Το κοσμικό χέρι του Θεού, High-Energy X-ray View of 'Hand of God'

Το νεφέλωμα με την όψη.. χεριού. Can you see the shape of a hand in this new X-ray image? The hand might look like an X-ray from the doctor's office, but it is actually a cloud of material ejected from a star that exploded. NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array, or NuSTAR, has imaged the structure in high-energy X-rays for the first time, shown in blue. Lower-energy X-ray light previously detected by NASA's Chandra X-ray Observatory is shown in green and red. Image credit: NASA/JPL-Caltech/McGill

Μια εικόνα από ένα εντυπωσιακό όσο και ενδιαφέρον κοσμικό φαινόμενο κατέγραψε το διαστημικό τηλεσκόπιο NuSTAR. Το τηλεσκόπιο «στόχευσε» ένα νεφέλωμα που δημιουργήθηκε από την αυτοκαταστροφή ενός άστρου που βρισκόταν σε απόσταση 17 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό του Διαβήτη. Το νεφέλωμα έχει λάβει ένα σχήμα που θυμίζει ανθρώπινο χέρι για αυτό και οι επιστήμονες που είδαν την εικόνα του έδωσαν τον χαρακτηρισμό «Το χέρι του Θεού».

Δείτε την εικόνα με διαφορετικό χρωματισμό που φαίνεται ακόμη πιο καθαρά το σχήμα και τα χαρακτηρισιτκά του. A small, dense object only twelve miles in diameter is responsible for this beautiful X-ray nebula that spans 150 light years. At the center of this image made by NASA's Chandra X-ray Observatory is a very young and powerful pulsar, known as PSR B1509-58, or B1509 for short. The pulsar is a rapidly spinning neutron star which is spewing energy out into the space around it to create complex and intriguing structures, including one that resembles a large cosmic hand. In this image, the lowest energy X-rays that Chandra detects are colored red, the medium range is green, and the most energetic ones are blue. Astronomers think that B1509 is about 1700 years old as measured in Earth's time-frame (referring to when events are observable at Earth) and is located about 17,000 light years away. Credit: NASA/CXC/SAO/P.Slane, et al.

Η περιοχή του νεφελώματος που εμφανίζεται πιο φωτεινή από τις υπόλοιπες φιλοξενεί ένα άστρο νετρονίου. 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. Το συγκεκριμένο πάλσαρ προέκυψε φυσικά από την έκρηξη του άστρου και έχει λάβει την κωδική ονομασία PSR B1509-58.

Κωνσταντίνος Δασκαλάκης: από την πληροφορία στην πληροφορική, Konstantinos Daskalakis: Searching for Equilibrium

EECS professor Constantinos Daskalakis. In 2008, he won the Association for Computing Machinery’s dissertation prize by showing how techniques drawn from theoretical computer science could shed new light on one of the central concepts in game theory: equilibrium. Equilibrium is the idea that won Nash his Nobel, and the Nash equilibrium is the type of equilibrium most commonly studied. It describes a balance of strategies that no player of a game has a motive to change unilaterally. The most basic example of a Nash equilibrium involves the so-called penalty-kick game. In soccer, a penalty kick gives an offensive player a free shot on goal with only the goalie defending. The ball travels so quickly that the goalie has to guess which way to dive before it’s struck. In the game-theoretical version, if both players pick the same half of the goal, the goalie wins; if they pick different halves, the shooter wins.

Από την κρυπτογραφία έως τη θεωρία παιγνίων, και από τη θεωρία αριθμών στην υπολογιστική φυσική, η χθεσινή διάλεξη «Από την πληροφορία στην πληροφορική», του αναπληρωτή καθηγητή στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Επιστήμης Υπολογιστών του ΜΙΤ Κωνσταντίνου Δασκαλάκη, στo πλαίσιo των hub science events, περιλάμβανε λίγα μόνο θέματα από τα πολλά και ενδιαφέροντα που ερευνά μαζί με τους συνεργάτες του.

Ο κ. Δασκαλάκης, 32 ετών σήμερα, αποφοίτησε από τη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του ΕΜΠ με το μεγαλύτερο βαθμό που έχει μέχρι σήμερα επιτύχει απόφοιτος της σχολής (9.98), πριν συνεχίσει με διδακτορικές σπουδές στο πανεπιστήμιο Μπέρκλεϋ στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ.

Above is a link to a new release highlighting Constantinos Daskalakis and his important work. Together with Paul Goldberg and Christos Papadimitriou, Constantinos received the Game Theory and Computer Science Prize for his paper “The Complexity of Computing a Nash Equilibrium.” The prize is awarded once every four years at the World Congress of the Game Theory Society. A shorter and simpler version of the paper is available here. 

Η διατριβή του τιμήθηκε με το βραβείο ACM (Association for Computing Machinery) ως η καλύτερη διδακτορική εργασία για το 2008, ενώ μοιράστηκε με τους Πολ Γκόλντμπεργκ και Χρήστο Δασκαλάκη (τον επιβλέποντά του) το βραβείο Θεωρίας Παιγνίων και Θεωρίας Υπολογιστών για την εργασία τους «Η πολυπλοκότητα στον Υπολογισμό Ισορροπιών Νας», η οποία διευθέτησε ένα γρίφο της θεωρίας παιγνίων που κρατούσε από το 1950.

One of the oldest surviving fragments of Euclid's Elements, found at Oxyrhynchus and dated to circa AD 100 (P. Oxy. 29). The diagram accompanies Book II, Proposition 5.

Ξεκινώντας τη διάλεξή του με τον κλάδο της θεωρητικής πληροφορικής και των μαθηματικών, εισήγαγε το κοινό μιας κατάμεστης συνεδριακής αίθουσας στις έννοιες της πληροφορίας και των αλγορίθμων χρησιμοποιώντας παραδείγματα από την καθημερινότητά μας. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον είχε η αναφορά στον Ευκλείδη, ο οποίος επινόησε τον 3ο αιώνα π.Χ. ένα αλγόριθμο για την εύρεση του μέγιστου κοινού διαιρέτη δύο αριθμών που σήμερα χρησιμοποιείται ευρέως από προγράμματα κρυπτογραφίας και είναι εκθετικά γρηγορότερος στην εφαρμογή του σε σχέση με άλλους. Κλειδί σύμφωνα με τον κ. Δασκαλάκη για έναν καλό αλγόριθμο είναι η σαφήνεια και η βαθιά κατανόηση του προβλήματος.

Η χρήση της υπολογιστικής θεωρίας έχει πλέον μεταδοθεί σε όλους τους επιστημονικούς κλάδους, με τον ομιλητή να σκιαγραφεί ένα παράδειγμα υπολογιστικής βιολογίας το οποίο ερεύνησε με συναδέλφους του. Στη συγκεκριμένη έρευνα αναλύθηκε το φαινόμενο της φυλογένεσης, της εξέλιξης δηλαδή του γονιδιώματος ενός είδους με το χρόνο. Το ενδιαφέρον στη συγκεκριμένη έρευνα ήταν ο συσχετισμός του φαινομένου αυτού με το φαινομενικά άσχετο φαινόμενο του φερρομαγνητισμού, της εξάρτησης δηλαδή του μαγνητισμού ενός αντικειμένου από τη θερμοκρασία του. Οι ερευνητές βρήκαν στην προκειμένη περίπτωση πως τα μαθηματικά που ορίζουν τις πιθανότητες μετάλλαξης του γονιδιώματος ενός είδους είναι τα ίδια με αυτά που εξαρτούν τη θερμοκρασία των φερρομαγνητικών υλικών με τη μαγνήτισή τους (Daskalakis, Mossel, Roch ’06).

H διάλεξη συνεχίστηκε με εφαρμογές κρυπτογραφίας, έναν τομέα όπου το Διαδίκτυο είχε την τιμητική του. Σύμφωνα με τον καθηγητή η μετάδοση πληροφοριών μέσω Διαδικτύου γίνεται εντέλει και μέσω κάποιου φυσικού μέσου (αέρας, καλώδια κτλ). Οποιοσδήποτε αποκτήσει πρόσβαση στο φυσικό αυτό μέσο έχει τη δυνατότητα να υποκλέψει πληροφορίες, και για αυτή τη δραστηριότητα υπάρχει στην αργκό της ειδικότητας ο ειδικός όρος «σνιφάρισμα». Με αυτό τον τρόπο οι προσωπικές μας πληροφορίες δεν είναι πάντα όσο ασφαλείς νομίζουμε, με τον ομιλητή να αναφέρεται σε τρόπους που μπορούν να μας προστατεύσουν (όπως το κρυπτογραφικό πρωτόκολλο RSA, του οποίου παρουσίασε μία εφαρμογή), ενώ επέμεινε στην ανάγκη εκπαίδευσης των χρηστών γύρω από θέματα του Διαδικτύου.

Ο κλάδος της θεωρίας παιγνίων είναι ίσως αυτός στον οποίο ο κ. Δασκαλάκης έχει τη μεγαλύτερη επιστημονική συνεισφορά και δε θα μπορούσε παρά να αποτελεί κύριο κομμάτι της ομιλίας. Στη συγκεκριμένη θεωρία σκοπός είναι η εξόρυξη πληροφοριών από τους παίκτες, έτσι ώστε να χρησιμοποιηθούν για να μεγιστοποιήσουν τα κέρδη τους, σε συνδυασμό πάντα και με τις αποφάσεις των υπόλοιπων παικτών. Ο ομιλητής έδωσε δύο πολύ ενδιαφέροντα παραδείγματα πρώιμης σκέψης γύρω από το αντικείμενο.

Bust titled 'Solon' (National Museum, Naples). This realistic representation of Solon bears little resemblance to the kind of sculpture that was produced in the archaic age.

Το πρώτο παράδειγμα αφορούσε το θεσμό της Αντίδοσης, που εισήγαγε ο νομοθέτης Σόλωνας στην αρχαία Αθήνα. Ο νόμος όριζε τότε πως οι άρχοντες της πόλης επέλεγαν κάθε χρόνο κάποιους από του πλούσιους της πόλης ως χορηγούς για κοινά έξοδα (θέατρο, κατασκευή πλοίων, αγώνες κτλ). Ένας επιλεγμένος Αθηναίος είχε τη δυνατότητα να μην πληρώσει, επικαλούμενος την Αντίδοση, η οποία του επέτρεπε να κατονομάσει έναν άλλο πολίτη που ήταν κατά τη γνώμη του πλουσιότερος. Ο δεύτερος πολίτης είχε τότε την δυνατότητα να πληρώσει (εάν πίστευε πως είναι όντως πλουσιότερος) αλλιώς ο πρώτος πολίτης μπορούσε να προτείνει την ανταλλαγή των περιουσιών μεταξύ των δύο πλουσίων. Σε περίπτωση που ο δεύτερος αρνιόταν την ανταλλαγή, τη διαφορά έλυνε το δικαστήριο, με τον πλουσιότερο τελικά να πληρώνει τη χορηγία.

Goethe, age 38, painted by Angelica Kauffman 1787.

Το δεύτερο ευφυές παράδειγμα αφορούσε το Γερμανό συγγραφέα Γκαίτε, ο οποίος θέλοντας να εξασφαλίσει την πληροφορία για το μέγεθος του ποσού που ήταν διατεθειμένος να πληρώσει ο εκδότης του για το έργο «Χέρμαν και Δωροθέα», έκανε την παρακάτω συμφωνία με αυτόν: Ο Γκαίτε θα παρέδιδε στο δικηγόρο του ένα σφραγισμένο φάκελο με το ποσό που ζητούσε για το έργο του. Στη συνέχεια ο εκδότης θα ανακοίνωνε την προσφορά του στον δικηγόρο. Εάν το ποσό της προσφοράς ήταν χαμηλότερο από το ποσό που αναγραφόταν στο φάκελο, ο Γκαίτε θα απέσυρε το ενδιαφέρον του για συνεργασία. Σε αντίθετη περίπτωση θα έκλεινε συμφωνία με τον εκδότη, λαμβάνοντας όμως το ποσό που είχε ζητήσει αρχικά στο φάκελο. Το κέρδος για το συγγραφέα θα ήταν η γνώση των προθέσεων του εκδότη του, που θα μπορούσε να εκμεταλλευθεί στο μέλλον.

Πάνω στις συγκεκριμένες αλλά και άλλες πρακτικές στηρίχτηκε ένας ολόκληρος κλάδος μαθηματικών που σήμερα ονομάζεται θεωρία παιγνίων και μελετά μεταξύ άλλων τις δημοπρασίες, οι οποίες όπως φανέρωσε ο ομιλητής διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στο Διαδίκτυο αλλά και την καθημερινή ζωή. Για παράδειγμα, κάθε φορά που επισκεπτόμαστε μία ιστοσελίδα, η διαφήμιση που βλέπουμε κάθε άλλο τυχαία δεν είναι αφού είναι προϊόν μιας δημοπρασίας που λαμβάνει χώρα στο παρασκήνιο, και σχετίζεται με τις πληροφορίες που έχει ο υπολογιστής μας για τις συνήθειες και τις προτιμήσεις μας (cookies).

Οι δημοπρασίες που αφορούν σε ένα μοναδικό αντικείμενο είναι σχετικά απλές, και αποδεικνύεται μαθηματικά πως μπορούν να είναι οι βέλτιστες, να παίρνει δηλαδή το αντικείμενο εκείνος που το θέλει περισσότερο, μεγιστοποιώντας και το κέρδος του δημοπράτη. Όσο αυξάνεται όμως η ποσότητα των αντικειμένων και η πολυπλοκότητα των παραμέτρων, αρχίζει να φαντάζει πρακτικά αδύνατος ο σχεδιασμός μιας βέλτιστης δημοπρασίας.

Σε έναν αξιοσημείωτο διαχωρισμό, ο κ. Δασκαλάκης μίλησε για τις διαφορές μεταξύ σύνθετων συστημάτων εφαρμοσμένης Μηχανικής (διαστημόπλοια, γέφυρες κτλ) και κοινωνικών συστημάτων όπως η πολιτική και η οικονομία. Τα πρώτα διέπονται από πολυπλοκότητα, κεντρικό σχεδιασμό, πολλά και συνεργαζόμενα μέρη και περιορισμένους πόρους. Στα δεύτερα οι περιορισμένοι πόροι και η πολυπλοκότητα παραμένουν, ωστόσο τα μέρη είναι πλέον ανταγωνιζόμενα και ο σχεδιασμός κατανεμημένος.

Με τον παραπάνω διαχωρισμό υπόψη, μίλησε για την ιδιαιτερότητα του Διαδικτύου που ξεκίνησε ως ένα σύστημα Μηχανικής, για να καταλήξει σε ένα μη κατανεμημένο σύστημα που μοιάζει με αυτά της οικονομίας. Η εύρεση ενός τρόπου περαιτέρω σχεδιασμού ενός τέτοιου συστήματος είναι πλέον από τα κεντρικά ερωτήματα στην έρευνα του ομιλητή.

Από την Οικονομία έχουμε διδαχτεί πως η συμπεριφορά μεγάλων συστημάτων ανταγωνιζόμενων μερών τις περισσότερες φορές δε μπορεί καν να προσεγγισθεί (Daskalakis et al. ’06, ‘11). Επομένως, τα Οικονομικά δεν έχουν τα κατάλληλα εργαλεία για την περιγραφή τέτοιων συστημάτων και είναι ανοικτό το ερώτημα της νέας θεωρίας που θα καλύψει αυτό το κενό.

Ο ερευνητής μαζί με την ερευνητική του ομάδα προσανατολίζονται πλέον σε μία αλλαγή της πληροφορικής, στην οποία οι υπολογισμοί θα εκτελούνται με δεδομένα που δεν έχουν καν στην διάθεσή τους! Στόχος τους είναι η εύρεση μιας αλγοριθμικής θεωρίας που θα επιτρέπει τέτοιου είδους υπολογισμούς, μία έρευνα που μπορεί να αποδώσει αναρίθμητους καρπούς, με τον ομιλητή να αναφέρει χαρακτηριστικά το παράδειγμα ενός δίκαιου και αμερόληπτου φορολογικού συστήματος.

Πιθανή ανακάλυψη ενός αστρικού αντικειμένου Thorne–Żytkow, Bizarre star could host a neutron star in its core

Τα αντικείμενα Θορμ-Ζίτλοφ υποτίθεται ότι σχηματίζονται όταν ένας κόκκινος γίγαντας καταπιεί ένα άστρο νετρονίων (δεξιά). Thorne-Zytkow objects could form when a red giant swallows a neutron star (right). John Foster/Science Photo Library

Ένα ασυνήθιστο αντικείμενο που ανακαλύφθηκε από τηλεσκόπιο στη Χιλή δεν αποκλείεται να είναι το πρώτο παράδειγμα μιας υποθετικής κατηγορίας άστρων, τα οποία έχουν καταπιεί άλλα άστρα. Η ανακάλυψη θα επιβεβαίωνε μια υπόθεση που διατυπώθηκε από δύο αστροφυσικούς το 1977.

Η νέα μελέτη, η οποία παρουσιάστηκε στο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Ουάσινγκτον, προσφέρει «τις πιο πειστικές ενδείξεις» για την ύπαρξη των αλλόκοτων αντικειμένων «Thorne–Żytkow».

Η ύπαρξη αυτών των αντικειμένων είχε προταθεί τη δεκαετία του 1970 τον Kip Thorne και την Anna Żytkow. Οι δύο αστροφυσικοί είχαν υπολογίσει ότι τα άστρα αυτά σχηματίζονται όταν ένας κόκκινος γίγαντας καταπιεί ένα άστρο νετρονίων.

Οι κόκκινοι γίγαντες είναι άστρα που βρίσκονται στο επόμενο στάδιο απ’ αυτό που βρίσκεται ο ήλιος μας και διογκώνονται σε πολύ μεγαλύτερες διαστάσεις. Αφού η μεγαλύτερη ποσότητα του υδρογόνου στο εσωτερικό τους έχει μετατραπεί σε ήλιο, στη συνέχεια παράγεται άνθρακας και βαρύτερα στοιχεία.

NEUTRON STAR: Known as the dense remains of a supernova, scientists now believe they have found a neutron star within a red giant, or what is theoretically known as a Thorne-Zytkow object. Image: Casey Reed/Penn State University/Wikimedia Commons

Τα άστρα νετρονίων, αντίθετα, είναι τα κουφάρια μεγάλων άστρων, τα υπολείμματα της έκρηξης σουπερνόβα. Είναι εξαιρετικά θερμά και πυκνά – η πυκνότητά τους φτάνει την πυκνότητα των ατομικών πυρήνων.

«Βρήκαμε τις πιο πειστικές ενδείξεις για αυτό την ύπαρξη αυτού του μοντέλου» δηλώνει στο δικτυακό τόπο του Nature η Emily Levesque, η επικεφαλής της μελέτης.

Η ομάδα της Levesque χρησιμοποίησε τα τηλεσκόπια «Μαγγελάνος» στη Χιλή για να πραγματοποιήσει φασματικές αναλύσεις σε 22 ερυθρούς υπεργίγαντες στο Μικρό Νέφος του Μαγγελάνου, έναν νάνο γαλαξία δορυφόρο του δικού μας γαλαξία.

Το άστρο που εντόπισαν περιέχει υψηλά επίπεδα Λιθίου, Ρουβιδίου και Μολυβδαινίου, στοιχείων που σπανίζουν στα κανονικά άστρα και θα μπορούσαν να παράγονται από ασυνήθιστες πυρηνικές αντιδράσεις στα αντικείμενα Thorne–Żytkow.

Σύμφωνα με τον Kip Thorne που είχε προτείνει την ιδέα, το άστρο που εντοπίζει η τελευταία μελέτη είναι ο καλύτερος υποψήφιος που έχει δει μέχρι σήμερα.

Οι ερευνητές αρνήθηκαν πάντως να κατονομάσουν το άστρο, καθώς τα αποτελέσματα δεν έχουν υποβληθεί ακόμα για έλεγχο και δημοσίευση στον επιστημονικό τύπο.

Οι καταιγίδες των καφέ νάνων. Storms As Big As Jupiter’s ‘Great Red Spot’ Found On Brown Dwarfs

Φοβερές καταιγίδες μαίνονται σε καφέ νάνους. Image Caption: This artist's concept shows what the weather might look like on cool star-like bodies known as brown dwarfs. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Western Ontario/Stony Brook U

Μια πραγματικά πολύ ενδιαφέρουσα όσο και εντυπωσιακή ανακάλυψη έκαναν επιστήμονες στις ΗΠΑ με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου Spitzer. Οι ερευνητές παρατήρησαν 44 καφέ νάνους, κοσμικά σώματα που οι ειδικοί ονομάζουν «αποτυχημένα άστρα». Όπως διαπίστωσαν στους καφέ νάνους εξελίσσονται ακραίες «καιρικές» συνθήκες. Πιο συγκεκριμένα οι ερευνητές με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια «είδαν» τρομερές θύελλες σε περίπου 20 καφέ νάνους.

An artist's impression of a brown dwarf with a huge, dark storm. ILLUSTRATION BY JON LOMBERG, UNIVERSITY OF TORONTO

Οι ερευνητές ανακοίνωσαν τα ευρήματα τους στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρίας που γίνεται αυτές τις μέρες στην Ουάσινγκτον. Εκτιμούν ότι στους καφέ νάνους υπάρχουν μαίνονται πολύ μεγάλης έντασης τυφώνες που συνοδεύονται από εκτυφλωτικές αστραπές ενώ επίσης βρέχει λιωμένο σίδερο και «χιονίζει» καυτή άμμο. Οι νέες εκτιμήσεις αποτελούν ένα ακόμα βήμα προόδου για τη νέα επιστήμη της «αστρο-μετεωρολογίας», η οποία ευελπιστεί μελλοντικά να κάνει προβλέψεις για τον καιρό σε εξωπλανήτες. Η ανάπτυξη της αστρο-μετεωρολογίας θεωρείται πολύ σημαντική στην προσπάθεια εντοπισμού ενός πλανήτη φιλόξενου για την παρουσία της ζωής.

Αποκάλυψη στην άβυσσο του Κόσμου. Deepest galaxy cluster ever pictured by Hubble

Στην εικόνα που έδωσαν στη δημοσιότητα οι ερευνητές πίσω από τα λαμπρά κοσμικά σώματα υπάρχουν διάσπαρτα μπλέ «αντικείμενα» με τοξοειδές σχήμα που είναι ορισμένοι από τους άγνωστους μέχρι σήμερα πανάρχαιους γαλαξίες που εντόπισε το Hubble. The blue arcs are distant galaxies whose faint images are magnified by a massive cluster in the foreground. Credit: NASA/ESA/ΗFF

Ομάδα Αμερικανών αστρονόμων στόχευσε τις κάμερες ορατού και υπέρυθρου φωτός του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble στα βάθη του Σύμπαντος και μετά από επίμονη παρατήρηση αποκαλύφθηκαν και φωτογραφήθηκαν περίπου 3 χιλιάδες άγνωστοι μέχρι σήμερα γαλαξίες. Ορισμένοι εξ αυτών  σχηματίστηκαν λίγο μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Η ανακάλυψη αναμένεται να προσφέρει νέα σημαντικά στοιχεία για την εξέλιξη του Σύμπαντος.

Η τεχνική

3D printing brings Hubble's spectacular images to life for the visually impaired.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη θαυματουργή όπως αποδεικνύεται τεχνική του «βαρυτικού φακού» (ή μικροφακού) που αναπτύχθηκε πρόσφατα και έχει συμβάλει πολύ στην διαστημική εξερεύνηση τα τελευταία χρόνια.

Η τεχνική βασίζεται σε ένα φαινόμενο που προβλέπεται από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας, συντελείται όταν ένα άστρο περνάει μπροστά από ένα άλλο, πιο μακρινό άστρο. Κατά το πέρασμα αυτό το βαρυτικό πεδίο του πιο κοντινού άστρου – το οποίο σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα κάμπτει τον περιβάλλοντα χωροχρόνο – διαθλά το φως του πιο μακρινού άστρου λειτουργώντας σαν μεγεθυντικός φακός μέσα από τον οποίο το άστρο και οι πλανήτες που κινούνται γύρω από αυτό γίνονται ορατά από τη Γη. Η τεχνική αυξάνει το μέγεθος και τη φωτεινότητα ενός κοσμικού σώματος ως και 20 φορές.

Η τεχνική του βαρυτικού φακού διαφέρει σημαντικά από τις δυο κύριες μεθόδους που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για την αναζήτηση εξωπλανητών – τη μέθοδο της διάβασης, η οποία βασίζεται στη σκίαση ενός άστρου καθώς ένας πλανήτης διαβαίνει από μπροστά του, και τη μέθοδο της ακτινικής ταχύτητας, η οποία βασίζεται στην αλλαγή της ακτινικής ταχύτητας ενός άστρου (της κίνησής του δηλαδή σε σχέση με τον Ήλιο) εξ αιτίας της βαρυτικής επιρροής που προκαλεί σε αυτό ένας πλανήτης που περιφέρεται γύρω του.

Ο μεγεθυντικός φακός

Ένας πανάρχαιος γαλαξίας σε απόσταση 13,2 δισεκατομμύρια έτη φωτός. One of the earliest galaxies ever seen - as it appeared 13.2 billion years ago.

Οι ερευνητές άφησαν «ανοικτή» την κάμερα του Hubble για 50 συνεχόμενες ώρες με αποτέλεσμα το τηλεσκόπιο να συλλέξει ποσότητες συμπαντικού φωτός ικανές να του επιτρέψουν να «δει» γαλαξίες που βρίσκονται στις εσχατιές του Σύμπαντος και εξαιτίας της απόστασης αλλά και άλλων χαρακτηριστικών τους (π.χ μέγεθος) το φως τους είναι πολύ αχνό και εξαιρετικά δύσκολο να εντοπισθεί και απομονωθεί για να μελετηθεί.

Το Hubble χρησιμοποίησε ως… μεγεθυντικό φακό το απομακρυσμένο γαλαξιακό σμήνος Abell 2744 που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 3,5 δισ. έτη φωτός και είναι ευρύτερα γνωστό  ως «Σμήνος της Πανδώρας». Πρόκειται στην πραγματικότητα για τέσσερα γειτονικά σμήνη γαλαξιών με συνολική έκταση άνω των δύο εκατομμυρίων ετών φωτός.

Το πανάρχαιο σμήνος

These previously unseen galaxies gave birth to most stars in the cosmos today.

Το Hubble κατάφερε τελικά να εντοπίσει και να φωτογραφίσει περί τους τρεις χιλιάδες γαλαξίες που δημιουργήθηκαν τα πρώτα δύο δισεκατομμύρια έτη μετά τη γέννηση του Σύμπαντος. Ορισμένοι εξ αυτών σχηματίστηκαν σύμφωνα με τους ερευνητές μόλις 500 εκατομμύρια έτη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που συνέβη πριν από περίπου 13.7 δισ. έτη και από αυτή προέκυψε ο Κόσμος στον οποίο ζούμε.

«Είναι η βαθύτερη φωτογράφηση του σύμπαντος που έχει γίνει ποτέ. Βλέπουμε πράγματα 10 έως 20 φορές πιο αχνά από ό,τι έχουμε δει ποτέ», δήλωσε η επικεφαλής της έρευνας Τζένιφερ Λοτζ στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρίας που γίνεται αυτές τις μέρες στην Ουάσινγκτον. H Λοτζ εργάζεται στο Space Telescope Science Institute στη Βαλτιμόρη. Η ανακάλυψη των πανάρχαιων γαλαξιών δημοσιεύεται στον δικτυακό τόπο επιστημονικών προδημοσιεύσεων arXiv.

Αν δεν προκύψει κάποιο πρόβλημα τον Μάιο είναι προγραμματισμένη μια ακόμη αναβάθμιση του Hubble το οποίο θα μπορεί να αφήνει ανοικτές τις κάμερες του και να συλλέγει δεδομένα αδιάλειπτα για περισσότερες από 100 ώρες. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορεί να εντοπίζει και να φωτογραφίζει με ακόμη μεγαλύτερη λεπτομέρεια άστρα και γαλαξίες στα βάθη του Σύμπαντος.

Το εργοστάσιο της σκόνης, Supernova's Super Dust Factory Imaged with ALMA

Στην καρδιά του υπερκανιφανoύς αστέρα 1987Α εντοπίστηκαν τεράστιες ποσότητες κοσμικής σκόνης. This artist's illustration of Supernova 1987A reveals the cold inner regions of the exploded star's remnants (in red) where tremendous amounts of dust were detected and imaged by ALMA. This inner region is contrasted with the outer shell (lacy white and blue circles), where the energy from the supernova is colliding with the envelope of gas ejected from the star prior to its powerful detonation. Credit: Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF), NASA Hubble, NASA Chandra

Εντοπίστηκαν γιγάντιες ποσότητες κοσμικής σκόνης στο εσωτερικό ενός υπερκαινοφανούς αστέρα. Η ανακάλυψη δείχνει τον κρίσιμο ρόλο που παίζουν οι εκρήξεις σουπερνόβα στην εξέλιξη του Σύμπαντος.

Κοσμικό εργοστάσιο

Composite image of supernova 1987A. ALMA data (in red) shows newly formed dust in the center of the remnant. HST (in green) and Chandra (in blue) show the expanding shockwave. Credit: Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF); NASA Hubble; NASA Chandra

Το φως του έφτασε στη Γη το 1987Α από το Μεγάλο Μαγγελανικό Νέφος και οι επιστήμονες του έδωσαν το όνομα 1987Α. Πρόκειται για έναν από τους πιο ενδιαφέροντες, όπως αποδεικνύεται, υπερκαινοφανείς αστέρες που μελετούν οι επιστήμονες. Ομάδα ερευνητών στις ΗΠΑ διαπίστωσε ότι στο εσωτερικό του βρίσκονται τεράστιες ποσότητες κοσμικής σκόνης.

Οι επιστήμονες υποψιάζονταν ότι η έκρηξη σουπερνόβα παράγει κοσμική σκόνη. Όμως δεν ήταν βέβαιοι αν παράγονται πολύ μεγάλες ποσότητες, ικανές για παράδειγμα να γεμίσουν με κοσμική σκόνη το Σύμπαν, όταν αυτό ήταν σε βρεφική ηλικία, και να ξεκινήσει ο σχηματισμός γαλαξιών.

Μελετώντας δεδομένα από τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Chandra και τα ραδιοτηλεσκόπια του αστεροσκοπείου ALMA στη Χιλή οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο 1987Α αποτέλεσε ένα πραγματικό εργοστάσιο παραγωγής κοσμικής σκόνης, μεγάλο μέρος της οποίας εξακολουθεί να βρίσκεται εγκλωβισμένο στο εσωτερικό του. Η ανακάλυψη έρχεται να στηρίξει τη θεωρία για τον κρίσιμο ρόλο των υπερκαινοφανών αστέρων στη λειτουργία και εξέλιξη του Σύμπαντος.

Οι ερευνητές έκαναν τη σχετική ανακοίνωση στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρίας που πραγματοποιείται αυτές τις μέρες στην Ουάσινγκτον και θα δημοσιεύσουν τα ευρήματά τους στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal Letters».

Μια Γη από… αέρα, Kepler Finds an Earth-Sized “Gas Giant”

Καλλιτεχνική απεικόνιση του εξωπλανήτη που έχει μάζα ίδια με αυτή της Γης. Artist’s impression of KOI-314c, a gas-covered planet with the same mass as Earth. Credit: C. Pulliam & D. Aguilar (CfA)

Διεθνής ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε ένα ακόμη εξωπλανήτη. Πρόκειται για ένα πλανήτη με ορισμένα του χαρακτηριστικά να είναι κοινά με αυτά της Γης.

Ίδια μάζα άλλη σύσταση

Σύγκριση των διαστάσεων Γης και KOI-314c. Relative size comparison of KOI-314c and Earth; both have similar mass. (J. Major)

Οι ερευνητές μελετούσαν δεδομένα που έχει στείλει το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler που μετά από περίπου πέντε χρόνια εντυπωσιακών αποτελεσμάτων έχει (προς το παρόν τουλάχιστον) διακόψει τη λειτουργία του. Διαπίστωσαν ότι σε απόσταση 200 ετών φωτός από εμάς υπάρχει ένας εξωπλανήτης με μάζα όσο αυτή της Γης.

Ο πλανήτης έλαβε την κωδική ονομασία ΚΟΙ-314c και διαθέτει παρόμοια μάζα με τη Γη όμως η διάμετρός του είναι 60% μεγαλύτερη. Οι ερευνητές εξακρίβωσαν ότι πρόκειται για ένα πλανήτη αερίων που  διαθέτει μια πολύ μεγάλη και πυκνή ατμόσφαιρα.Ο ΚΟΙ-314c περιφέρεται γύρω από ερυθρό νάνο, ολοκληρώνοντας μια πλήρη τροχιά κάθε 23 ημέρες.

Η θερμοκρασία του πλανήτη υπολογίζεται ότι αγγίζει τους 105 βαθμούς Κελσίου, δηλαδή είναι πολύ θερμός για τη φιλοξενία ζωής  . Την ανακάλυψη έκαναν ερευνητές με επικεφαλής επιστήμονες του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian και την ανακοίνωσαν στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρίας που γίνεται αυτές τις μέρες στην Ουάσινγκτον.