτηλεσκόπιο Καίμπριτζ (Credit: David Hartley/Shutterstock)

Τα σήματα αυτά αποδείχθηκε ότι προέρχονταν από ορισμένα παράξενα αντικείμενα που έχουν διάμετρο 10-30 περίπου χιλιομέτρων αλλά μάζα έως και 3 φορές μεγαλύτερη από αυτήν που έχει ο Ήλιος μας. Αργότερα ανακαλύφθηκαν παρόμοια σήματα και σε άλλα σημεία τ’ ουρανού, ονομάστηκαν παλλόμενες ραδιοπηγές, αλλά έγιναν γνωστά με τη διεθνή συγκεκομμένη ονομασία τους ως πάλσαρ, επειδή τα άστρα αυτά εκτοξεύουν πίδακες ραδιοκυμάτων από τους μαγνητικούς τους πόλους. Αλλά δεν είναι όλα τα πάλσαρ τοποθετημένα «σωστά» σε σχέση με τη Γη, ώστε η περιστροφή των μαγνητικών τους πόλων να στέλνει σ’ εμάς παρατηρήσιμες ραδιοεκπομπές.



Έτσι, από το 1.000.000 περίπου πάλσαρ που υπολογίζεται ότι υπάρχουν στον γαλαξία μας έχουν ανακαλυφθεί μέχρι τώρα μόνο 2.300 τέτοια άστρα, τα οποία σε κάθε περιστροφή τους εκπέμπουν τις ακτινοβολίες τους από τους μαγνητικούς τους πόλους, σαν απόκοσμοι φάροι του Διαστήματος.



Ένα απ’ αυτά, που ανακαλύφθηκε στις 12 Νοεμβρίου 1982, περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του 642 φορές το δευτερόλεπτο! Ηταν το πρώτο ταχύτατα περιστρεφόμενο πάλσαρ, ενώ έκτοτε έχουν ανακαλυφθεί 200 περίπου σαν κι αυτό (millisecond pulsars). Το ταχύτερο πάλσαρ που έχει εντοπιστεί μέχρι τώρα ανακαλύφθηκε το 2005 και περιστρέφεται 716 φορές το δευτερόλεπτο (42.960 στροφές το λεπτό). Υπολογίζεται μάλιστα (θεωρητικά τουλάχιστον) ότι η ανώτατη ταχύτητα περιστροφής ενός πάλσαρ δεν μπορεί να υπερβεί τις 1.500 στροφές το δευτερόλεπτο, αν και στην ουσία δεν θα μπορούσε να υπερβεί τις 1.000 στροφές λόγω της χαμένης ενέργειάς του από την εκπομπή βαρυτικών κυμάτων.

Αυτού του είδους τα άστρα αποτελούν τα λείψανα γιγάντιων άστρων έπειτα από εκρήξεις σουπερνόβα. Μια τέτοια έκρηξη συμπιέζει τον πυρήνα του άστρου σε τέτοιο βαθμό, ώστε τα υλικά από τα οποία αποτελείται να έχει την πυκνότητα ενός ατομικού πυρήνα. Η συμπίεση είναι τόσο μεγάλη ώστε τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια των χημικών στοιχείων του άστρου συγχωνεύονται με τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια του πυρήνα, με αποτέλεσμα τη δημιουργία νετρονίων και νετρίνων. Κι ενώ τα νετρίνα δραπετεύουν αμέσως από το άστρο, μεταφέροντας μάλιστα αρκετή από την ενέργειά του, τα νεοσχηματισμένα νετρόνια παραμένουν εκεί και ενώνονται με τα ήδη υπάρχοντα των ατομικών πυρήνων. Όλα αυτά τα νετρόνια, όμως, είναι τόσο συμπιεσμένα, ώστε να ακουμπούν σχεδόν το ένα στο άλλο. Αποτέλεσμα αυτής της συμπίεσης είναι η δημιουργία μιας σφαίρας μερικών χιλιομέτρων που έχει την πιο λεία, στερεή επιφάνεια στο σύμπαν. Βρισκόμαστε, δηλαδή, αντιμέτωποι μ’ ένα άστρο νετρονίων.

Αν η Γη μας είχε συμπιεστεί στην πυκνότητα ενός τέτοιου άστρου, θα χωρούσε άνετα στο κλειστό Στάδιο Ειρήνης και Φιλίας στο Φάληρο. Για να πλησιάσουμε κάπως τη φανταστική πυκνότητα ενός τέτοιου άστρου, ολόκληρος ο σημερινός πληθυσμός του πλανήτη μας, δηλαδή 7,5 δισεκατομμύρια άνθρωποι, θα έπρεπε να συμπιεστεί στο μέγεθος μιας σταγόνας νερού. Υλικά από ένα τέτοιο άστρο με μέγεθος όσο το κεφάλι μιας καρφίτσας θα ζύγιζαν ένα εκατομμύριο τόνους, όσο δέκα αεροπλανοφόρα, ενώ ένα μωρό 5 κιλών στην επιφάνεια ενός τέτοιου άστρου θα ζύγιζε 50 εκατομμύρια τόνους!

Η καταπληκτική αυτή ανακάλυψη της Τζόσελιν Μπελ έγινε αφορμή να απονεμηθεί το Βραβείο Νομπέλ Φυσικής του 1974 στον επιβλέποντα καθηγητή της Aντονι Χιούις, και όχι σ’ αυτήν! Την εποχή εκείνη, μάλιστα, η επιτροπή των βραβείων Νομπέλ είχε επικριθεί διότι δεν είχε περιλάβει στη βράβευση και τη νεαρή ερευνήτρια που πρώτη παρατήρησε τα αντικείμενα αυτά, αν και έκτοτε η προσφορά της Τζόσελιν Μπελ στην επιστήμη αναγνωρίστηκε επανειλημμένως με δύο δεκάδες βραβεία και τελευταίο το «Breakthrough Prize in Fundamental Physics» τον περασμένο Σεπτέμβριο. Το βραβείο αυτό συνοδεύεται με ένα ποσό τριών εκατομμυρίων δολαρίων το οποίο η Μπελ θα διαθέσει για υποτροφίες επιστημονικών σπουδών σε γυναίκες και μέλη εθνικών μειονοτήτων.

* Ο κ. Διονύσης Π. Σιμόπουλος είναι επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου.

πηγή: http://www.kathimerini.gr/998687/article/epikairothta/episthmh/oi-faroi-toy-diasthmatos

https://physicsgg.me/2018/12/10/%ce%bf%ce%b9-%cf%86%ce%ac%cf%81%ce%bf%ce%b9-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%b4%ce%b9%ce%b1%cf%83%cf%84%ce%ae%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%bf%cf%82-2/