RoboPol: από την Κρήτη στην καρδιά των blazars, RoboPol: from Crete in the heart of blazars

Σε μια μεγάλης σπουδαιότητας συνεργασία για την ελληνική επιστήμη, το Πανεπιστήμιο Κρήτης και το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας από κοινού με διάσημα ιδρύματα όπως το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας (CALTECH) και το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ Ραδιοαστρονομίας της Γερμανίας, το Διαπανεπιστημιακό Κέντρο Αστρονομίας και Αστροφυσικής της Ινδίας και το Πανεπιστήμιο Νικόλαος Κοπέρνικος της Πολωνίας, σχεδίασαν, κατασκεύασαν και εγκατέστησαν στο Αστεροσκοπείο Σκίνακα ένα πρωτοποριακό όργανο για να μελετήσουν τα φαινόμενα γύρω από τις τεράστιες μαύρες τρύπες που βρίσκονται στα κέντρα των Κβάζαρ. Το όργανο τέθηκε αυτό το μήνα σε λειτουργία με απόλυτη επιτυχία.

Μέλη της Διεθνούς Επιστημονικής Ομάδας RoboPol. RoboPol is a specialized photopolarimeter designed specifically for the 1.3m telescope at the Skinakas Observatory and commissioned in the spring of 2013. It was conceived, designed, and developed by the RoboPol Collaboration, and international collaboration including the University of Crete and the Foundation for Research and Technology - Hellas (FORTH) in Greece, the California Institute of Technology in the United States, the Max-Planck Institute for Radioastronomy in Bonn, Germany, the Nicolaus Copernicus University in Poland, and the Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, in Pune, India. RoboPol was designed with high observing efficiency and automated operation as prime goals.

Το όργανο, που φέρει την ονομασία ΡΟΜΠΟΠΟΛ (Ρομποτικό Πολωσίμετρο) και τοποθετήθηκε στο τηλεσκόπιο των 1,3 μέτρων του Αστεροσκοπείου, είναι προϊόν τεχνολογίας αιχμής, με μοναδικό στον κόσμο σχεδιασμό που του προσδίδει απαράμιλλη ακρίβεια μετρήσεων και με πρωτοποριακή ρομποτική λειτουργία. Παράγει χωρίς κινούμενα μέρη πάνω στον δέκτη (CCD) τέσσερα συμμετρικά είδωλα του ίδιου αντικειμένου. Η σχετική φωτεινότητα των ειδώλων εξαρτάται από το ποσοστό γραμμικής πόλωσης του φωτός και την κατεύθυνση πόλωσής του. Η ταυτόχρονη παραγωγή και των τεσσάρων ειδώλων που απαιτούνται για μέτρηση της πόλωσης είναι μοναδική αυτή τη στιγμή στον κόσμο καινοτομία του ΡΟΜΠΟΠΟΛ και επιτρέπει ταχύτερη και ακριβέστερη από κάθε άλλο όργανο μέτρηση της πόλωσης.

Σχηματική αναπαράσταση πίδακα από μπλέιζαρ (φλογαστέρας). The Inner Jet of an Active Galactic Nucleus as Revealed by a Radio-to-Gamma-ray Outburst: The Quasar-like Object BL Lacertae. Source: Cosmovision, a group led by Dr. Wolfgang Steffen of the Instituto de Astronomia, UNAM, Ensenada, Mexico.

Για τα επόμενα τρία χρόνια το ΡΟΜΠΟΠΟΛ θα κάνει συστηματική καταγραφή της φωτεινής εκπομπής από 100 και πλέον μπλέιζαρ (blazars). Τα μπλέιζαρ είναι πολύ ξεχωριστά κβάζαρ: Έχουν μια τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο τους με μάζα έως και δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας, και εκτοξεύουν (με έναν τρόπο που παραμένει μυστήριο τριάντα χρόνια μετά την ανακάλυψή τους) τεράστιους πίδακες εκροής (στους οποίους η ύλη εκτινάσσεται προς το διάστημα με ταχύτητα που πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός), ο δε πίδακας εκροής τους “στοχεύει” τη Γη. Το γεγονός αυτό μας δίνει τη δυνατότητα να κοιτάξουμε βαθιά στην καρδιά αυτών των πιο εξωτικών αντικειμένων του Σύμπαντος, να μελετήσουμε τη δομή των πιδάκων εκροής, και να δούμε στην πράξη τη συμπεριφορά της ύλης σε ακραίες ταχύτητες – μιας πρώτης τάξης εφαρμογή της ειδικής θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Η ονομασία μπλέιζαρ, στα ελληνικά “φλογαστέρας”, αποτελεί λογοπαίγνιο που επιλέχθηκε λόγω της εξαιρετικής μεταβλητότητάς τους, που συχνά κάνει το είδωλό τους να τρεμοπαίζει σαν φλόγα ακόμα και έξω από την ατμόσφαιρα της γης, της φωτεινότητας των αντικειμένων αυτών σε όλες τις συχνότητες – ακόμη και σε ακτίνες γάμμα υψηλότατων ενεργειών, και των δυο πρώτων γραμμάτων της πρότυπης πηγής αυτής της κατηγορίας, του BL Lacertae.

Η μέτρηση της πόλωσης του φωτός των μπλέιζαρ αποκαλύπτει πληροφορίες για το μαγνητικό πεδίο γύρω από την κεντρική μαύρη τρύπα και στη βάση του πίδακα εκροής. Η συστηματική μέτρηση της πόλωσης του φωτός και κυρίως των μεταβολών της από έναν τόσο μεγάλο αριθμό μπλέιζαρ, κάτι που παγκοσμίως για πρώτη φορά πραγματοποιείται, θα παραγάγει έναν μοναδικό πλούτο επιστημονικών δεδομένων. Η συσχέτιση αυτών των δεδομένων με ταυτόχρονες μετρήσεις της εκπομπής ακτίνων γάμμα από τα ίδια μπλέιζαρ όπως καταγράφονται από τον δορυφόρο FERMI της NASA, μπορεί να επιτρέψει, για πρώτη φορά μετά από μελέτες δεκαετιών, τη λύση του μυστηρίου του σχηματισμού του πίδακα εκροής και του τρόπου παραγωγής της λαμπρότατης και εξαιρετικά μεταβλητής ακτινοβολίας του.

Το ΡΟΜΠΟΠΟΛ θα χρησιμοποιηθεί ακόμη για τη χαρτογράφηση των μαγνητικών πεδίων σε μεσοαστρικά νεφελώματα, τα οποία αποτελούν “μαιευτήρια” νέων άστρων. Με τον τρόπο αυτό, μπορεί να δώσει λύση σε σειρά μυστηρίων της διαδικασίας με την οποία μεσοαστρικό αέριο δημιουργεί τελικά αστέρια και πλανήτες – τα λίκνα της ζωής.

Skinakas observatory 1.3 m telescope.

Το Αστεροσκοπείο Σκίνακα είναι ιδανικό για τις μελέτες αυτές λόγω της εξαιρετικής του θέσης για αστρονομικές παρατηρήσεις στην Ευρώπη, σε συνδυασμό με τον υψηλής τεχνολογίας εξοπλισμό του, το υψηλό επιστημονικό επίπεδο των αστρονόμων του και τη λειτουργικότητά του.

Η συνεργασία των ιδρυμάτων της Κρήτης με το CALTECH και τα άλλα διεθνή ιδρύματα δεν περιορίζεται μόνο στο πείραμα ΡΟΜΠΟΠΟΛ. Αντίθετα, είναι μια συνεργασία διαρκείας που επεκτείνεται σε τεχνολογίες αιχμής στις περιοχές της Οπτικής Πολωσιμετρίας και της Προσαρμοστικής Οπτικής, όπως επίσης και σε θεωρητικές μελέτες, και περιλαμβάνει ανταλλαγές επιστημόνων, μεταπτυχιακών φοιτητών και τεχνικού προσωπικού, όπως και την από κοινού χρήση επιστημονικών δεδομένων.

Περισσότερες πληροφορίες για το πρόγραμμα ΡΟΜΠΟΠΟΛ και την επιστημονική του ομάδα περιέχονται στον ιστότοπο: http://robopol.org/