Αφιέρωμα στα 25 χρόνια από την ανακάλυψη του σουπερνόβα 1987A.

Ενώ οι πρωτόγονοι άνθρωπο της Μέσης Παλαιολιθικής Εποχής κυνηγούσαν τα θηράματα τους και ζούσαν σε σπηλιές στην Αφρική, ένα μακρινό αστέρι με 18-πλάσια μάζα από τον Ήλιο, στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου (LMC), δοκίμασε μια καταστροφική κατάρρευση καθώς έφθασε το τέλος της ζωής του. Καθώς κατέρρεαν τα εξωτερικά στρώματά του κτύπησαν πάνω στον πυκνό πυρήνα του και αναπήδησαν με μια τρομακτική ορμή προς τα πάνω. Η διάλυση του άστρου αυτού συνοδεύτηκε με μία τρομερή έκρηξη σουπερνόβα. Περίπου 160.000 χρόνια αργότερα το φως αυτού του σουπερνόβα, που ταξίδευε με μια ταχύτητα 300 εκατομμύρια μέτρα ανά δευτερόλεπτο, έφθασε τελικά στη Γη για να λάμψει στον ουρανό του Νότιου Ημισφαιρίου στις 24 Φεβρουαρίου 1987.

Το σουπερνόβα SN 1987A στο Νεφέλωμα Ταραντούλα.

Επί 25 χρόνια οι αστρονόμοι μελετούν πολύ προσεκτικά τι συνέβη στο σουπερνόβα SN 1987A, όπως έχει γίνει γνωστό, πριν και μετά την έκρηξη. Μια προσεκτική ανάγνωση του χάρτη του ουρανού προτού το άστρο γίνει σουπερνόβα επέτρεψε να ταυτοποιηθεί το...
αστέρι που εξερράγη – λέγεται Sanduleak (Sk)-69° 202. Το Sk-69° 202 ήταν ένα λαμπρό μπλε υπεργιγάντιο άστρο που βρισκόταν στην άκρη του μεγάλου Νεφελώματος Ταραντούλα, μια γιγάντια περιοχή σχηματισμού νέων άστρων στον γειτονικό γαλαξία LMC. Εδώ τα αστέρια γεννιούνται και πεθαίνουν γρήγορα, ενώ το νεφέλωμα είναι γεμάτο με τις αρχαίες στάχτες των καταλοίπων των σουπερνόβα. Το SN 1987A ήταν απλώς η πιο πρόσφατη προσθήκη στη συλλογή του.

Ένα κολιέ από χάντρες. Συγκεντρώσεις της ύλης σαν δακτυλίδι γύρω από τα συντρίμμια του SN 1987A, που θερμαίνονται από τα κρουστικά κύματα και την εκτοξευόμενη ύλη από το σουπερνόβα πάνω σε αυτές.

Το SN 1987A ήταν εκπληκτικό για διάφορους λόγους. Ήταν η τελευταία σουπερνόβα που έγινε ορατή με γυμνό μάτι στο νυχτερινό ουρανό (για πρώτη φορά εντοπίστηκε από τους αστρονόμους Ian Shelton και Oscar Duhalde στο Παρατηρητήριο Las Campanas στη Χιλή). Ενώ δεν ήταν στον Γαλαξία μας αλλά εξαιρετικά κοντά στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου LMC φάνηκε αρκετά καθαρά. Επιπλέον, η εγγύτητά του μας επέτρεψε να παρακολουθήσουμε την ιστορία του θανάτου ενός γιγάντιου άστρου, τους εξωτερικούς δακτυλίους και να γίνει ο προσδιορισμός του προγονικού άστρου που δημιούργησε το σουπερνόβα, το άστρο Sk -69° 202, όπως και μερικά από τα γεγονότα που οδήγησαν στην καταστροφή του.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble παρακολουθεί την πορεία της επέκτασης του νέφους των συντριμμιών του άστρου από τις αρχές της δεκαετίας του 1990. Το είχε παρακολουθήσει μόλις το φως που εκπέμφθηκε από τη ραδιενεργό διάσπαση των στοιχείων που είχαν αποβληθεί από το σουπερνόβα – κυρίως νικέλιο 56 και κοβάλτιο-56 – σιγά σιγά έσβησε. Εν τω μεταξύ, τα κρουστικά κύματα από την έκρηξη είχαν αρχίσει να βρίσκουν στον δρόμο τους ένα δακτύλιο από τα συντρίμμια πλάτους ενός έτους φωτός, που είχαν εκδιωχθεί μετά τους θυελλώδεις σπασμούς εντός του άστρου χιλιάδες χρόνια προτού αυτό ανατιναχθεί.

Επίσης, έχουν εντοπισθεί από το Hubble πιο αμυδροί και πιο απομακρυσμένοι δακτύλιοι. Τα ωστικά κύματα ανάγκασαν συγκεντρώσεις από πυκνά αέρια να γίνουν ακόμα πυκνότερα στον κύριο δακτύλιο με αποτέλεσμα να φωτοβολήσουν σαν μια «αρμαθιά από μαργαριτάρια» των οποίων το φως ξεθώριαζε συνεχώς. Μέχρι που το 2011 το Hubble παρατήρησε ότι τα συντρίμμια από το SN 1987A έφθασαν σε ένα σημείο μετάβασης. Το ξεθώριασμα τους αντιστράφηκε καθώς ανέλαβε δράση μια νέα πηγή ενέργειας κοντά τους.

Καλλιτεχνική απεικόνιση των δακτυλίων γύρω από το SN 1987A.

Το μεγαλύτερο μέρος του διαστελλόμενου νέφους των συντριμμιών που πετάχτηκαν έξω από το σουπερνόβα συγκρούεται τώρα με τον μεγαλύτερο δακτύλιο τόσο βίαια ώστε να παράγει ακτίνες Χ, οι οποίες με τη σειρά τους διεγείρουν το αέριο στα συντρίμμια με αποτέλεσμα να το κάνουν να λάμπει. Το Παρατηρητήριο Chandra των ακτίνων-Χ της NASA έχει παρατηρήσει αυτές τις ακτίνες Χ, επιβεβαιώνοντας αυτό που συμβαίνει.

Το SN 1987A είναι τώρα ένα αληθινό «κατάλοιπο σουπερνόβα» του Νεφελώματος του Καρκίνου ή Κασσιόπη Α, που δεν φωτίζεται από την έκρηξη του άστρου, αλλά μέσω των διαδικασιών σύγκρουσης μεταξύ των συντριμμιών και του υλικού πέρα ​​από αυτό. Τέτοια κατάλοιπα υπερκαινοφανών είναι εξαιρετικά ενεργές περιοχές: γιατί έχουν βρεθεί να παράγονται από αυτά πολλές κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας.

Ωστόσο, παραμένει ένα μυστήριο. Ένα σουπερνόβα γενικά αφήνει πίσω του, εκεί που ήταν κάποτε ο πυρήνας του άστρου, ένα ταχύτατα περιστρεφόμενο άστρο νετρονίων, ένα πάλσαρ. Ωστόσο, δεν έχουν ακόμη εντοπιστεί τα συνήθη ραδιοκύματα, οι ακτίνες Χ ή ακόμα και οι ακτίνες γάμμα από κανένα πάλσαρ. Γεννήθηκε λοιπόν ένα πάλσαρ κατά την έκρηξη του άστρου του μητρικού άστρου Sk-69° 202; Ή ήταν η έκρηξη σουπερνόβα τόσο καταστροφική που ο πυρήνας του άστρου κατέρρευσε ακόμα περισσότερο και από ένα αστέρι νετρονίων και έτσι δημιούργησε στη θέση του μια μαύρη τρύπα; Είναι πάντως πιθανό ότι το πάλσαρ επισκιάζεται από τη σκόνη και, αν δεν είμαστε σε ευθυγράμμιση με τις ραδιο-δέσμες του, μπορούμε να μην τις βρούμε ποτέ. Αυτό που πλέον είναι γνωστό είναι ότι υπάρχει άφθονη σκόνη για να κρύψει ένα τέτοιο αστέρι νετρονίων.

Μια ευρύτερη άποψη της περιοχής γύρω από το SN 1987A, που δείχνει τον εσωτερικό δακτύλιο και δύο εξωτερικούς δακτυλίους σε σχήμα 8

Το Hubble και το Chandra δεν είναι τα μόνα διαστημικά τηλεσκόπια που κατασκόπευαν το SN 1987A. Το μεγαλύτερο διαστημικό τηλεσκόπιο που πέταξε ποτέ, το Herschel στις υπέρυθρες ακτίνες με το κάτοπτρο των 3,5 μέτρων, έχει επίσης στραφεί προς τα κατάλοιπα. Εκεί που το Hubble και το Chandra παρατηρούν γενικά τα πιο ζεστά, λαμπερά μέρη των συντριμμιών, το Χέρσελ βλέπει ψυχρή σκόνη σε θερμοκρασία -250 βαθμούς Κελσίου στα άκρως υπέρυθρα μήκη κύματος.

Το SN 1987A, αποδεικνύεται ότι ήταν σαν μια βόμβα σκόνης, με τις εκτιμήσεις για τη συνολική ποσότητα σκόνης που εκτοξεύτηκε στο διάστημα, με βάση την υπέρυθρη φωτεινότητα της σκόνης (200 φορές πιο φωτεινή από ό,τι ο Ήλιος στο ίδιο μήκος κύματος του φωτός), να φθάνει σε 200.000 φορές τη μάζα της Γης. Αναμεμιγμένα με τη σκόνη είναι στοιχεία όπως το οξυγόνο, το άζωτο, το θείο, το πυρίτιο, ο άνθρακας και ο σίδηρος. Αυτή η τεράστια ποσότητα της σκόνης ήταν πέρα ​​από κάθε προσδοκία και, αν όλα τα σουπερνόβα εκτόξευαν τόσο πολύ σκόνη, αυτό μας βοηθά να εξηγήσουμε γιατί οι νέοι γαλαξίες που μπορούμε να δούμε στο πρώιμο σύμπαν, που έχουν τόσο υψηλά ποσοστά γεννήσεων και θανάτου άστρων, είναι τόσο σκονισμένα.

Η σκόνη, όμως, δεν είναι κάτι το ενοχλητικό – είναι το υλικό που πηγαίνει στην κατασκευή νέων πλανητών, των δορυφόρων τους ακόμα και της ζωής. Ο σίδηρος στο αίμα σας και το ασβέστιο στα οστά σας προήλθαν από σουπερνόβα σαν το SN 1987A, όπως ως επί το πλείστον το οξυγόνο που αναπνέουμε και ο άνθρακας στα μόρια μας. Ας θυμηθούμε πως τα αστέρια σαν τον ήλιο μας όταν πεθαίνουν μετατρέπονται σε κόκκινους γίγαντες και όχι σε σουπερνόβα, αλλά κι αυτά παράγουν επίσης πολύ σκόνη που περιέχει ορισμένα στοιχεία όπως το οξυγόνο και άνθρακα.

Η γενέτειρα (ή είναι το «νεκροκρέβατο»;) του SN 1987A: το Νεφέλωμα Tarantula στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου. Το κατάλοιπο του υπερκαινοφανούς βρίσκεται στο μέσον δεξιά της εικόνας.

Υπερκαινοφανείς φανερώνονται συνεχώς σε μακρινούς γαλαξίες, αλλά κανείς δεν ξέρει πότε θα πραγματοποιηθεί το επόμενο κοντινό σε μας λαμπρό σουπερνόβα . Όταν θα το δούμε, το SN 1987A μας έχουν προετοιμάσει για το τι να περιμένουμε. Ένας χείμαρρος σωματιδίων νετρίνων είχε φτάσει μαζί με το φως από το SN 1987A και έτσι αν θα δούμε στο μέλλον ένα ανάλογο φαινόμενο θα είναι η πρώτη για μας ένδειξη ότι έγινε κάποια άλλη κοντινή σε μας έκρηξη σουπερνόβα, πριν καν εντοπιστεί στον ουρανό. Είτε έτσι είτε αλλιώς, κατά πάσα πιθανότητα το άστρο έχει ήδη εκραγεί – απλά δεν το ξέρουμε ακόμα.

Πηγή: Astronomy Now
(από physics4u)