ΛΕΥΚΟΙ ΝΑΝΟΙ(ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ)

Eίναι γνωστό καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία ενός σώματος όταν αυτό πυρακτωθεί παρουσιάζει αρχικά χρώμα ερυθρό, στη συνέχεια ανερχόμενη η θερμοκρασία του το χρώμα του γίνεται προοδευτικά λευκότερο μέχρι που φθάνει το κυανόχρωο (λευκοπύρωση). Κατά τον ίδιο τρόπο διαπιστώθηκε ότι και οι αστέρες παρουσιάζουν διάφορα χρώματα τα οποία και είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας τους. Έτσι παρατηρώντας τους αστέρες από τους θερμότερους στους λιγότερο θερμούς χρωματικά παρουσιάζονται ως κυανόλευκοι, λευκοί, λευκοκίτρινοι, κίτρινοι, χρυσοκίτρινοι, ερυθροί και βαθείς ερυθροί. Έτσι αποφασίστηκε οι αστέρες, με γνώμονα ακριβώς αυτή τη χρωματική διαφορά τους, να καταταχθούν σε διαφορετικούς τύπους. Μεγάλη βοήθεια σ΄ αυτό το τρόπο κατάταξης πρόσφερε στους αστρονόμους η φασματοσκοπία με συνέπεια σήμερα οι αστέρες να προσδιορίζονται σε φασματικούς τύπους.
Όλοι σχεδόν οι αστέρες παρουσιάζουν φάσμα απορρόφησης, ενώ πολλοί λίγοι φάσμα εκπομπής. Το φάσμα απορρόφησης αποδεικνύει ότι οι αστέρες του φάσματος αυτού είναι διάπυροι και περιβάλλονται απο ατμόσφαιρα με χαμηλή θερμοκρασία ως προς εκείνη της επιφάνειάς τους. Η ατμόσφαιρά τους προκαλεί απορρόφηση του συνεχούς φάσματος της επιφανείας τους έτσι ώστε αυτό να διακόπτεται από πολλές σκοτεινές γραμμές. Αλλά και το φάσμα εκπομπής με φωτεινές γραμμές που παρουσιάζουν ελάχιστοι αστέρες αποδεικνύει επίσης ότι και αυτοί βρίσκονται σε διάπυρη κατάσταση και ότι περιβάλλονται από ατμόσφαιρα με θερμοκρασία όμως υψηλότερη της επιφανειακής τους.
Επίσης από το φάσμα των αστέρων προκύπτει ότι η "χημική σύνθεση" αυτών είναι ανάλογη αυτής του Ηλίου μας και ακόμη πως τα συχνότερα χημικά στοιχεία που ανιχνεύονται σ΄ αυτούς είναι το υδρογόνο και το ήλιο. Τέλος από το φάσμα τους αλλά και με άλλες μεθόδους είναι δυνατόν να προσδιορισθεί η θερμοκρασία της επιφανείας τους που κυμαίνεται από 50000° μέχρι 3000° Κ.
Αν και το πλήθος των αστέρων είναι μεγάλο εντούτοις οι ποικιλίες των φασμάτων τους δεν είναι πολλές με συνέπεια να μπορούν να καταταγούν όλα τα αστρικά φάσματα και ασφαλώς και όλοι οι παρατηρουμενοι αστέρες σε 12 φασματικούς τύπους οι οποίοι και ονομάζονται κατά σειρά με τα λατινογράμματα Q, W, O, B, A, F, G, K, M, N, R S. Εξ όλων αυτών σημαντικότεροι είναι μόνο οι εξής έξι:

Αστέρας τύπου Β

Αστέρας τύπου Α

Αστέρας τύπου F

Αστέρας τύπου G

Αστέρας τύπου Κ

Αστέρας τύπου Μ 

 

 

Οι θερμότεροι του Ηλίου μας αστέρες αντιστοιχούν στο 54% του συνόλου των παρατηρηθέντων και ανήκουν στους φασματικούς τύπους B, A και F, ενώ όσοι έχουν θερμοκρασία ίση ή μικρότερη της ηλιακής περιορίζονται στο 46% που διαμοιράζονται στους υπόλοιπους φασματικούς τύπους.

• Τον τρόπο αυτό ταξινόμησης των αστέρων σε φασματικούς τύπους διατύπωσε για πρώτη φορά στα τέλη του περασμένου αιώνα ο Εδουάρδος Πίκερινγκ (1846-1919) και οι συνεργάτες του στο αστεροσκοπείο του Χάρβαρντ.

Τα τσιγκούνικα άστρα!

Σ’ αυτά τα άστρα που ονομάζονται λευκοί νάνοι οι πυρηνικές αντιδράσεις έχουν σταματήσει, αυτά όμως ακτινοβολούν εξαιτίας της υψηλής τους θερμοκρασίας. Η λαμπρότητα όμως και η θερμοκρασία τους συνεχώς μειώνονται, καθώς το αστέρι ψύχεται και έρχεται σιγά – σιγά σε θερμική ισορροπία με το περιβάλλον του. Ο χρόνος που παίρνει ένας λευκός νάνος για να κρυώσει είναι μερικές δεκάδες δισεκατομμύρια χρόνια – χρόνος που ξεπερνάει την ηλικία του σύμπαντος!

Ο αστέρας δηλαδή θα μπορούσαμε να πούμε ότι όσο ήταν ερυθρός γίγαντας σπατάλησε με τεράστιους ρυθμούς όλο του το ενεργειακό απόθεμα και τώρα πια, σε αυτήν την φάση έχει μετατραπεί σε Σκρουτζ και ξοδεύει ενέργεια με το σταγονόμετρο. Εδώ όμως πρέπει να τονίσουμε ότι ο αστέρας ως γίγαντας εξελίσσεται ακόμα και εξακολουθεί να παράγει ενέργεια, ενώ ο λευκός νάνος δεν παράγει ενέργεια και φυσικά η αστρική εξέλιξή του έχει σταματήσει.

Η πυκνότητα ενός λευκού νάνου είναι τεράστια. Μπορεί να έχει διαστάσεις σαν αυτές της Γης, αλλά σε ένα τέτοιο όγκο να συγκεντρώνει μάζα σαν τη μισή μάζα του ήλιου ή και περισσότερη, καθώς η πορεία που περιγράψαμε μέχρι εδώ είναι η μοίρα που περιμένει υπό κανονικές συνθήκες αστέρια που έχουν μέχρι και 8 φορές τη μάζα του ήλιου. Αν υποθέσουμε ότι συγκεντρώνει σε διαστάσεις Γης τη μισή μάζα του ήλιου, τότε η πυκνότητά του αγγίζει τα 1 000 000 γραμμάρια ανά τετραγωνικό εκατοστό! ! !
Απο: Εύα Κορδαλή.

ΛΕΥΚΟΙ ΝΑΝΟΙ.

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..