Ανακύκλωση, το τελευταίο μέλημα των άστρων πριν πεθάνουν

Ένα διαχρονικό μυστήριο σχετικά με το πώς τα άστρα που πεθαίνουν «ξερνούν» τα… δομικά υλικά δημιουργίας των μελλοντικών πλανητών, βρήκε τελικώς τη λύση του. Αυτό αναφέρουν ερευνητές αυστραλιανών και ευρωπαϊκών πανεπιστημίων με επικεφαλής ειδικούς του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ μέσω δημοσίευσής τους στην επιθεώρηση «Nature».

Παρότι είναι γνωστό πως άστρα όπως ο Ήλιος εκτοξεύουν το μεγαλύτερο μέρος των υλικών που αποτελούν τη μάζα τους στην τελευταία φάση της ζωής τους, παρέμενε ασαφές πώς ακριβώς διασκορπίζεται αυτή η αστερόσκονη.

Κόκκοι με διάμετρο ενός εκατομμυριοστού του μέτρου

Οι ερευνητές εντόπισαν κόκκους σκόνης με διάμετρο σχεδόν ενός εκατομμυριοστού του μέτρου – το μέγεθος αυτό είναι αρκετό ώστε να εκτοξευθεί η σκόνη με «βοηθό» το φως του άστρου που πεθαίνει.

Προκειμένου να καταλήξουν στα συμπεράσματά τους οι επιστήμονες μελέτησαν τρεις κόκκινους γίγαντες – πρόκειται για άστρα που ήταν κάποτε όπως είναι σήμερα ο δικός μας ήλιος αλλά τα οποία έχουν εξαντλήσει τα αποθέματα υδρογόνου τους και έχουν λάβει γιγάντιες διαστάσεις.

Κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας που αποτελεί μια ακραία περίπτωση του είδους των ηλιακών ανέμων που βιώνει και ο ήλιος μας, αυτά τα άστρα εκτοξεύουν το μεγαλύτερο μέρος της μάζας τους σε μορφή αερίων και κόκκων μεταλλικών στοιχείων καθώς μετατρέπονται σε λευκούς νάνους.

Όπως εξήγησε ο επικεφαλής της μελέτης Μπάρναμπι Νόρις στο βρετανικό ειδησεογραφικό πρακτορείο BBC «τα άστρα αποτελούν τους μεγάλους ανακυκλωτές των γαλαξιών καθώς το υλικό που εκλύουν αποτελεί τη βάση για τη δημιουργία της νέας γενιάς άστρων και πλανητών».

Ανάλυση με υπολογιστικά μοντέλα

Αυτό που προκαλούσε σύγχυση στους αστρονόμους ως σήμερα ήταν το πώς ακριβώς εκλύεται αυτό το υλικό. Τα μέχρι σήμερα υπολογιστικά μοντέλα μαρτυρούσαν ότι τα σωματίδια που εκτοξεύονται από τα άστρα πρέπει να είναι τόσο μικρά ώστε απλώς να απορροφούν το φως που υπάρχει γύρω τους και να θερμαίνονται σημαντικά.

Προσπαθώντας να ρίξουν μια καλή ματιά στη σκόνη που περιέβαλλε τους τρεις κόκκινους γίγαντες ο κύριος Νόρις και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο VLT (Very Large Telescope) που βρίσκεται στη Χιλή εφαρμόζοντας μια τεχνική που ονομάζεται πολωσιμετρική συμβολομετρία.

Το φως που εκπέμπουν τα τρία άστρα, όπως και αυτό του ήλιου μας, δεν είναι πολωμένο – τα κύματά του έχουν τυχαία κατεύθυνση. Όταν όμως το φως πέφτει στη σκόνη που περιβάλλει τα άστρα αντανακλάται συνήθως προς τη Γη – αποκτά δηλαδή συγκεκριμένη κατεύθυνση και γίνεται πολωμένο.

Η ερευνητική ομάδα μπλόκαρε ένα μέρος του φωτός του VLT ώστε να πάρει εικόνες των τριών άστρων σε διαφορετικές πολώσεις και τις ανέλυσε συγκρίνοντάς τες μεταξύ τους. Με αυτόν τον τρόπο οι επιστήμονες μπόρεσαν να ξεχωρίσουν μακρινά αντικείμενα τα οποία απέχουν ελάχιστα μεταξύ τους στον ουρανό. «Είναι σαν κάποιος να βρίσκεται στο Σίδνεϊ και να μπορεί όχι μόνο να δει μια κούπα καφέ που βρίσκεται επάνω σε ένα γραφείο στη Μελβούρνη αλλά να μετρήσει και το μέγεθός της» εξήγησε ο κύριος Νόρις.

Αναθεώρηση των προηγούμενων μοντέλων

Έτσι τελικώς οι επιστήμονες είδαν ότι η σφαίρα της σκόνης γύρω από τους κόκκινους νάνους ήταν μικρότερη από αυτή που ανέφεραν τα περισσότερα μοντέλα.

Με δεδομένο ότι οι κόκκοι της σκόνης διαχέουν το φως διαφορετικά ανάλογα με το χρώμα του φωτός που εκπέμπεται σε αυτές, η ερευνητική ομάδα ήταν σε θέση να αναλύσει τα στοιχεία και να προσδιορίσει ένα μέσο μέγεθος των κόκκων: όπως προέκυψε, η διάμετρός του καθενός δεν ήταν πολύ μεγαλύτερη από μισό εκατομμυριοστό του μέτρου.

Το μέγεθος αυτό είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό που πίστευαν ως σήμερα οι ειδικοί. Είναι μάλιστα τόσο μεγάλο ώστε να λύσει το μυστήριο σχετικά με το πώς εκτοξεύεται η σκόνη. «Οι κόκκοι της σκόνης μοιάζουν με μικρά ιστιοφόρα που ακολουθούν τον άνεμο, ή για την ακρίβεια στην περίπτωσή μας το φως που εκπέμπουν τα άστρα» σημείωσε ο επικεφαλής της μελέτης και κατέληξε λέγοντας ότι «ο μηχανισμός μέσω του οποίου τα υλικά εκτοξεύονται από αυτά τα άστρα αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της αστρονομίας και η απάντηση σε αυτό θα αλλάξει την κατανόησή μας σχετικά με το πώς τα βαρέα στοιχεία διασπείρονται στον γαλαξία. Η μελέτη μας είναι μόνο ένα μικρό κομμάτι αυτού του παζλ».

από Βήμα Science