Σάββατο, 28 Σεπτεμβρίου 2013

Αστρο-στρόβιλος με… διχασμένη προσωπικότητα, PSR J1824-2452I: Missing Link between Radio and X-Ray Pulsars

This artist’s impression shows PSR J1824-2452I and its companion star. Image credit: ESA

Ένα από τα πιο σπάνια και εντυπωσιακά κοσμικά αντικείμενα ανακάλυψαν ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες. Πρόκειται για ένα άστρο νετρονίου που περιστρέφεται μια φορά κάθε 3,9 χιλιοστά του δευτερολέπτου! Ταυτόχρονα το άστρο αυτό εκπέμπει δύο είδη ακτινοβολίας, φαινόμενο που έχει παρατηρηθεί μόλις άλλη μια φορά μέχρι σήμερα.

Τα πάλσαρ

Τα άστρα νετρονίου που είναι πιο γνωστά με τον όρο «πάλσαρ» είναι σώματα υψηλής πυκνότητας και σχηματίζονται από άστρα τα οποία έχουν ολοκληρώσει τον κύκλο της ζωής τους και καταρρέουν. Όλα τα πάλσαρ εκπέμπουν τις δέσμες ακτινοβολίας από τους πόλους τους και καθώς περιστρέφονται, γίνονται ορατά από τη Γη ως περιοδικές, σύντομες λάμψεις. Τα πάλσαρ εκπέμπουν την ακτινοβολία (είτε ραδιοκύματα, είτε ακτινοβολία γ, είτε ακτίνες Χ) με σταθερό ρυθμό. Ορισμένοι μάλιστα τα περιγράφουν ως «κοσμικούς ραδιοφάρους».

Οι έρευνες

Images of the core of Messier 28 taken during 04 August 2002, 27May 2006 and 29April 2013 (A. Papitto et al). The pulsar, labeled PSR J1824-2452I, lies 18,000 light-years away in a small globular cluster of stars known as Messier 28 in the constellation of Sagittarius.

Μια ερευνητική ομάδα εντόπισε πριν από λίγο καιρό ένα άστρο νετρονίου σε απόσταση 18 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς και έκανε τη σχετική ανακοίνωση. Διαπιστώθηκε ότι το πάλσαρ αυτό στροβιλίζεται με απίστευτη ταχύτητα. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό του μια φορά κάθε 3,9 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η ομάδα διαπίστωσε ότι το άστρο αυτό εκπέμπει ακτίνες Χ.

Μια εβδομάδα αργότερα μια δεύτερη ερευνητική ομάδα έστρεψε τα τηλεσκόπια στην ίδια περιοχή και εντόπισε ένα άστρο νετρονίου που εξέπεμπε ραδιοκύματα. Αρχικά οι ερευνητές σχημάτισαν την εντύπωση ότι επρόκειτο για ένα δεύτερο πάλσαρ. Όπως αποδείχτηκε όμως πρόκειται για το ίδιο άστρο νετρονίου που έχει, όπως αναφέρουν οι ειδικοί, «διχασμένη προσωπικότητα». H ανακάλυψη είναι πολύ σημαντική αφού τέτοια συμπεριφορά σε πάλσαρ έχει παρατηρηθεί μόλις άλλη μια φορά.

Ο... σύντροφος

Το πάλσαρ που στροβιλίζεται με αυτή την «τρελή» ταχύτητα και εκπέμπει δύο είδη ακτινοβολίας έλαβε την κωδική ονομασία PSR J1824-2452I . Μια τρίτη ερευνητική ομάδα αποφάσισε να αναζητήσει τον λόγο για τον οποίο το πάλσαρ αυτό «μεταλλάσσεται» και οι ερευνητές έκαναν μια νέα εξίσου εντυπωσιακή ανακάλυψη. Όπως φαίνεται, το πάλσαρ δεν είναι μόνο του αλλά έχει… παρέα. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, πολύ κοντά στο πάλσαρ βρίσκεται ένα άστρο με μέγεθος 75% μικρότερο από εκείνο του Ήλιου. Τα δύο άστρα περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο κάθε 11 ώρες. Η συγκεκριμένη μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature».

Οι ειδικοί εκτιμούν ότι οι αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα δύο άστρα είναι εκείνες που υποχρεώνουν το πάλσαρ να εκπέμπει δύο είδη ακτινοβολίας. Η ανακάλυψη προσφέρει νέα στοιχεία για τη φύση των άστρων νετρονίων.

Υδάτινη έκπληξη στον Άρη, Nasa's Curiosity rover finds water in Martian soil

Nasa scientists have confirmed in a paper published in journal Science that Curiosity has found water molecules in Martian soil. Photograph: Nasa/Getty Images

Στο έδαφος του Άρη εντοπίζονται ανεπάντεχα μεγάλες ποσότητες νερού, σύμφωνα με ανάλυση που διεξήχθη στα «σπλάχνα» του ρομποτικού εξερευνητή Curiosity της ΝASA.

Όταν το Curiosity θέρμανε ένα μικρό δείγμα χώματος από την επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη, τότε, όπως προέκυψε, ο ατμός που ανιχνεύθηκε σε μεγαλύτερη αφθονία ήταν υδρατμός (δηλαδή νερό). Αυτό δείχνει μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science» - συνολικά στο τελευταίο τεύχος της επιθεώρησης παρουσιάζονται πέντε ερευνητικές εργασίες που αφορούν τα ευρήματα του Curiosity στον Άρη.

Καλά (υδάτινα) νέα για τους αστροναύτες

Τα σημάδια που άφησε το “φαράσι” του Curiosity κατά τη συλλογή δείγματος εδάφους από την επιφάνεια του Άρη. Το δείγμα αναλύθηκε από την συσκευή Sample Analysis at Mars που διαθέτει το Curiosity. Curiosity used its scoop to collect two samples of a small aeolian deposit. The deposit's upper surface is armored by sand grains 0.5 to 1.5 mm in size. These coarse grains are coated with fine dust, giving the deposit an overall light brownish red color. Beneath the coarse sand crust is finer sand, dark brown in color. This Mars Hand Lens Imager image was acquired on sol 84. CREDIT: NASA

Η Λόρι Λέσιν και οι συνεργάτες της από το Πολυτεχνείο Renssealer στη Νέα Υόρκη που ασχολούνται με την ανάλυση των ευρημάτων του Curiosity, αναφέρουν στη μελέτη τους πως το 2% επί του συνολικού βάρους της κόκκινης χωμάτινης επιφάνειας του Άρη αποτελείται από νερό. Ένα τέτοιο νέο είναι πολύ καλό για τους αστροναύτες που πιθανώς θα βρεθούν κάποια ημέρα στον Κόκκινο Πλανήτη.

«Αν κάποιος λάβει ένα δείγμα μόλις 0,02 m3 αυτής της κόκκινης σκόνης και τη θερμάνει – όχι σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες – τότε θα εξαγάγει ποσότητα νερού που χωρά σε δυο μπουκαλάκια» εξήγησε η δρ Λέσιν και προσέθεσε ότι «το πιο ενδιαφέρον εύρημα είναι πως το πλούσιο σε νερό χώμα βρίσκεται οπουδήποτε στον Άρη. Αυτό είναι πολύ καλό νέο για οποιονδήποτε εξερευνητή (όχι ρομπότ αλλά άνθρωπο) βρεθεί στον Κόκκινο Πλανήτη, αφού θα μπορεί να εξαγάγει νερό σχεδόν από οποιαδήποτε περιοχή του».

Οι αποκαλύψεις σχετικά με το πλούσιο υδάτινο παρόν (και όχι μόνο παρελθόν) του Άρη αποτελούν μόνο ένα μέρος των στοιχείων που έρχονται στο φως από την επιθεώρηση «Science» σχετικά με τον Κόκκινο Πλανήτη, μέσα από τα «μάτια» του Curiosity.

Πέντε εργασίες με τα «μάτια» του Curiosity

This artist's concept depicts the rover Curiosity, of NASA's Mars Science Laboratory mission, as it uses its Chemistry and Camera (ChemCam) instrument to investigate the composition of a rock surface. (Reuters/NASA/JPL-Caltech)

Ορισμένα από αυτά τα στοιχεία έχουν ήδη παρουσιαστεί σε επιστημονικές συναντήσεις αλλά και σε συνεντεύξεις Τύπου της NASA, ωστόσο τώρα η επίσημη δημοσίευσή τους προσφέρει σημαντικές ευκαιρίες για περαιτέρω ανάλυση και αξιολόγηση από την επιστημονική κοινότητα.

Η δημοσίευση της δρος Λέσιν και των συνεργατών της αφορά την ανάλυση ενός δείγματος που ελήφθη στο «Rocknest», μια περιοχή όπου σχηματίζονται λόφοι άμμου μόνο λίγες εκατοντάδες μέτρα μακριά από το σημείο όπου το Curiosity προσεδαφίστηκε στον Κρατήρα Γκέιλ τον Αύγουστο του 2012.

«Μαγείρεμα» στα… σπλάχνα του ρομποτικού εξερευνητή

The rock's high sulfur content and softness are probably evidence of past alteration by water. Image Credit: NASA/JPL/Cornell

Ο ρομποτικός βραχίονας του οχήματος έλαβε από το σημείο ένα μικρό δείγμα άμμου, το οποίο και μετέφερε στο όργανο Sam το οποίο βρίσκεται στα «σπλάχνα» του. Το συγκεκριμένο εργαλείο έχει την ικανότητα να… μαγειρεύει τα δείγματα και να ανιχνεύει τα αέρια που εκλύονται από αυτά. Με τον τρόπο αυτόν εντοπίζονται τα διαφορετικά συστατικά του εδάφους.

Τα κακά νέα

NASA's Mars Exploration Rover Opportunity used its panoramic camera (Pancam) to acquire this view of "Solander Point" during the mission's 3,325th Martian day, or sol (June 1, 2013). Credit: NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ./Arizona State Univ.

Η ανάλυση του δείγματος έδειξε ύπαρξη σημαντικής ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα. Αυτό μεταφράζεται σε ύπαρξη ανθρακικών μετάλλων που σχηματίζονται παρουσία νερού. Έδειξε επίσης παρουσία οξυγόνου και χλωρίου. «Εκτιμούμε ότι αυτά αποτελούν υποπροϊόντα της διάσπασης ενός μετάλλου που ονομάζεται υπερχλωρικό άλας και ανευρίσκεται σε ποσοστό της τάξεως του 0,5% στο έδαφος του Άρη» σημείωσε η δρ Λέσιν και συμπλήρωσε: «Αν το νερό αποτελεί το καλό νέο για τους αστροναύτες, τότε η ύπαρξη υπερχλωρικού άλατος αποτελεί το κακό νέο. Και αυτό διότι το συγκεκριμένο μέταλλο παρεμβαίνει στη λειτουργία του θυρεοειδούς αδένα, γεγονός που σημαίνει ότι θα υπήρχε πρόβλημα αν κάποιος άνθρωπος κατάπινε έστω και μικρή ποσότητα της λεπτής άμμου του Άρη. Πρέπει να μελετήσουμε αυτήν την παράμετρο περισσότερο τώρα για να σχεδιάσουμε καταλλήλως τις αποστολές του μέλλοντος».

Άλλα τρία άρθρα που παρουσιάζονται στο Science και αφορούν τα ευρήματα του Curiosity επικεντρώνονται στη σύσταση του εδάφους του Άρη. Εξαίρεση αποτελεί ένα άρθρο το οποίο περιγράφει τον εντοπισμό ενός βράχου με σχήμα πυραμίδας επάνω στον οποίο έπεσε τυχαία ο ρομποτικός εξερευνητής κατά την εξερεύνησή του. Ο βράχος αυτός έλαβε το όνομα Jake Matijevic, στη μνήμη ενός μηχανικού της NASA που απεβίωσε πρόσφατα.

«Γήινος» βράχος

This handout provided March 30, 2013 by NASA shows holes drilled into rock by NASA's Mars rover Curiosity in the "Yellowknife Bay" area of Gale Crate (AFP Photo / NASA)

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Εντ Στόπλερ από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας (Caltech) στην Πασαντίνα επιβεβαίωσε τώρα με τη μελέτη της ότι το είδος του συγκεκριμένου βράχου δεν έχει εντοπιστεί ποτέ ξανά στον Κόκκινο Πλανήτη. Το πέτρωμα αυτό μοιάζει περισσότερο με τους μουγεαρίτες (ηφαιστειακά πετρώματα με χαρακτηριστικά βασάλτη), που εντοπίζονται σε νησιά και σε ηφαιστειογενείς ζώνες της Γης.

«Στη Γη έχουμε μια πολύ καλή ιδέα σχετικά με το πώς σχηματίζονται οι μουγεαρίτες» ανέφερε ο Μαρτιν Φισκ από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Όρεγκον που συμμετείχε στη μελέτη. «Η διαδικασία ξεκινά όταν μάγμα που βρίσκεται βαθιά μέσα στη Γη κρυσταλλοποιείται παρουσία 1%-2% νερού. Οι κρύσταλλοι αποχωρίζονται από το μάγμα και ό,τι δεν κρυσταλλοποιείται είναι το μάγμα του μουγεαρίτη το οποίο τελικώς μπορεί να φθάσει ως την επιφάνεια μέσω ηφαιστειακής έκρηξης».

Ο πρώτος μουγεαρίτης εντοπίστηκε στη Γη από τον Βρετανό γεωλόγο Αλφρεντ Χαρκερ στο Νησί Skye, λίγο έξω από την ηπειρωτική Σκωτία. Το όνομα αναφέρεται στην ομώνυμη περιοχή του νησιού (Mugeary) στην οποία βρέθηκε το πέτρωμα.

Αυτή τη στιγμή το Curiosity, το οποίο έχει ήδη παράσχει τόσα πολύτιμα στοιχεία στους επιστήμονες, εργάζεται σκληρά στον Κρατήρα Γκέιλ. Από τις αρχές Ιουλίου προχωρά κατά δεκάδες μέτρα ημερησίως προσπαθώντας να φθάσει στους πρόποδες του Sharp, μεγάλου αρειανού βουνού.