Σούπερ κοσμική «γέφυρα», First "Cosmic Bridge" Connecting Galaxies Discovered!

Το διαστημικό παρατηρητήριο Planck του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος εντόπισε μια κοσμική γέφυρα η οποία ενώνει δύο γειτονικά σμήνη γαλαξιών. Πρόκειται για ένα νέφος καυτού αερίου που ενώνει τα γαλαξιακά σμήνη Abell 399 (στο κάτω μέρος της εικόνας) και Abell 401 (επάνω αριστερά). Τα δύο σμήνη βρίσκονται σε απόσταση ενός δισ. ετών φωτός από τη Γη. Η κοσμική «γέφυρα» εκτείνεται σε μήκος 10 εκατομμυρίων ετών φωτός.

Η εικόνα δείχνει τα δύο σμήνη γαλαξιών, όπως φαίνονται στα οπτικά μήκη κύματος με τα επίγεια τηλεσκόπια και αποτυπώνει ταυτόχρονα (με το πορτοκαλί χρώμα) το φαινόμενο Sunyaev-Zel’dovich όπως ανιχνεύεται από το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck.

Illustration explaining how the Sunyaev-Zel'dovich effect arises due to an intervening galaxy cluster between the Cosmic Microwave Background and an observer. Credit: ESA/Planck Collaboration

Το φαινόμενο Sunyaev–Zel’dovich (SZ) είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας και φωτονίων μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου , διαμέσου της αντίστροφης σκέδασης Compton.

Στην συνήθη σκέδαση Compton ένα φωτόνιο σκεδάζεται από ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο, με αποτέλεσμα την μείωση της ενέργειάς του (και αύξηση του μήκους κύματός του). Αντίθετα, στην αντίστροφη σκέδαση Compton τα μικρής ενέργειας φωτόνια της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου μετά από την σύγκρουσή τους με τα υψηλής ενέργειας σχετικιστικά ηλεκτρόνια, αυξάνουν την ενέργειά τους (και μειώνουν το μήκος κύματός τους). Αυτά τα φωτόνια «βλέπει» το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck (το προτοκαλί χρώμα), το οποίο άλλωστε σχεδιάστηκε για να εντοπίσει τις ανισοτροπίες που παρουσιάζει η μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου.

Planck has discovered a bridge of hot gas that connects galaxy clusters Abell 399 (lower centre) and Abell 401 (top left). The galaxy pair is located about a billion light-years from Earth, and the gas bridge extends approximately 10 million light-years between them. The image shows the two galaxy clusters as seen at optical wavelengths with ground-based telescopes and through the Sunyaev-Zel'dovich effect (in orange) with ESA's Planck satellite. Credits: Sunyaev–Zel’dovich effect: ESA Planck Collaboration; optical image: STScI Digitized Sky Survey

«Είδαμε» τον Μακεμάκε! Dwarf planet Makemake examined for the first time

Καλλιτεχνική απεικόνιση του Μακεμάκε. This artist’s impression shows the surface of the distant dwarf planet Makemake. This dwarf planet is about two thirds of the size of Pluto, and travels around the Sun in a distant path that lies beyond that of Pluto, but closer to the Sun than Eris, the most massive known dwarf planet in the Solar System. Credit: ESO/L. Calçada/Nick Risinger (skysurvey.org)

Οι περισσότεροι πιθανότατα δεν έχετε ακούσει τίποτε για αυτόν, όμως ο Μακεμάκε, εκτός από θεός της γονιμότητας των ιθαγενών των Νησιών του Πάσχα, είναι επίσης ένας από τους πλανήτες-νάνους που περιφέρονται γύρω από τον ήλιο μας. Αν και γνωρίζαμε ότι είναι γείτονας του Πλούτωνα και υποθέταμε ότι έχει πολλά κοινά στοιχεία με τον πρώην πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος, κανένα γήινο μάτι δεν είχε ως τώρα «δει» τον Μακεμάκε. Μια ομάδα ερευνητών κατόρθωσε επιτέλους να τον «συλλάβει» σε μια σπάνια διάβασή του προσφέροντας την πρώτη περιγραφή του, η οποία συνοδεύεται από αρκετές εκπλήξεις.

Εμείς και οι πέντε (πλανητικοί) νάνοι

Dwarf Planets in Our Solar System (Infographic). Pluto was demoted to dwarf planet status in 2006, joining Eris, Haumea, Makemake and Ceres. Credit: Karl Tate

Οι πλανήτες-νάνοι της γειτονιάς μας έγιναν γνωστοί στο ευρύ κοινό το 2006, όταν ο Πλούτωνας «καθαιρέθηκε» από πλανήτης και πέρασε σε αυτήν την «υποδεέστερη» κατηγορία ύστερα από σχετική απόφαση της Διεθνούς Αστρονομικής Ενωσης. Εκτός από τον μέχρι πρόσφατα θεωρούμενο πιο απομακρυσμένο πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος αυτή περιλαμβάνει τέσσερα ακόμη ουράνια σώματα, τη Δήμητρα, την Έριδα, τη Χαουμέα και τον Μακεμάκε.

Όλοι οι πλανητικοί νάνοι πλην του Μακεμάκε είχαν γίνει ορατοί είτε άμεσα, με τηλεσκόπια (όπως η Δήμητρα) είτε έμμεσα, μέσω των διαβάσεών τους μπροστά από άστρα (όπως η Έριδα και η Χαουμέα). Το 2011 μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Χοσέ Λουίς Ορτίθ του Ινστιτούτου Αστροφυσικής της Ανδαλουσίας στη Γρανάδα (ο οποίος έχει επίσης ανακαλύψει τη Χαουμέα) κατόρθωσε να εντοπίσει τον έως τότε αόρατο πέμπτο νάνο στις λήψεις επτά τηλεσκοπίων από τη Νότιο Αμερική καθώς αυτός διάβαινε μπροστά από ένα μακρινό άστρο.

An artist's illustration of Makemake, a dwarf planet out beyond the orbit of Neptune that also qualifies as a plutoid. ViewCredit: IAU/M

Οι πρώτες παρατηρήσεις είχαν δώσει κάποιες ενδείξεις για τα χαρακτηριστικά του. Λαμβάνοντας υπόψη την απόστασή του από τον Ήλιο και το φως που εξέπεμπε οι αστρονόμοι είχαν εκτιμήσει ότι ο Μακεμάκε είχε μέγεθος όσο περίπου τα δυο τρίτα του μεγέθους του Πλούτωνα και ότι, όπως και οι άλλοι νάνοι του ηλιακού μας συστήματος, ήταν καλυμμένος από πάγο μεθανίου και αζώτου. Πίστευαν επίσης ότι, όπως ο Πλούτωνας, θα πρέπει να είχε μια λεπτή ατμόσφαιρα από άζωτο.

Χωρίς ατμόσφαιρα

This diagram shows the path of the shadow of the dwarf planet Makemake during an occultation of a faint star in April 2011, which revealed that it lacked an atmosphere. Several sites in South America, including ESO’s La Silla and Paranal Observatories, saw the star disappear briefly as its light was blocked by Makemake. Credit: ESO/L. Calçada

Η πιο ολοκληρωμένη μελέτη των δεδομένων που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature» ανατρέπει τις πρώτες εικασίες προσφέροντας την πρώτη σαφή εικόνα του Μακεμάκε. Κατ’ αρχάς δίνει μια ακριβέστερη εκτίμηση του μεγέθους του: ο πλανήτης-νάνος έχει πλάτος 1.430 χλμ και ύψος 1.500 χλμ, κάτι το οποίο σημαίνει ότι τελικά δεν είναι σφαιρικός. Η πυκνότητά του είναι 1,7 γραμ. ανά κυβικό εκατοστό, παρόμοια με αυτή του Πλούτωνα αλλά μικρότερη από το ένα τρίτο εκείνης της Γης.

An early artist's interpretation of the dwarf planet Makemake beyond Pluto. Credit: NASA

Αντίθετα από ό,τι υπολόγιζαν οι ειδικοί και κατά παρέκκλιση από όλους τους άλλους «συγγενείς» του, ο Μακεμάκε φαίνεται στη νέα μελέτη να μην έχει ατμόσφαιρα. Οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι ο πλανήτης-νάνος είναι τόσο ελαφρύς ώστε έχασε όλη την ατμόσφαιρά του «ωριμάζοντας».

The Dwarf Planet pass in front of a distant star (occulation) was witnessed from several locations in South America. Data from, European observatories in Chile shows it is not like Pluto as previously thought due to a lack of atmosphere.

«Πιστεύουμε ότι ο Μακεμάκε είχε άφθονο πάγο αζώτου στο πολύ μακρινό παρελθόν, όπως ο Πλούτωνας και η Έρις. Επειδή όμως ο Μακεμάκε δεν έχει μεγάλη μάζα η βαρύτητά του δεν μπόρεσε να συγκρατήσει το αέριο» δήλωσε ο δρ Ορτίθ μιλώντας στο περιοδικό «New Scientist». Το παγωμένο άζωτο, όπως εξηγεί, μετατράπηκε σε αέριο και διέφυγε, στο πέρασμα των χιλιετιών, αφήνοντας πίσω μόνο μεθάνιο.