Η βασική λειτουργία του Planet Physics είναι να ενθαρρύνει, να προωθήσει και να υποστηρίξει την εκπαίδευση στον τομέα της Φυσικής, κάνοντας τη μάθηση απτή, ενδιαφέρουσα και διαδραστική.

Ακίνητοι (σύστημα αναφοράς)

.

Έχετε καθίσει ποτέ σε μια ξαπλώστρα στην παραλία, αγναντεύοντας τη θάλασσα και νομίζοντας ότι είστε ακίνητοι; Σε σχέση με την ξαπλώστρα, πράγματι ήσασταν ακίνητοι. Ας το εξετάσουμε όμως λίγο γενικότερα…

.

Αρχικά, η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της, ολοκληρώνοντας μια πλήρη στροφή περίπου κάθε 24 ώρες. Αυτή η περιστροφή σας μετακινεί με ταχύτητα περίπου 1.670 χιλιομέτρων την ώρα, αν βρίσκεστε κοντά στον ισημερινό. Έτσι, ακόμα και όταν κάθεστε, περιστρέφεστε πιο γρήγορα από ένα εμπορικό αεροπλάνο!

.

Ενώ η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της, περιστρέφεται επίσης γύρω από τον Ήλιο, με μέση ταχύτητα περίπου 107.000 χιλιομέτρων την ώρα. Αυτό σημαίνει ότι εκτός από την περιστροφή της, η Γη κινείται μέσα στο διάστημα σε μια γιγαντιαία σπείρα γύρω από το άστρο μας.

.

Ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα, συμπεριλαμβανομένης της Γης, βρίσκεται επίσης σε κίνηση. Βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας με μια εκπληκτική ταχύτητα περίπου 828.000 χιλιομέτρων την ώρα. Μια πλήρης περιστροφή γύρω από τα γαλαξιακό κέντρο διαρκεί περίπου 225.000.000 χρόνια.

.

Μήπως όμως…κινείται και ο Γαλαξίας μας; Ο Γαλαξίας μας είναι μέρος μιας μεγαλύτερης κοσμικής δομής και κινείται προς τον γαλαξία της Ανδρομέδας με ταχύτητα περίπου 402.000 χιλιομέτρων την ώρα.

.

Και σαν να μην έφταναν όλα αυτά, η ίδια η δομή του σύμπαντος διαστέλλεται. Αυτό σημαίνει ότι σε μεγάλη κλίμακα, τα πάντα απομακρύνονται από όλα τα άλλα. Ο ρυθμός αυτής της διαστολής περιγράφεται από τη σταθερά Hubble, η οποία είναι περίπου 73,3 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά Megaparsec απόστασης (1 parsec ισούται περίπου με 3,3 έτη φωτός).

.

Η έννοια της “ακινησίας” είναι βαθιά ριζωμένη στη σχετικότητα- εξαρτάται από το σύστημα αναφοράς. Μπορεί να αισθάνεστε ακίνητοι ενώ κάθεστε σε μια ξαπλώστρα, αλλά αυτό ισχύει σε σχέση με την ξαπλώστρα και την παραλία. Σε ευρύτερο πλαίσιο, δεν είμαστε καθόλου ακίνητοι. Σε σχέση με τον Ήλιο ή τους μακρινούς γαλαξίες, στην πραγματικότητα κινούμαστε με ιλιγγιώδεις ταχύτητες, συμμετέχοντας σε ένα «κοσμικό ταξίδι» που συχνά αγνοούμε ή ξεχνάμε…

Betelgeuse – έκρηξη supernova

.

Σήμερα, θα ασχοληθούμε με μερικά συναρπαστικά νέα σχετικά με τον Betelgeuse, έναν κόκκινο υπεργίγαντα που έχει γοητεύσει τους αστρονόμους και τους λάτρεις της Αστρονομίας. Μια πρόσφατη μελέτη δείχνει ότι μπορεί να έχουμε υποτιμήσει σημαντικά τόσο το μέγεθος αυτού του ουράνιου γίγαντα όσο και το εξελικτικό του χρονοδιάγραμμα.

.

Για χρόνια, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο Betelgeuse απείχε εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια από το να γίνει υπερκαινοφανής (supernova). Ωστόσο, η νέα έρευνα δείχνει ότι το άστρο αυτό θα μπορούσε να βρίσκεται στα πρόθυρα μιας θεαματικής έκρηξης, που ενδεχομένως να συμβεί μέσα σε λίγες μόνο δεκαετίες. Αυτό είναι πρωτοποριακό, επειδή ο Betelgeuse απέχει «μόνο» 650 έτη φωτός από τη Γη. Με κοσμικούς όρους, είναι πρακτικά δίπλα μας!

.

Γιατί είναι τόσο συναρπαστικό; Το φως που βλέπουμε σήμερα από τον Betelgeuse έφυγε από το άστρο πριν από 650 χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι αν η νέα μελέτη είναι ακριβής, ο Betelgeuse μπορεί να έχει ήδη εκραγεί σε πραγματικό χρόνο και θα μπορούσαμε να γίνουμε μάρτυρες αυτού του εντυπωσιακού γεγονότος στη διάρκεια της ζωής μας.

.

Τα συμπεράσματα της μελέτης βασίζονται σε μια ανάλυση των φυσικών συχνοτήτων του άστρου. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο Betelgeuse μπορεί να έχει σχεδόν εξαντλήσει όλο τον άνθρακα του, ένα κρίσιμο στοιχείο για τον κύκλο ζωής του. Αυτή η εξάντληση θα μπορούσε να είναι ο προάγγελος της επικείμενης μετατροπής του άστρου σε υπερκαινοφανή.

.

Τι σημαίνει λοιπόν αυτό για εμάς; Αν ο Betelgeuse έχει όντως γίνει υπερκαινοφανής, η έκρηξη θα ήταν ορατή ακόμη και κατά τη διάρκεια της ημέρας και θα μπορούσε να είναι τόσο φωτεινή όσο η Σελήνη, για εβδομάδες ή ακόμη και μήνες. Θα ήταν ένα κοσμικό θέαμα που δεν έχει ξαναδεί η ανθρωπότητα.

.

Συνοψίζοντας, ο κόκκινος υπεργίγαντας Betelgeuse μπορεί να βρίσκεται πολύ πιο κοντά στο εκρηκτικό του τέλος απ’ ό,τι νομίζαμε προηγουμένως. Αν η νέα έρευνα επιβεβαιωθεί, ίσως είμαστε από τις τυχερές γενιές που θα γίνουν μάρτυρες μιας από τις πιο μαγευτικές επιδείξεις του σύμπαντος!

Μέτρηση αποστάσεων στο διάστημα

.

Έχετε ποτέ κοιτάξει τον νυχτερινό ουρανό και έχετε αναρωτηθεί πόσο μακριά βρίσκονται αυτά τα αστέρια που λάμπουν ή οι μεγαλοπρεπείς πλανήτες από τη Γη; Οι αποστάσεις είναι τόσο τεράστιες, που οι συνηθισμένες μονάδες όπως τα χιλιόμετρα δεν αρκούν. Αντ’ αυτών, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν μονάδες όπως το “έτος φωτός” ή το “parsec” που αντιστοιχεί σε περίπου 3,26 έτη φωτός. Πώς όμως μετράνε οι επιστήμονες αυτές τις τεράστιες αποστάσεις;

.

Μια από τις πιο θεμελιώδεις τεχνικές ονομάζεται “αστρική παράλλαξη”. Φανταστείτε να κρατάτε τον αντίχειρά σας ψηλά και να κλείνετε το ένα σας μάτι, και στη συνέχεια να κλείνετε το άλλο μάτι. Θα παρατηρήσετε ότι ο αντίχειράς σας φαίνεται να “κινείται” σε σχέση με το φόντο. Αυτή η φαινομενική κίνηση οφείλεται στην αλλαγή της οπτικής σας γωνίας. Παρομοίως, οι αστρονόμοι παρατηρούν ένα αστέρι από δύο αντιδιαμετρικά σημεία της τροχιάς της Γης γύρω από τον Ήλιο. Η φαινομενική μετατόπιση του αστέρα έναντι των πιο απομακρυσμένων αστέρων του φόντου παρέχει μια «γωνία παράλλαξης». Χρησιμοποιώντας αυτή τη γωνία και τη γνωστή απόσταση μεταξύ των δύο σημείων παρατήρησης, η τριγωνομετρία μας βοηθά να υπολογίσουμε την απόσταση του αστέρα.

.

Για πιο μακρινά ουράνια σώματα, όπως άλλοι γαλαξίες, η μέθοδος της παράλλαξης είναι αναποτελεσματική. Εδώ, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τα “πρότυπα κεριά”, αντικείμενα με γνωστή φωτεινότητα. Συγκρίνοντας την παρατηρούμενη φωτεινότητα αυτών των αντικειμένων με την πραγματική τους φωτεινότητα, μπορεί να προσδιοριστεί η απόσταση. Οι υπερκαινοφανείς τύπου Ia χρησιμοποιούνται συχνά ως πρότυπα κεριά επειδή έχουν σταθερή μέγιστη φωτεινότητα.

.

Όταν πρόκειται για ακόμη πιο μακρινά αντικείμενα στο σύμπαν, μπαίνει στο παιχνίδι η έννοια της “ερυθρής μετατόπισης”. Καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, το φως από μακρινούς γαλαξίες «τεντώνεται», κάνοντάς το να φαίνεται πιο κόκκινο. Μετρώντας πόσο έχει μετατοπιστεί το φως προς το ερυθρό, οι αστρονόμοι μπορούν να εκτιμήσουν την απόσταση αυτών των μακρινών γαλαξιών.

Τα πιο κοντινά μας αστέρια

.

Σήμερα, ας κάνουμε ένα ταξίδι στην κοσμική μας γειτονιά. Συχνά ατενίζουμε τον νυχτερινό ουρανό, θαυμάζοντας τα αστέρια που λάμπουν, αλλά έχετε αναρωτηθεί ποτέ ποια αστέρια είναι οι πιο κοντινοί μας γείτονες; Ας το ανακαλύψουμε!

.

Ο πλησιέστερος ουράνιος γείτονάς μας είναι ο Εγγύτατος του Κενταύρου (Proxima Centauri), που βρίσκεται μόλις 4,24 έτη φωτός μακριά. Είναι ένας «ερυθρός νάνος», μικρότερος και ψυχρότερος από τον Ήλιο μας. Είναι ενδιαφέρον ότι ο Εγγύτατος του Κενταύρου είναι μέρος ενός τριπλού αστρικού συστήματος, του Άλφα Κενταύρου, αλλά απέχει πολύ από τα άλλα δύο αστέρια του συστήματος. Ο Εγγύτατος του Κενταύρου έχει έναν εξωπλανήτη, τον Proxima b, στην κατοικήσιμη ζώνη του, όπου οι συνθήκες μπορεί να είναι κατάλληλες για υγρό νερό.

.

Ακολουθούν ο Άλφα Κενταύρου Α και ο Άλφα Κενταύρου Β, που βρίσκονται σε απόσταση 4,37 ετών φωτός από εμάς. Αυτά τα δύο αστέρια είναι παρόμοια με τον Ήλιο μας όσον αφορά το μέγεθος και τη θερμοκρασία. Βρίσκονται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο, δημιουργώντας έναν συναρπαστικό «ουράνιο χορό» που γοητεύει τους αστρονόμους εδώ και χρόνια. Ο Άλφα Κενταύρου Α θεωρείται συχνά “ηλιακός δίδυμος” λόγω των εντυπωσιακών ομοιοτήτων του με τον Ήλιο μας.

.

Ο Αστέρας του Μπάρναρντ (Barnard) είναι ένας άλλος ερυθρός νάνος, που βρίσκεται σε απόσταση 5,96 ετών φωτός. Αυτό που τον ξεχωρίζει είναι η ταχύτατη κίνησή του στον ουρανό, καθιστώντας τον το ταχύτερα κινούμενο αστέρι σε σχέση με το Ήλιο. Το άστρο αυτό έχει αποτελέσει αντικείμενο πολυάριθμων μελετών, καθώς κάποτε θεωρήθηκε ότι φιλοξενεί εξωπλανήτες, αν και αυτό έχει διαψευστεί.

.

Αν και δεν είναι το κοντινότερο, ο Σείριος αξίζει να αναφερθεί λόγω της λαμπρότητάς του. Σε απόσταση 8,6 ετών φωτός, είναι το λαμπρότερο αστέρι στον νυχτερινό ουρανό. Ο Σείριος είναι στην πραγματικότητα ένα δυαδικό σύστημα, αποτελούμενο από ένα ογκώδες άστρο, τον Σείριο Α, και έναν αχνό λευκό νάνο, τον Σείριο Β. Ο Σείριος ήταν σημαντικός σε διάφορους πολιτισμούς και είχε συνδεθεί με τον ερχομό του νέου έτους. Στις μέρες μας μάλιστα, υπάρχουν άνθρωποι που πιστεύουν ότι…οι Έλληνες προερχόμαστε από το Σείριο!!!