Παρασκευή, 3 Απριλίου 2009

Παρατηρήθηκε η μεγαλύτερη έκρηξη σουπερνόβα και η μαύρη τρύπα της!


Επιστήμονες από το ισραηλινό Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann και το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας (Σαν Ντιέγκο) κατάφεραν, για πρώτη φορά, να παρατηρήσουν από την αρχή μέχρι το τέλος μια υπερμεγέθη έκρηξη σουπερνόβα, καθώς και τη δημιουργία της μαύρης τρύπας στο τέλος του φαινομένου.

Έτσι, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να παρακολουθήσουν τι συμβαίνει όταν εκρήγνυται ένα άστρο με μέγεθος 50 φορές μεγαλύτερο από τον ήλιο μας. Ήταν επίσης σε θέση να δουν, στη συνέχεια, το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του άστρου να καταρρέει προς το εσωτερικό του σχηματίζοντας μια μεγάλη μαύρη τρύπα.

Αν και στο παρελθόν οι αστρονόμοι είχαν δει εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων (σούπερνόβα), ακόμα και με γυμνό μάτι, κανείς δεν είχε μέχρι τώρα παρατηρήσει άμεσα και συνεχόμενα μια τεράστια έκρηξη τέτοιου άστρου και των συνεπειών της. Η νέα παρατήρηση, από το δρα Αβισάι Γκαλ-Γιαμ και τον καθηγητή Ντάγκλας Λέοναρντ, έρχεται να ενισχύσει την κυρίαρχη πλέον θεωρία ότι τα άστρα που είναι δεκάδες ή και εκατοντάδες φορές μεγαλύτερα από τον ήλιο μας, μετά την έκρηξή τους, καταλήγουν να μετατραπούν σε μαύρες τρύπες.

Μέχρι τώρα καμία έκρηξη σουπερνόβα, που είχαν κατορθώσει να μετρήσουν οι επιστήμονες, δεν ξεπερνούσε σε μέγεθος μάζας 20 φορές το δικό μας ήλιο. Οι Γκαλ-Γιάμ και Λέοναρντ, χρησιμοποιώντας το επίγειο τηλεσκόπιο Κεκ της Χαβάης και το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, κατάφεραν να εντοπίσουν μια αρκετά μεγαλύτερη έκρηξη ενός άστρου με μάζα 50 - 100 φορές όσο ο ήλιος μας.

Οι διαδοχικές παρατηρήσεις αυτού του άστρου αποκάλυψαν ότι μόνο ένα μικρό τμήμα της μάζας του εκτοξεύτηκε στο διάστημα μετά την έκρηξή του. Το μεγαλύτερο μέρος της ύλης του παρασύρθηκε προς το εσωτερικό του καταρρέοντος πυρήνα του, λόγω της τρομερής βαρυτικής έλξης που δημιουργήθηκε. Οι πιο πρόσφατες παρατηρήσεις δείχνουν ότι το άστρο έχει πια εξαφανιστεί, συνεπώς έγινε μια μαύρη τρύπα, τόσο πυκνή που το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει από αυτήν.

Η μοίρα ενός άστρου προκαθορίζεται ουσιαστικά από το μέγεθός του κατά τη στιγμή της γέννησής του. Άστρα όπως ο ήλιος μας τροφοδοτούνται συνεχώς από τη σύντηξη πυρήνων υδρογόνου, που μετατρέπονται στο στοιχείο ήλιο, σε συνθήκες τρομακτικής θερμοκρασίας και πίεσης στον πυρήνα του άστρου. Επειδή ο πυρήνας του στοιχείου ήλιου είναι κάπως ελαφρύτερος από τη συνολική μάζα των πυρήνων υδρογόνου από τους οποίους προήλθε, σύμφωνα με τη θεωρία σχετικότητας του Αϊνστάιν και τη διάσημη εξίσωση E=MC2, η μάζα που λείπει, εκλύεται ως ενέργεια.

Όταν τα άστρα σαν τον ήλιο μας, "καίνε" όλο το "καύσιμο" του υδρογόνου τους, διαστέλλονται και σβήνουν σχετικά ήσυχα. Όταν όμως το άστρο είναι οκτώ ή περισσότερες φορές μεγαλύτερο από τον ήλιο μας, τότε το τέλος του είναι πολύ πιο?θορυβώδες και θεαματικό. Η πυρηνική σύντηξη συνεχίζεται στον πυρήνα του άστρου, παρά την εξάντληση του υδρογόνου του, παράγοντας βαρύτερα στοιχεία, ώσπου ο πυρήνας του άστρου μετατρέπεται σε σίδηρο. Τότε, λόγω της τρομακτικής πίεσης και θερμότητας στο κέντρο του άστρου, οι πυρήνες σιδήρου διασπώνται στα συστατικά τους πρωτόνια και νετρόνια. Η εξέλιξη αυτή σταδιακά προκαλεί την κατάρρευση του μεγαλύτερου μέρους του άστρου προς το εσωτερικό του, ενώ την ίδια στιγμή η υπόλοιπη μάζα του εκρήγνυται θεαματικά στο διάστημα και είναι η αυτή η λάμψη σουπερνόβα που γίνεται ορατή από τη Γη.

Μια έκρηξη σουπερνόβα απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια μέσα λίγες μέρες από όση θα απελευθερώσει ο ήλιος μας σε όλη τη διάρκεια της ζωής του. Για το λόγο αυτό, η έκρηξη είναι τόσο φωτεινή που, αν και συμβαίνει πολλά έτη φωτός μακριά, μπορεί να γίνει ορατή μέχρι τον πλανήτη μας, ακόμα και στο φως της μέρας.

Την ώρα που το "πυροτέχνημα" του σουπερνόβα φωτίζει το διάστημα, ο πυρήνας του άστρου συνεχίζει να καταρρέει προς το εσωτερικό του. Η βαρύτητα από την κατάρρευση γίνεται τόσο ισχυρή που τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια, από την υπερβολική συμπίεσή τους, σχηματίζουν νετρόνια και ο πυρήνας του άστρου πλέον συρρικνώνεται από μια σφαίρα 10.000 χλμ. σε μια μπάλα μόλις 10 χλμ. Ένα κομμάτι του άστρου αυτού των νετρονίων, μικρό όσο ένα κιβώτιο, ζυγίζει όσο ολόκληρη η Γη!

Όταν όμως το άστρο που εκρήγνυται, είναι 20 φορές ή μεγαλύτερο από τον ήλιο μας, τότε η βαρυτική έλξη είναι τόσο πιο ισχυρή, που το άστρο καταλήγει να μετατραπεί σε μαύρη τρύπα.