Το Φοβερό Σύμπαν

Τόσο Μυστηριώδες, Αλλά και Τόσο Όμορφο

ΑΥΤΗ την εποχή του έτους, ο νυχτερινός ουρανός μάς ελκύει καθώς είναι στολισμένος με μεγαλόπρεπα πετράδια. Ψηλά πάνω από το κεφάλι μας κινείται ο ισχυρός Ωρίων, εύκολα ορατός τα βράδια του Ιανουαρίου από το Άνκοριτζ της Αλάσκας ως το Κέιπ Τάουν της Νότιας Αφρικής. Περιεργαστήκατε τώρα τελευταία τους ουράνιους θησαυρούς που υπάρχουν σε πασίγνωστους αστερισμούς, όπως είναι ο Ωρίων; Οι αστρονόμοι έριξαν μια ματιά πριν από λίγο καιρό χρησιμοποιώντας το πρόσφατα επιδιορθωμένο Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χαμπλ.

Από τα τρία άστρα της ζώνης του Ωρίωνα κρέμεται το ξίφος του. Το ασαφές άστρο στο μέσο του ξίφους δεν είναι καν άστρο αλλά το περίφημο Νεφέλωμα του Ωρίωνα, ένα αντικείμενο εκθαμβωτικής ομορφιάς ακόμη και όταν κάποιος το παρατηρεί από ένα μικρό τηλεσκόπιο. Η αιθέρια λάμψη του, όμως, δεν είναι το μυστικό της γοητείας που ασκεί στους επαγγελματίες αστρονόμους.

«Οι αστρονόμοι ερευνούν το Νεφέλωμα του Ωρίωνα και τα πολλά νεαρά άστρα του επειδή είναι η μεγαλύτερη και πιο ενεργή περιοχή αστρογένεσης στο δικό μας κομμάτι του Γαλαξία», αναφέρει ο Ζαν-Πιερ Καγιό στο περιοδικό Αστρονομία (Astronomy). Αυτό το νεφέλωμα φαίνεται ότι είναι ένα κοσμικό μαιευτήριο! Όταν το τηλεσκόπιο Χαμπλ φωτογράφισε το Νεφέλωμα του Ωρίωνα, απαθανατίζοντας πρωτόγνωρες λεπτομέρειες, οι αστρονόμοι δεν είδαν μόνο άστρα και λαμπερό αέριο αλλά αυτό που ο Καγιό περιγράφει ως «ασαφή μικρά οβάλ. Κουκκίδες πορτοκαλί φωτός. Μοιάζουν σαν να έριξε κάποιος κατά λάθος ψίχουλα από το φαγητό του στη φωτογραφία». Ωστόσο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι, αντί για ελαττώματα στην εμφάνιση, αυτά τα ασαφή οβάλ είναι «πρωτοπλανητικοί δίσκοι, τα πρώτα ηλιακά συστήματα σε πρώιμο στάδιο που βλέπουμε από απόσταση 1.500 ετών φωτός». Μήπως γεννιούνται άστρα—αλήθεια, ολόκληρα ηλιακά συστήματα—αυτή τη στιγμή στο Νεφέλωμα του Ωρίωνα; Πολλοί αστρονόμοι πιστεύουν ότι γεννιούνται.

Από το Μαιευτήριο στο Αστρικό Νεκροταφείο

Καθώς ο Ωρίων «προελαύνει», με το τόξο στο χέρι, φαίνεται να αντιμετωπίζει τον αστερισμό του Ταύρου. Ένα μικρό τηλεσκόπιο θα αποκαλύψει, κοντά στην άκρη του νότιου κέρατου του ταύρου, μια αχνή περιοχή φωτός. Αυτή ονομάζεται Νεφέλωμα του Καρκίνου, και με ένα μεγάλο τηλεσκόπιο φαίνεται σαν μια συνεχιζόμενη έκρηξη, όπως βλέπουμε στη σελίδα 9. Αν το Νεφέλωμα του Ωρίωνα είναι χώρος ανάπτυξης άστρων, τότε το Νεφέλωμα του Καρκίνου εκεί κοντά ίσως είναι το νεκροταφείο ενός άστρου που υπέστη θάνατο ασύλληπτης βιαιότητας.

Εκείνος ο ουράνιος κατακλυσμός μπορεί να καταγράφτηκε από τους Κινέζους αστρονόμους που περιέγραψαν ένα «Άστρο Επισκέπτη» στον Ταύρο το οποίο εμφανίστηκε ξαφνικά στις 4 Ιουλίου 1054 και έλαμπε τόσο έντονα που ήταν ορατό και στη διάρκεια της ημέρας επί 23 ημέρες. «Για λίγες εβδομάδες», παρατηρεί ο αστρονόμος Ρόμπερτ Μπέρναμ, «το άστρο έλαμπε με το φως περίπου 400 εκατομμυρίων ήλιων». Οι αστρονόμοι ονομάζουν αυτή τη θεαματική αστρική αυτοκτονία σουπερνόβα. Ακόμη και τώρα, σχεδόν χίλια χρόνια μετά την έκρηξη, τα θραύσματα εκείνης της έκρηξης ταξιδεύουν στο διάστημα με ταχύτητα, όπως υπολογίζεται, 80 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ημέρα.

Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χαμπλ ασχολείται και με αυτόν τον τομέα, κοιτάζοντας βαθιά στην καρδιά του νεφελώματος και ανακαλύπτοντας «λεπτομέρειες στον αστερισμό του Καρκίνου που δεν περίμεναν ποτέ οι αστρονόμοι», σύμφωνα με το περιοδικό Αστρονομία. Ο αστρονόμος Πολ Σκόουεν λέει ότι οι ανακαλύψεις «θα κάνουν τους θεωρητικούς αστρονόμους να στύβουν το μυαλό τους για αρκετό καιρό».

Αστρονόμοι, όπως ο Ρόμπερτ Κίρσνερ του Χάρβαρντ, πιστεύουν ότι η κατανόηση όσον αφορά τα υπολείμματα σουπερνόβα όπως το Νεφέλωμα του Καρκίνου είναι σημαντική επειδή αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μετρηθεί η απόσταση των άλλων γαλαξιών, πράγμα που τώρα αποτελεί αντικείμενο εντατικής έρευνας. Όπως έχουμε δει, οι διαφωνίες για τις αποστάσεις άλλων γαλαξιών πρόσφατα πυροδότησαν μια έντονη λογομαχία γύρω από το μοντέλο της μεγάλης έκρηξης σε σχέση με τη δημιουργία του σύμπαντος.

Πέρα από τον Ταύρο, αλλά ωστόσο ορατή στο Βόρειο Ημισφαίριο, στο δυτικό ουρανό κατά τον Ιανουάριο, βρίσκεται μια απαλή λάμψη στον αστερισμό της Ανδρομέδας. Αυτή η λάμψη είναι ο γαλαξίας της Ανδρομέδας, το πιο μακρινό αντικείμενο που είναι ορατό με γυμνό μάτι. Τα θαύματα του Ωρίωνα και του Ταύρου βρίσκονται στην αυλή του σύμπαντός μας—λίγες χιλιάδες έτη φωτός μακριά από τη Γη. Τώρα, όμως, κοιτάζουμε σε απόσταση, όπως υπολογίζεται, δύο εκατομμυρίων ετών φωτός σε ένα μεγάλο σπείρωμα άστρων όπως είναι ο γαλαξίας μας, αλλά ακόμη μεγαλύτερο—περίπου 180.000 έτη φωτός από άκρη σε άκρη. Καθώς κοιτάζετε την απαλή λάμψη της Ανδρομέδας, τα μάτια σας λούζονται με φως ηλικίας ίσως δύο εκατομμυρίων ετών και πλέον!

Τα πρόσφατα χρόνια η Μάργκαρετ Γκέλερ και άλλοι έχουν αρχίσει φιλόδοξα προγράμματα με σκοπό την τρισδιάστατη χαρτογράφηση όλων των γαλαξιών που μας περιβάλλουν, και τα αποτελέσματα έχουν εγείρει σοβαρά ερωτηματικά για τη θεωρία της μεγάλης έκρηξης. Αντί να δουν μια ομαλή κατανομή των γαλαξιών προς κάθε κατεύθυνση, οι κοσμικοί χαρτογράφοι ανακάλυψαν ένα «χαλί γαλαξιών» σε μια δομή που εκτείνεται επί εκατομμύρια έτη φωτός. «Το πώς υφάνθηκε αυτό το χαλί από τη σχεδόν ομοιόμορφη ύλη του νεογέννητου σύμπαντος είναι ένα από τα πιο βασανιστικά ερωτήματα για την κοσμολογία», σύμφωνα με μια πρόσφατη έκθεση στο σεβαστό περιοδικό Επιστήμη (Science).

Αρχίσαμε αυτό το βράδυ με μια ματιά στο νυχτερινό ουρανό μας του Ιανουαρίου και γρήγορα ανακαλύψαμε, όχι μόνο εκθαμβωτική ομορφιά, αλλά και ερωτήματα καθώς και μυστήρια που αφορούν την ίδια τη φύση και την προέλευση του σύμπαντος. Πώς άρχισε; Πώς έφτασε να είναι τόσο πολύπλοκο σήμερα; Τι θα συμβεί στα ουράνια θαύματα που μας περιβάλλουν; Μπορεί να πει κανείς; Ας δούμε.

[Πλαίσιο στη σελίδα 8]

Πώς Ξέρουν Πόσο Μακριά Είναι;

Όταν οι αστρονόμοι μάς λένε ότι ο γαλαξίας της Ανδρομέδας απέχει δύο εκατομμύρια έτη φωτός, στην πραγματικότητα μας δίνουν έναν υποθετικό αριθμό με βάση τις γνώσεις τους. Κανένας δεν έχει βρει κάποιον τρόπο για να μετριούνται άμεσα αυτές οι ασύλληπτες αποστάσεις. Οι αποστάσεις των πιο κοντινών άστρων, εκείνων που απέχουν περίπου 200 έτη φωτός, μπορούν να μετρηθούν άμεσα με τη μέθοδο της αστρικής παράλλαξης, η οποία περιλαμβάνει απλή τριγωνομετρία. Αλλά αυτό εφαρμόζεται μόνο σε άστρα που βρίσκονται τόσο κοντά στη γη ώστε φαίνεται να μετακινούνται ελαφρά καθώς η γη γυρίζει γύρω από τον ήλιο. Τα περισσότερα άστρα, και όλοι οι γαλαξίες, είναι πολύ πιο μακριά. Σε αυτό το σημείο αρχίζουν οι υποθέσεις. Ακόμη και άστρα που βρίσκονται σχετικά κοντά μας, όπως ο περίφημος κόκκινος υπεργίγαντας Μπετελγκέζ στον Ωρίωνα, υπόκεινται σε υποθέσεις, και οι υπολογιζόμενες αποστάσεις για αυτόν κυμαίνονται από 300 ως 1.000 έτη φωτός και πλέον. Δεν πρέπει να μας εκπλήσσει, λοιπόν, το ότι υπάρχουν διαφωνίες μεταξύ των αστρονόμων σχετικά με τις γαλαξιακές αποστάσεις, οι οποίες είναι ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερες.

[Πλαίσιο στη σελίδα 8]

Σουπερνόβα, Πούλσαρ και Μαύρες Τρύπες

Στο κέντρο του Νεφελώματος του Καρκίνου βρίσκεται ένα από τα πιο παράξενα αντικείμενα στο γνωστό σύμπαν. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το μικροσκοπικό πτώμα ενός εκλιπόντος άστρου, συμπιεσμένο σε απίστευτες πυκνότητες, περιστρέφεται στον τάφο του 30 φορές το δευτερόλεπτο, εκπέμποντας μια δέσμη ραδιοκυμάτων τα οποία ανιχνεύτηκαν για πρώτη φορά στη γη το 1968. Ονομάζεται πούλσαρ, και περιγράφεται ως ένα περιστρεφόμενο υπόλειμμα σουπερνόβα τόσο συμπιεσμένο ώστε τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια των ατόμων του αρχικού άστρου έχουν συγχωνευτεί για να σχηματίσουν νετρόνια. Οι επιστήμονες λένε ότι αυτό ήταν κάποτε ο τεράστιος πυρήνας ενός άστρου υπεργίγαντα όπως ο Μπετελγκέζ ή ο Ρίγκελ στον Ωρίωνα. Όταν αυτό το άστρο εξερράγη και τα εξωτερικά του στρώματα εκτοξεύτηκαν στο διάστημα, απέμεινε μόνο ο συρρικνωμένος πυρήνας, ένα λαμπερό, λευκοπυρωμένο στερεό κατάλοιπο, του οποίου τα πυρηνικά καύσιμα έχουν εξαντληθεί προ πολλού.

Φανταστείτε να έπαιρνε κάποιος ένα άστρο με μάζα διπλάσια του ήλιου μας και να το συμπίεζε ώστε να γίνει μια σφαίρα με διάμετρο 15 ως 20 χιλιόμετρα! Φανταστείτε να έπαιρνε τον πλανήτη Γη και να τον συμπίεζε ώστε να φτάσει τα 120 μέτρα. Ένα κυβικό εκατοστό αυτής της ύλης θα ζύγιζε πάνω από 1 δισεκατομμύριο τόνους.

Ακόμη και αυτή δεν είναι η τελευταία λέξη στο θέμα της συμπιεσμένης ύλης. Αν συρρικνώναμε τη γη ώσπου να φτάσει στο μέγεθος ενός γυάλινου βόλου, το βαρυτικό πεδίο της γης θα γινόταν τελικά τόσο ισχυρό ώστε ούτε και το φως δεν θα μπορούσε να διαφύγει. Σε αυτό το σημείο η μικροσκοπική γη μας θα φαινόταν να εξαφανίζεται μέσα σε μια λεγόμενη μαύρη τρύπα. Μολονότι οι περισσότεροι αστρονόμοι πιστεύουν ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες, η ύπαρξή τους δεν έχει ακόμη αποδειχτεί, και δεν φαίνεται να είναι τόσο συνηθισμένες όσο πιστευόταν πριν από λίγα χρόνια.

[Πλαίσιο στη σελίδα 10]

Είναι Πραγματικά Αυτά τα Χρώματα;

Οι άνθρωποι που ανιχνεύουν τον ουρανό με ένα μικρό τηλεσκόπιο συνήθως νιώθουν κάποια απογοήτευση όταν εντοπίζουν για πρώτη φορά κάποιο γνωστό γαλαξία ή νεφέλωμα. Πού είναι τα όμορφα χρώματα που έχουν δει στις φωτογραφίες; «Τα χρώματα των γαλαξιών δεν είναι άμεσα ορατά από το ανθρώπινο μάτι, ακόμη και με τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια που υπάρχουν», σημειώνει ο αστρονόμος και επιστημονικός συγγραφέας Τίμοθι Φέρις, «επειδή το φως τους είναι τόσο αχνό ώστε δεν μπορεί να διεγείρει τους χρωματικούς υποδοχείς του αμφιβληστροειδούς». Αυτό έχει οδηγήσει μερικά άτομα στο συμπέρασμα ότι τα όμορφα χρώματα που βλέπουν στις αστρονομικές φωτογραφίες είναι πλαστά, και ότι απλώς έχουν προστεθεί με κάποιον τρόπο στην εμφάνιση. Ωστόσο, δεν έχουν έτσι τα πράγματα. «Τα χρώματα είναι πραγματικά», γράφει ο Φέρις, «και οι φωτογραφίες αντιπροσωπεύουν τις καλύτερες προσπάθειες των αστρονόμων να τα αναπαράγουν επακριβώς».

Στο βιβλίο του Γαλαξίες (Galaxies), ο Φέρις εξηγεί ότι οι φωτογραφίες αχνών μακρινών αντικειμένων, όπως είναι οι γαλαξίες ή τα περισσότερα νεφελώματα, «είναι εκθέσεις μεγάλης διάρκειας που λαβαίνονται σκοπεύοντας με ένα τηλεσκόπιο σε κάποιο γαλαξία και εκθέτοντας μια φωτογραφική πλάκα ίσως και για αρκετές ώρες ενώ το φως των άστρων διαποτίζει το φωτογραφικό γαλάκτωμα. Σε αυτό το χρονικό διάστημα ένας μηχανισμός οδήγησης αντισταθμίζει την περιστροφή της γης και διατηρεί το τηλεσκόπιο εστιασμένο στο γαλαξία, ενώ ο αστρονόμος, ή σε μερικές περιπτώσεις ένα αυτόματο σύστημα κατεύθυνσης, κάνει μικρομετρικές διορθώσεις».

[Διάγραμμα/Εικόνες στη σελίδα 7]

(Για το πλήρως μορφοποιημένο κείμενο, βλέπε έντυπο)

1 Ο αστερισμός του Ωρίωνα, ένα οικείο θέαμα στον ουρανό τον Ιανουάριο σε όλο τον κόσμο

2 Το Νεφέλωμα του Ωρίωνα, μια συναρπαστική κοντινή λήψη του ασαφούς «άστρου»

3 Βαθιά μέσα στο Νεφέλωμα του Ωρίωνα—ένα κοσμικό μαιευτήριο;

[Ευχαριστίες]

#2: Astro Photo - Oakview, CA

#3: C. R. O‘Dell/Rice University/NASA photo

[Εικόνα στη σελίδα 9]

Ο γαλαξίας της Ανδρομέδας, το πιο μακρινό αντικείμενο που είναι ορατό με γυμνό μάτι. Ο ρυθμός περιστροφής του φαίνεται να παραβιάζει το νόμο του Νεύτωνα περί βαρύτητας και εγείρει το ερώτημα αν υπάρχει σκοτεινή ύλη που είναι αόρατη στα τηλεσκόπια

[Ευχαριστίες]

Astro Photo - Oakview, CA

[Εικόνα στη σελίδα 9]

Το Νεφέλωμα του Καρκίνου στον Ταύρο—ένα αστρικό νεκροταφείο;

[Ευχαριστίες]

Bill and Sally Fletcher

[Εικόνες στη σελίδα 10]

Πάνω: Γαλαξίας Τροχός. Ένας μικρότερος γαλαξίας συγκρούστηκε με αυτόν, τον διαπέρασε, και ο μικρότερος γαλαξίας άφησε στο πέρασμά του το γαλάζιο δακτύλιο από δισεκατομμύρια νεοσχηματισμένα άστρα που περιβάλλουν το γαλαξία Τροχό

[Ευχαριστίες]

Kirk Borne (ST Scl), and NASA

Κάτω: Νεφέλωμα Μάτι της Γάτας. Οι επιρροές δύο άστρων που βρίσκονται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο εξηγούν πολύ εύκολα τις περίπλοκες δομές

[Ευχαριστίες]

J. P. Harrington and K. J. Borkowski (University of Maryland), and NASA