Η επιταχυνση του συμπαντος

Τον Φεβρουαριο του 2018 και επι ενα χρονο η ερευνητικη ομαδα του νομπελιστα Φυσικης Aνταμ Ρις μελετουσε μια ακομη εκρηξη σουπερνοβα τυπου Ια, η οποια παρατηρηθηκε στον γαλαξια NGC 2525 που βρισκεται σε αποσταση 70 εκατομμυριων ετων φωτος προς την κατευθυνση του αστερισμου της Πρυμνης.

Η εκρηξη σουπερνοβα (με κιτρινο βελος) «τυπου Ια», η οποια παρατηρηθηκε στον γαλαξια NGC 2525. (Φωτ. ESA / Hubble)

Στα τελη του περασμενου μηνα η ομαδα του Ρις εδωσε στη δημοσιοτητα τα αποτελεσματα της ερευνας της και μια εξαιρετικη αλληλουχια φωτογραφιων που παρουσιαζει την εξελιξη της φωτεινοτητας της σουπερνοβα, η οποια στο μεγιστο της εφτασε να ειναι πεντε δισεκατομμυρια φορες λαμπροτερη απο τον Ηλιο.

Η ερευνα της ομαδας του Ρις προσπαθει να μελετησει με μεγαλυτερη ακριβεια τη συμπεριφορα των σουπερνοβα αυτου του τυπου κι εξ αυτου να βγαλει καλυτερα συμπερασματα για την υπαρξη της σκοτεινης ενεργειας που κανει το συμπαν να διαστελλεται επιταχυνομενο εδω και δισεκατομμυρια χρονια, αν και μεχρι τα μεσα της δεκαετιας του 1990, θεωρουσαμε οτι με την παροδο του χρονου η διαστολη του συμπαντος θα επρεπε να ελαττωνοταν λογω της βαρυτητας.

Την εποχη εκεινη δυο ερευνητικες ομαδες, το Supernova Cosmology Project με επικεφαλης τον Σολ Περλματερ και η High-Z Supernova Search Team με τους Μπραϊαν Σμιτ και Aνταμ Ρις, στην προσπαθεια τους να υπολογισουν τον ρυθμο της ελαττωσης της διαστολης μελετουσαν ενα ιδιαιτερο ειδος αστρικων εκρηξεων σουπερνοβα «Τυπου Ια» σε απομακρους γαλαξιες. Η μελετη αυτη μας βοηθαει στη μετρηση των πιο απομακρων αστρονομικων αποστασεων, γιατι οι εκρηξεις αυτες εκπεμπουν περισσοτερη ενεργεια απ’ ο,τι δισεκατομμυρια αστρα. Εχουν μαλιστα μελετηθει με τοσο μεγαλη προσοχη, ωστε να ειμαστε σημερα αρκετα βεβαιοι για το απολυτο μεγεθος της φωτεινοτητας που εχουν. Οταν λοιπον βρισκουμε τετοιου ειδους εκρηξεις σε απομακρους γαλαξιες, μπορουμε να μετρησουμε το φαινομενο μεγεθος τους και, συγκρινοντας το με το απολυτο μεγεθος του ειδους τους, να υπολογισουμε και την αποσταση τους απο εμας.

Σε γενικες γραμμες οι σουπερνοβα «Τυπου Ια» αφορουν ασπρους νανους σε διπλα η πολλαπλα συστηματα αστρων, οι οποιοι απορροφουν υλικα απο καποιον συνοδο τους με αποτελεσμα να υπερβουν το οριο ισορροπιας τους, το οποιο ειναι περιπου 1,4 ηλιακες μαζες. Φανταστειτε δηλαδη δυο αστρα σε κοντινη τροχια, εκ των οποιων το ενα εχει μετατραπει σε ασπρο νανο. Με την παροδο εκατομμυριων χρονων οι τροχιες τους θα μικραινουν ολο και περισσοτερο φερνοντας τα δυο αστρα πιο κοντα.

Στο μεταξυ ομως ο συνοδος του ασπρου νανου συνεχιζει να εξελισσεται κανονικα και καποτε θα φτασει στο σταδιο να μετατραπει σε κοκκινο γιγαντα. Τοτε η βαρυτικη δυναμη του ασπρου νανου θα αρχισει να ελκει τα εξωτερικα στρωματα του κοκκινου γιγαντα, σχηματιζοντας ετσι γυρω απο τον νανο ενα δισκο υλικων προσαυξησης, οπως ονομαζεται. Σιγα σιγα τα υλικα του δισκου αυτου ελκονται απο τον νανο και προστιθενται στη μαζα του.

Ετσι, η μαζα του ασπρου νανου αυξανεται σταδιακα και οταν ο πυρηνας του υπερβει τις 1,4 ηλιακες μαζες, ο ασπρος νανος καταρρεει αποτομα, υπερθερμαινοντας το εσωτερικο του στους 10 δισεκατομμυρια βαθμους Κελσιου, με αποτελεσμα την εκρηξη του. Τα υλικα που διασκορπιζονται στο Διαστημα με ταχυτητα 20.000 χιλιομετρων το δευτερολεπτο εμπλουτιζουν τον διαστρικο χωρο με νεοσχηματισμενα βαρεα χημικα στοιχεια. Οι απομακρες αυτες αστρικες εκρηξεις σουπερνοβα χρησιμευουν ως «μοναδες αναφορας» και ενος ειδους κλιμακα αποστασεων.

Ο εντοπισμος των αποστασεων αυτων μας πληροφορει ποιος ειναι ο ρυθμος της διαστολης του συμπαντος σε διαφορετικες χρονικες περιοδους της ιστοριας του, κι ετσι οι μελετες αυτες μας δινουν τη δυνατοτητα να υπολογισουμε κατα ποσον ο ρυθμος της διαστολης αυτης ελαττωνεται η επιταχυνεται με το περασμα του χρονου.

Στα μεσα της δεκαετιας του 1990 λοιπον, οι δυο ανεξαρτητες πολυεθνικες ομαδες ερευνητων που αναφεραμε πιο πανω, στα τρια χρονια παρατηρησεων που εκαναν βρηκαν μονο 42 σουπερνοβα, επειδη τετοιοι αστερες εκρηγνυνται μονο μια φορα καθε 100 χρονια μεσα σε ενα γαλαξια. Και απαξ και συνελεξαν τα δεδομενα, εκαναν μια επαναστατικη ανακαλυψη η οποια εχει εκτοτε επιβεβαιωθει επανειλημμενως: οτι δηλαδη η διαστολη του συμπαντος αντι να ελαττωνεται, οπως νομιζαμε, εχει αρχισει αντιθετα να επιταχυνεται απο τοτε που το συμπαν ειχε το ημισυ περιπου της ηλικιας που εχει σημερα.

Για αυτο ολο και πιο πολλοι κοσμολογοι αντιμετωπιζουν σημερα την επιταχυνση αυτη σαν ενα απωθητικο ειδος «αντιβαρυτητας», που ειναι συνδεδεμενη με την ενεργειακη πυκνοτητα του κενου. Της εχουν μαλιστα δωσει κι ενα ιδιαιτερα ευφανταστο ονομα αποκαλωντας τη «σκοτεινη ενεργεια», η οποια αποτελει σημερα το 69% της υλο-ενεργειας που απαιτειται για να γινει το συμπαν επιπεδο οπως παρατηρειται οτι ειναι.

* Ο Διονυσης Π. Σιμοπουλος ειναι επιτιμος διευθυντης του Ευγενιδειου Πλανηταριου. {πηγη}

Recommended For You