Τι είναι τα Κβάζαρς; [+ΒΙΝΤΕΟ] – quasi-stellar objects (αστρόμορφα αντικείμενα)] (του Κ.Οικονόμου)

Τι είναι τα Κβάζαρς; [ΒΙΝΤΕΟ] – quasi-stellar objects (αστρόμορφα αντικείμενα)]

Του Κωνσταντίνου Αθ. Οικονόμου

Τα κβάζαρ θεωρούνται μια ακραία μορφή υπερδραστήριων γαλαξιών, που αντλούν το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας τους από τους πυρήνες μέσα στους οποίους βρίσκονται.Φαινομενικά μοιάζουν με άστρα, όμως ούτε άστρα ούτε γαλαξίες θα μπορούσαν να παράγουν τόση ενέργεια, ώστε να φαίνονται από τη Γη και από τόσο μεγάλες αποστάσεις. Επειδή δεν έχουν παρατηρηθεί στη “γειτονιά” μας, φαίνεται πως η ύπαρξή τους πρέπει να συνδέεται με κάποιο αρχικό επεισόδιο της ιστορίας του Σύμπαντος. Τα απόκοσμα αυτά ουράνια αντικείμενα εκπέμπουν ενέργεια χιλίων γαλαξιών(!) από ένα χώρο, που δεν είναι μεγαλύτερος από το Ηλιακό μας Σύστημα(!!), ενώ καθένα απ’ αυτά ίσως να είναι το ενεργό κέντρο, απόμακρων στο χώρο και στο χρόνο πρωτογενών γαλαξιών. Από τα τηλεσκόπια μοιάζουν απλώς με άστρα, των οποίων η απίστευτη ταχύτητα απομάκρυνσής τους βοήθησε τους επιστήμονες να διαλευκάνουν το μυστήριό τους.

ΡΑΔΙΟΤΗΛΕΣΚΟΠΙΑ: Μέχρι το 1930, οι μόνες πληροφορίες που είχαμε από το Σύμπαν περιορίζονταν στο ορατό τμήματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Τότε γεννήθηκε ένα νέο μέσο κατόπτευσης του Διαστήματος, το ραδιοτηλεσκόπιο, με το οποίο “βλέπουμε” το Σύμπαν και σε μήκη κύματος, μέχρι τότε αόρατα.Ο αστρονόμος Άλαν Σάντατζ του Αστεροσκοπείου Χέιλ ανακάλυψε το 1960 ένα ιδιαίτερα λαμπερό άστρο. Μέχρι τότε ήταν γνωστό ότι τα συνηθισμένα άστρα είναι αδύνατον να εκπέμψουν τόσο ισχυρά ραδιοκύματα σε τόσο μεγάλες αποστάσεις.

ΤΑ ΜΥΣΤΗΡΙΑ ΤΩΝ ΟΥΡΑΝΩΝ: Επιπλέον το φάσμα αυτού του «άστρου» περιελάμβανε ασυνήθιστες φασματικές γραμμές. Το μυστήριο μεγάλωσε περισσότερο το 1962 με την ανακάλυψη ενός άλλου άστρου, του 3C273. Το 1963 ο Μάρτεν Σμιντ του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνια, στην προσπάθειά του να αναλύσει το φάσμα του 3C273, συνειδητοποίησε ότι τέσσερεις από τις λαμπρότερες φασματικές γραμμές του είχαν τις ίδιες αποστάσεις μεταξύ τους με τέσσερεις φασματικές γραμμές του υδρογόνου, με τη βασική διαφορά ότι ήσαν τοποθετημένες αρκετά μακριά από τη συνηθισμένη τους θέση στο φάσμα, μετατοπισμένες προς το ερυθρό τμήμα. Εάν λοιπόν οι γραμμές αυτές ανήκαν πράγματι στο υδρογόνο, τότε σύμφωνα με το Νόμο του Χαμπλ, το 3C273 δεν θα μπορούσε να είναι ένα συνηθισμένο άστρο στο δικό μας Γαλαξία. Ο Νόμος του Χαμπλ, λέει: “η απόσταση ενός γαλαξία από τη Γη σχετίζεται με την ταχύτητα απομάκρυνσής του από μας” και αποτελεί συνέπεια της διαστολής του Σύμπαντος. Όταν δηλαδή παρατηρούμε μακρινούς γαλαξίες, όπως έχουμε ξαναγράψει, ουσιαστικά κοιτάζουμε στο πολύ μακρινό παρελθόν, που σημαίνει ότι οι γαλαξίες εμφανίζονται σε μας όπως ήσαν πριν από πολλά εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια χρόνια. Ακόμη, όσο μακρύτερα βρίσκεται ένας γαλαξίας τόσο γρηγορότερα απομακρύνεται από μας. Επειδή οι γαλαξίες απομακρύνονται από τη Γη το φάσμα του φωτός που εκπέμπουν παρουσιάζει μετατόπιση φασματικών γραμμών προς το ερυθρό τμήμα του φάσματος. Επειδή λοιπόν η ραδιοπηγή 3C273 είχε μια μεγάλη μετατόπιση των φασματικών της γραμμών οι αστρονόμοι συμπέραναν ότι το αντικείμενο αυτό απομακρύνεται από τη Γη με ιλιγγιώδη ταχύτητα. Η μεγάλη όμως ταχύτητα απομάκρυνσης υποδηλώνει επίσης και μια πολύ μεγάλη απόσταση. Η απόσταση μπορεί να υπολογιστεί με βάση το Νόμο του Χαμπλ: “η απόσταση είναι ίση με την ταχύτητα απομάκρυνσης διαιρούμενη με μια σταθερή τιμή” [σταθερά του Χαμπλ]. Στην περίπτωση του 3C273 η μετατόπιση των φασματικών γραμμών έδειχνε ότι η ταχύτητα απομάκρυνσής του φτάνει τα 45.000 km/s, πράγμα που σημαίνει ότι το αντικείμενο πρέπει να βρίσκεται σε απόσταση τριών δισεκατομμυρίων ε.φ. Τα ασυνήθιστα χαρακτηριστικά αυτών των αντικειμένων προκάλεσαν σωρεία ερωτημάτων στους αστρονόμους κι επειδή, παρόλο που δεν ήσαν άστρα αλλά έμοιαζαν με άστρα, ονομάστηκαν quasi-stellar objects (αστρόμορφα αντικείμενα) και για συντομία quasar (κβάζαρ). Μέχρι την ανακάλυψη των κβάζαρ τα μεγαλύτερα και φωτεινότερα ουράνια σώματα στο Σύμπαν ήταν οι γαλαξίες. Όμως, ένα κβάζαρ είναι 1.000 φορές λαμπρότερο από έναν ολόκληρο γαλαξία 100 δισεκατομμυρίων άστρων! Οι μεγάλες λοιπόν αποστάσεις των κβάζαρ σε συνδυασμό με την τεράστια ποσότητα ενέργειας που εξέπεμπαν είχαν προβληματίσει σοβαρά τους αστρονόμους. Το κβάζαρ 3C273, αναγνωρίστηκε σε παλιές φωτογραφίες του νυχτερινού ουρανού (από το 1877). Μελετώντας και συγκρίνοντας τις φωτογραφίες, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν σημαντικές αυξομειώσεις στη φωτεινότητα των κβάζαρ, γεγονός που μεγάλωσε περισσότερο το μυστήριο γύρω από την ταυτότητά τους. Παρατηρήσεις του κβάζαρ 3C273 στη διάρκεια ενός έτους (1988) έδειξαν ότι το αινιγματικό αυτό αντικείμενο παρουσίαζε μια βίαιη δραστηριότητα τεσσάρων μηνών με αύξηση της φωτεινότητάς του κατά 50%. Η ταχύτερη μάλιστα αυξομείωση συνέβη στη διάρκεια μίας μόνον ημέρας. Φωτογραφίες ενός άλλου κβάζαρ, [3C279], δείχνουν ότι αυτό αύξησε τη φωτεινότητά του τόσο πολύ, ώστε στο μέγιστο της δραστηριότητάς του έλαμπε με φωτεινότητα 10.000 φορές μεγαλύτερη από τη φωτεινότητα του γαλαξία της Ανδρομέδας. Και όμως το μέγεθός του δεν είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος του Ηλιακού μας Συστήματος!

ΓΑΛΑΞΙΕΣ ΚΑΙ ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ: Πενήντα εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας βρίσκεται ο γιγάντιος ελλειπτικός γαλαξίας Μ-87, του οποίου ο πυρήνας αποτελείται από ένα πυκνό μείγμα άστρων και υπερθερμασμένων αερίων. Πρόκειται για ηλεκτρόνια που επιταχύνονται σπειροειδώς μέσα σε ισχυρά μαγνητικά πεδία, με αποτέλεσμα την εκτόξευση ενός τεράστιου πίδακα λευκής απόχρωσης. Οι μέχρι σήμερα έρευνες μάς οδηγούν στο συμπέρασμα ότι το φαινόμενο ίσως είναι αποτέλεσμα μιας αλυσιδωτής καταστροφής εκατομμυρίων άστρων στον πυρήνα του γαλαξία. Όμως, μια τέτοια καταστροφή μπορεί να εξηγηθεί μόνο από την ύπαρξη μιας τεράστιας κεντρικής μαύρης τρύπας, που καταβροχθίζει το κέντρο παρόμοιων γαλαξιών. Όντως, η μαύρη τρύπα του Μ-87 υπολογίζεται ότι περιέχει υλικά δισεκατομμυρίων άστρων!! Οι περισσότεροι αστρονόμοι συμφωνούν στο ότι τα αστρόμορφα αυτά ουράνια αντικείμενα, τα Κβάζαρς, βρίσκονται στον πυρήνα πολύ μακρινών γαλαξιών και ότι έχουν άμεση σχέση με τις μαύρες τρύπες. Τα υλικά που αιχμαλωτίζονται από τις μαύρες τρύπες δημιουργούν βαρυτική ενέργεια, που στη συνέχεια ενεργοποιεί τα κβάζαρ. Έτσι τα κβάζαρ μπορούν να θεωρηθούν ως μια ακραία μορφή πολύ δραστήριων γαλαξιών, που αντλούν το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας τους από τους πυρήνες μέσα στους οποίους βρίσκονται. Στο Υπερσμήνος της Παρθένου βρίσκεται ο πιο θεαματικός γαλαξίας. Ο γιγάντιος ελλειπτικός Παρθένος. Είναι πέντε φορές μεγαλύτερος από ένα συνηθισμένο γαλαξία, αποτελούμενος από ένα τρισεκατομμύριο άστρα(!), ενώ έχει περισσότερα από 1.000 σφαιρωτά σμήνη. Είναι μια από τις ισχυρότερες πηγές ραδιοακτινοβολιών και ακτίνων Χ, ενώ στο πλάι του ένας πίδακας πλάσματος, [πυρήνων χωρίς ηλεκτρόνια], προβάλλει σαν δάχτυλο από τον πυρήνα του. Πριν από 15.000 χρόνια ο πίδακας εκτοξεύτηκε με ταχύτητα κοντά σ’ αυτή του φωτός [σαν αστραπή]. Το πλάσμα, πρέπει να προέρχεται από υλικά που αποβλήθηκαν από καταρρέοντα άστρα, καθώς αυτά έπεφταν στην άβυσσο μιας μαύρης τρύπας. Συμπερασματικά, η ταύτιση των κβάζαρ με την ύπαρξη μιας μαύρης τρύπας στον πυρήνα των γαλαξιών που τα φιλοξενεί μπορεί να εξηγήσει την προέλευση της ενέργειάς τους, αλλά αφήνει αναπάντητο το ερώτημα της γέννησής τους. Το μόνο σίγουρο είναι ότι οι διαδικασίες που προκάλεσαν τη γέννηση των κβάζαρ ήσαν πολύ πιο έντονες στα πρώτα στάδια της εξέλιξης του Σύμπαντος. Έτσι, για την Αστρονομία, τα κβάζαρ άρχισαν να δημιουργούνται ξαφνικά πριν από 13 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια, ενώ μετά από 4 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια, η διαδικασία άρχισε να εξασθενεί.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ:

Δ. Σιμόπουλος, Η Γέννηση των Άστρων, Ερευνητές, 1996

Ο Θάνατος των Άστρων, Ερευνητές, 1997

Πλανήτες και Δορυφόροι, Ερευνητές, 1999

Στη Γειτονιά της Γης, Ερευνητές, 2001

Η Αποκάλυψη των Γαλαξιών, Ερευνητές, 2003

www.scribd.com/oikonomoukon

ΚΑΙ ΤΟ ΒΙΝΤΕΟ:

 youtube.com/watch?v=-jhMHkg34-w&list=PLBIjTiUGfNYCktyr6zCvMoQmt3aMiXehy&index=26