Οι λευκοί νάνοι ανακαλύφθηκαν στα μέσα του 19ου αιώνα, όμως η φυσική που διέπει το εσωτερικό τους δεν έγινε γνωστή παρά εξήντα χρόνια αργότερα. Αποτελούν το τέλος της εξέλιξης αστέρων μικρής μάζας και είναι τα αστρικά υπολείμματα για τα οποία έχουμε την καλύτερη κατανόηση καθώς η βαρυτική συμπίεση δεν έχει φτάσει ακόμα σε σημείο που να προκαλεί εξωτικά φαινόμενα, όπως στις περιπτώσεις των αστέρων νετρονίων και των μελανών οπών. Η ακτίνα των λευκών νάνων δεν ξεπερνά κατά πολύ αυτή της Γης, εξού και το όνομα νάνος. Το όνομα λευκός τους δόθηκε εξ αιτίας της μεγάλης επιφανειακής θερμοκρασίας τους που σε μερικές περιπτώσεις μπορεί και να ξεπερνά τους 80.000 Κ.
Παρά τις υψηλές θερμοκρασίες που επικρατούν στο εσωτερικό τους, η πίεση των ιδανικών αερίων δεν είναι αρκετη για να συγκρατήσει τις δυνάμεις βαρύτητας που ασκούν τα εξωτερικά στρώματα του αστεριού. Αποδεικνύεται ότι η πίεση των ηλεκτρονίων είναι αυτή που παρέχει το απαραίτητο αντιστάθμισμα στην βαρύτητα, καθώς αυτά βρίσκονται σε κατάσταση εκφυλισμού εξαιτίας της μεγάλης πυκνότητας της ύλης στο εσωτερικό τους.
Ένα καταρχήν περίεργο φαινόμενο – απόρροια της εκφυλισμένης κατάστασης της ύλης στο εσωτερικό αυτών των αστέρων- είναι ότι όσο η μάζα τους αυξάνει, τόσο μειώνεται ο όγκος τους. Αυτό σημαίνει ότι η πυκνότητά τους επίσης αυξάνει και μετά από κάποια κρίσιμη αστρική μάζα, που αντιστοιχεί σε πυκνότητα τάξης (10^6) gr*cm-3, τα ηλεκτρόνια γίνονται σχετικιστικά(υπακούουν στις αρχές της θεωρίας της σχετικότητας) και χάνουν την ιδιότητά τους να μπορούν να αντισταθμίζουν τις δυνάμεις βαρύτητας. Η κρίσιμη αυτή μάζα που ονομάζεται όριο Chandrasekhar είναι ένα πάνω όριο στις μάζες των λευκών νάνων.
Οι λευκοί νάνοι καταλαμβάνουν το κάτω αριστερά τμήμα του διαγράμματος H-R. Είναι 9 – 10 μεγέθη αμυδρότεροι από τους αστέρες της Κύριας Ακολουθίας που έχουν την ίδια επιφανειακή θερμοκρασία και έτσι ξεχωρίζουν από τους ερυθρούς νάνους που καταλαμβάνουν το κάτω μέρος της Κυρίας Ακολουθίας. Κύριο χαρακτηριστικό των λευκών νάνων είναι ότι στο εσωτερικό τους έχουν σταματήσει όλες οι θερμοπυρηνικές συντήξεις, ενώ η ακτινοβολία τους είναι μια απλή εξωτερίκευση της υψηλής θερμοκρασίας που ήδη υπάρχει στο εσωτερικό τους.
Ένας λευκός νάνος, που όπως προαναφέρθηκε έχει μέγεθος σχεδόν ίδιο με αυτό της Γης, πάλλεται ή αλλιώς «τρέμει» καθώς ενεργειακά κύματα ταξιδεύουν στο εσωτερικό του.. Η εξωτερική επιφάνεια του λευκού νάνου παφλάζει από άκρη σε άκρη, όπως ακριβώς συμβαίνει και στην επιφάνεια της θάλασσας.
Αυτό που ενδιαφέρει άμεσα τους επιστήμονες είναι ο σχηματισμός των παλμών που εκπέμπονται από τον λευκό νάνο. Από το σχήμα, οι ερευνητές μπορούν να κατανοήσουν και να ερμηνεύσουν τον τρόπο με τον οποίο η ατμόσφαιρα του αστέρα συμπεριφέρεται, γεγονός που θα τους οδηγήσει και στην κατανόηση της συμπεριφοράς του εσωτερικού του λευκού νάνου.
Υπάρχουν χιλιάδες λευκοί νάνοι στον γαλαξίας μας, όμως μόλις το 30% εξ αυτών έχει την κατάλληλη φωτεινότητα η οποία επιτρέπει τη μελέτη τους μέσω της αστροσεισμολογίας, η οποία μπορεί να καθορίσει την ηλικία, την θερμοκρασία και την σύσταση του αστέρα από τις ταλαντώσεις της ατμόσφαιράς του.
Το παγκόσμιο δίκτυο τηλεσκοπικής παρατήρησης WET (Whole Earth Telescope), το οποίο διευθύνεται από το Πανεπιστήμιο του Delaware, στρέφει συντονισμένα τα μέσα παρατήρησης που διαθέτει, ώστε να προσφέρει τη σφαιρική κάλυψη ενός αστέρα, ο οποίος βρίσκεται στη διαδικασία της ψύξης. Καθώς η φωτεινότητα του αστεριού μειώνεται στα τελευταία στάδια της ζωής του, οι επιστήμονες ελπίζουν πως το «μοιραίο» γεγονός θα «ρίξει» φως σε σκοτεινές πτυχές του γαλαξίας μας αλλά και του ίδιου μας του πλανήτη.
Ο αστέρας, ο οποίος βρίσκεται στα τελευταία στάδια της αστρικής εξέλιξης, και οδεύει προς τον θάνατο, είναι ο λευκός νάνος WDJ1524-0030 ο οποίος βρίσκεται στον αστερισμό του Όφιούχου (Όφις). Η παρατήρηση του λευκού νάνου ξεκίνησε στις 15 Μαΐου και θα συνεχιστεί μέχρι της 11 Ιουνίου, με το ερευνητικό δίκτυο να έχει στραμμένους τους φακούς του στο βόρειο ημισφαίριο.
Ο λευκός νάνος WDJ1524-0030 βρίσκεται στο 20% των αστέρων του Σύμπαντος, των οποίων η ατμόσφαιρα αποτελείται αποκλειστικά από Ήλιο αντί Υδρογόνου. Η ερευνητική ομάδα ελπίζει πως θα καταφέρει να καθορίσει την χημική σύσταση του αστρικού πυρήνα, δηλαδή αν αποτελείται από Υδρογόνο ή Οξυγόνο.
Η ερευνητική διαδικασία, η οποία θα συνεχιστεί για δύο τουλάχιστον χρόνια, περιλαμβάνει τη μελέτη όλου του φωτογραφικού υλικού, την ανάλυση και ερμηνεία των δεδομένων. Τα συμπεράσματα στη συνέχεια θα εφαρμοστούν και σε άλλους αστέρες συμπεριλαμβανομένου και του Ήλιου, ενώ στα πλάνα των επιστημόνων είναι και η εφαρμογή των συμπερασμάτων και στην περίπτωση της γήινης ατμόσφαιρας, προς βαθύτερη κατανόηση των καιρικών και κλιματικών φαινομένων.
ΑΠΟ: Εύα Κορδαλή..
Παρά τις υψηλές θερμοκρασίες που επικρατούν στο εσωτερικό τους, η πίεση των ιδανικών αερίων δεν είναι αρκετη για να συγκρατήσει τις δυνάμεις βαρύτητας που ασκούν τα εξωτερικά στρώματα του αστεριού. Αποδεικνύεται ότι η πίεση των ηλεκτρονίων είναι αυτή που παρέχει το απαραίτητο αντιστάθμισμα στην βαρύτητα, καθώς αυτά βρίσκονται σε κατάσταση εκφυλισμού εξαιτίας της μεγάλης πυκνότητας της ύλης στο εσωτερικό τους.
Ένα καταρχήν περίεργο φαινόμενο – απόρροια της εκφυλισμένης κατάστασης της ύλης στο εσωτερικό αυτών των αστέρων- είναι ότι όσο η μάζα τους αυξάνει, τόσο μειώνεται ο όγκος τους. Αυτό σημαίνει ότι η πυκνότητά τους επίσης αυξάνει και μετά από κάποια κρίσιμη αστρική μάζα, που αντιστοιχεί σε πυκνότητα τάξης (10^6) gr*cm-3, τα ηλεκτρόνια γίνονται σχετικιστικά(υπακούουν στις αρχές της θεωρίας της σχετικότητας) και χάνουν την ιδιότητά τους να μπορούν να αντισταθμίζουν τις δυνάμεις βαρύτητας. Η κρίσιμη αυτή μάζα που ονομάζεται όριο Chandrasekhar είναι ένα πάνω όριο στις μάζες των λευκών νάνων.
Οι λευκοί νάνοι καταλαμβάνουν το κάτω αριστερά τμήμα του διαγράμματος H-R. Είναι 9 – 10 μεγέθη αμυδρότεροι από τους αστέρες της Κύριας Ακολουθίας που έχουν την ίδια επιφανειακή θερμοκρασία και έτσι ξεχωρίζουν από τους ερυθρούς νάνους που καταλαμβάνουν το κάτω μέρος της Κυρίας Ακολουθίας. Κύριο χαρακτηριστικό των λευκών νάνων είναι ότι στο εσωτερικό τους έχουν σταματήσει όλες οι θερμοπυρηνικές συντήξεις, ενώ η ακτινοβολία τους είναι μια απλή εξωτερίκευση της υψηλής θερμοκρασίας που ήδη υπάρχει στο εσωτερικό τους.
Ένας λευκός νάνος, που όπως προαναφέρθηκε έχει μέγεθος σχεδόν ίδιο με αυτό της Γης, πάλλεται ή αλλιώς «τρέμει» καθώς ενεργειακά κύματα ταξιδεύουν στο εσωτερικό του.. Η εξωτερική επιφάνεια του λευκού νάνου παφλάζει από άκρη σε άκρη, όπως ακριβώς συμβαίνει και στην επιφάνεια της θάλασσας.
Αυτό που ενδιαφέρει άμεσα τους επιστήμονες είναι ο σχηματισμός των παλμών που εκπέμπονται από τον λευκό νάνο. Από το σχήμα, οι ερευνητές μπορούν να κατανοήσουν και να ερμηνεύσουν τον τρόπο με τον οποίο η ατμόσφαιρα του αστέρα συμπεριφέρεται, γεγονός που θα τους οδηγήσει και στην κατανόηση της συμπεριφοράς του εσωτερικού του λευκού νάνου.
Υπάρχουν χιλιάδες λευκοί νάνοι στον γαλαξίας μας, όμως μόλις το 30% εξ αυτών έχει την κατάλληλη φωτεινότητα η οποία επιτρέπει τη μελέτη τους μέσω της αστροσεισμολογίας, η οποία μπορεί να καθορίσει την ηλικία, την θερμοκρασία και την σύσταση του αστέρα από τις ταλαντώσεις της ατμόσφαιράς του.
Το παγκόσμιο δίκτυο τηλεσκοπικής παρατήρησης WET (Whole Earth Telescope), το οποίο διευθύνεται από το Πανεπιστήμιο του Delaware, στρέφει συντονισμένα τα μέσα παρατήρησης που διαθέτει, ώστε να προσφέρει τη σφαιρική κάλυψη ενός αστέρα, ο οποίος βρίσκεται στη διαδικασία της ψύξης. Καθώς η φωτεινότητα του αστεριού μειώνεται στα τελευταία στάδια της ζωής του, οι επιστήμονες ελπίζουν πως το «μοιραίο» γεγονός θα «ρίξει» φως σε σκοτεινές πτυχές του γαλαξίας μας αλλά και του ίδιου μας του πλανήτη.
Ο αστέρας, ο οποίος βρίσκεται στα τελευταία στάδια της αστρικής εξέλιξης, και οδεύει προς τον θάνατο, είναι ο λευκός νάνος WDJ1524-0030 ο οποίος βρίσκεται στον αστερισμό του Όφιούχου (Όφις). Η παρατήρηση του λευκού νάνου ξεκίνησε στις 15 Μαΐου και θα συνεχιστεί μέχρι της 11 Ιουνίου, με το ερευνητικό δίκτυο να έχει στραμμένους τους φακούς του στο βόρειο ημισφαίριο.
Ο λευκός νάνος WDJ1524-0030 βρίσκεται στο 20% των αστέρων του Σύμπαντος, των οποίων η ατμόσφαιρα αποτελείται αποκλειστικά από Ήλιο αντί Υδρογόνου. Η ερευνητική ομάδα ελπίζει πως θα καταφέρει να καθορίσει την χημική σύσταση του αστρικού πυρήνα, δηλαδή αν αποτελείται από Υδρογόνο ή Οξυγόνο.
Η ερευνητική διαδικασία, η οποία θα συνεχιστεί για δύο τουλάχιστον χρόνια, περιλαμβάνει τη μελέτη όλου του φωτογραφικού υλικού, την ανάλυση και ερμηνεία των δεδομένων. Τα συμπεράσματα στη συνέχεια θα εφαρμοστούν και σε άλλους αστέρες συμπεριλαμβανομένου και του Ήλιου, ενώ στα πλάνα των επιστημόνων είναι και η εφαρμογή των συμπερασμάτων και στην περίπτωση της γήινης ατμόσφαιρας, προς βαθύτερη κατανόηση των καιρικών και κλιματικών φαινομένων.
ΑΠΟ: Εύα Κορδαλή..
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου