Κοσμικά δαχτυλίδια στον ουρανό

Της Αστροφυσικού Ελένης Χατζηχρήστου

Τα γαλαξιακά δακτυλίδια στο Σύμπαν, που συμβολίζουν τον εναγκαλισμό εκατομμυρίων Άστρων σε μια κοσμική συνύπαρξη με απρόβλεπτες συνέπειες, δεν είναι σπάνια θέαμα για τα γήινα τηλεσκόπια. Πρόσφατα δόθηκε στη δημοσιότητα από επιστήμονες του Space Telescope Science Institute μια εικόνα που απεικονίζει το γαλαξιακό δίδυμο Arp 147, το οποίο αποτελείται από έναν σπειροειδή και έναν ελλειπτικό γαλαξία. Οι δύο γαλαξίες συγκρούστηκαν σχετικά πρόσφατα και από τον εναγκαλισμό τους προέκυψε ένα κοσμικό δακτυλίδι γύρω από τον σπειροειδή. Τα πετράδια του δακτυλιδιού αποτελούν αναρίθμητα νεογέννητα άστρα που γεννήθηκαν από τη βίαιη συμπίεση του αερίου των δύο γαλαξιών. Αυτά ζουν μόλις μερικά εκατομμύρια χρόνια και κατόπιν εκρήγνυνται ως υπερκαινοφανείς αφήνοντας πίσω τους υπέρπυκνα άστρα νετρονίων ή μελανές οπές. Αυτά με τη σειρά τους αποψιλώνουν κάποιο συνοδό άστρο σιγά-σιγά από τη μάζα του, λόγω της τεράστιας έλξης που του ασκούν. Η μάζα του συνοδού άστρου σχηματίζει γύρω από τη μελανή οπή ένα δίσκο προσαύξησης όπου υπερθερμαίνεται προκαλώντας την εκπομπή ενεργητικών ακτίνων Χ. Είναι αυτές ακριβώς οι πηγές που κατέγραψε το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra. Πρόκειται για εννέα «σημειακές» συμπαγείς πηγές φωτός, που είναι τόσο λαμπρές ώστε η μάζα καθεμιάς υπολογίζεται σε 10-20 ηλιακές μάζες. Δύο ακόμη διαστημικά τηλεσκόπια της NASA, τα Spitzer ευαίσθητο στο υπέρυθρο και GALEX (GALaxy Evolution eXplorer) ευαίσθητο στα υπεριώδη μήκη κύματος, βοήθησαν στον υπολογισμό του ρυθμού γέννησης άστρων στο δακτυλίδι. Και ενώ αυτά συμβαίνουν γύρω από τον σπειροειδή γαλαξία του Arp 147, ο ελλειπτικός γαλαξίας του συμπλέγματος περιλαμβάνει κυρίως γηραιά «κόκκινα» άστρα που λάμπουν στα υπέρυθρα μήκη κύματος. Παρ' όλα αυτά,  στο κέντρο αυτού του γαλαξία το Chandra ανακάλυψε μια ακόμη συμπαγή πηγή ακτίνων Χ. Μάλλον πρόκειται για υπερμεγέθη μελανή οπή που δημιουργήθηκε από το βίαιο εναγκαλισμό των δύο γαλαξιών και υποσιτίζεται με ότι αέριο έχει απομείνει. Η απόσταση του γαλαξιακού ζεύγους υπολογίζεται στα 430 εκατομμύρια έτη φωτός, κάτι που οδηγεί τους αστρονόμους στο συμπέρασμα ότι τα γήινα τηλεσκόπια βλέπουν σήμερα αυτά που συνέβησαν στον Arp 147 πριν 15 εκατομμύρια χρόνια.

Εικ.1: Σύνθετη εικόνα του γαλαξιακού ζεύγους Arp147, από παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων Χ Chandra (με ροζ) και του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble (με κόκκινο, πράσινο και μπλε). Η εικόνα δημιουργήθηκε από επιστήμονες του Space Telescope Science Institute (Credt: STScI/NASA/HST/Chandra).   

Ένα ακόμη εντυπωσιακό κοσμικό δακτυλίδι δημιουργεί την ψευδαίσθηση μιας ρόδας γύρω από τον ομώνυμο γαλαξία «Ρόδα» (Cartwheel). Είναι προφανώς αποτέλεσμα μιας βίαιης σύγκρουσης που συνέβη πριν αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, με κάποιον από τους μικρότερους συνοδούς του γαλαξίες. Οι επιστήμονες πιθανολογούν ότι ο μικρότερος γαλαξίας διαπέρασε το κέντρο του αφήνοντας πίσω του κύματα συμπίεσης του αερίου, που διαστέλλονταν σχηματίζοντας ένα κοσμικό δακτυλίδι γύρω από τον γαλαξία Ρόδα. Από την συμπίεση γεννήθηκαν στη συνέχεια εκατομμύρια φωτεινά άστρα που κοσμούν το δακτυλίδι, που τώρα πια έχει διάμετρο μεγαλύτερη από εκείνη του Γαλαξία μας. Τα μεγαλύτερα απ' αυτά τα άστρα δεν ζουν πολύ και πεθαίνουν με εκρηκτικό τρόπο αφήνοντας πίσω τους άστρα νετρονίων ή μελανές οπές . Καθώς αυτές απομυζούν μάζα από τα κοντινά τους άστρα λάμπουν στις ακτίνες Χ σαν συμπαγείς λευκές πηγές φωτός πάνω στην περίμετρο του δακτυλιδιού, Πράγματι, τα τηλεσκόπια ακτίνων Χ βρίσκουν έναν ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό σημειακών πηγών σε αυτό το κοσμικό δακτυλίδι, υποδεικνύοντας την ύπαρξη ήδη πολλών μελανών οπών.

Εικ.2: Εικόνα του γαλαξία «Ρόδα» (Cartwheel) που προέρχεται από τη σύνθεση των δεδομένων τεσσάρων διαστημικών τηλεσκοπίων: ακτίνων Χ Chandra, υπεριώδους GALEX (GALaxy Evolution eXplorer), ορατού HST (Hubble Space Telescope) και υπερύθρου Spitzer (Credit: NASA/JPL/Caltech/P.Appleton et al., NASA/CXC/A.Wolter & G.Trinchieri et al.). 

Οι συγκρουόμενοι γαλαξίες «Κεραίες» (Antennae) είναι γνωστοί στους αστρονόμους εδώ και πολλά χρόνια. Όμως πάντα εμπνέουν εκπληκτικές φωτογραφίες με τηλεσκόπια κάθε μήκους κύματος. Το ζεύγος γαλαξιών βρίσκεται σε απόσταση 62 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη και είναι σε προχωρημένο στάδιο εναγκαλισμού. Οι δυνάμεις παλίρροιας που εξασκούν οι δύο γαλαξίες, ο ένας στον άλλον λόγω βαρύτητας, έχουν δημιουργήσει δύο βραχίονες που εκτείνονται σε τεράστιες αποστάσεις, προσδίδοντας στο σύστημα τη χαρακτηριστική του όψη και όνομα. Ανάμεσά στους γαλαξίες έχει σχηματιστεί μια γέφυρα υλικού, συμπιεσμένων αερίων και νεογέννητων λαμπρών άστρων. Αυτά τα άστρα στο τέλος της σύντομης ζωής τους θα εκραγούν σαν υπερκαινοφανείς, εμπλουτίζοντας τον διαγαλαξιακό χώρο με οξυγόνο, πυρίτιο, σίδηρο και άλλα βαρύτερα στοιχεία που θα ενσωματωθούν στην επόμενη γενιά άστρων. Από την προοπτική του γήινου παρατηρητή η γέφυρα υλικού μοιάζει με ένα κοσμικό δακτυλίδι, σύμβολο της ένωσης των δύο γαλαξιών και της συγχώνευσης που επίκειται.

Εικ.3: Σύνθετη εικόνα των γαλαξιών «Κεραίες» (Antennae) από δεδομένα των Μεγάλων Διαστημικών Τηλεσκοπίων (Great Observatories) της NASA: ακτίνων Χ Chandra (μπλε), ορατού Hubble (χρυσό και καφέ) και υπερύθρου Spitzer (κόκκινο). (Credit: NASA/HST/Chandra).

ΠΗΓΗ: http://astro.pblogs.gr/