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.

Stephenson 2-18: το πιο μεγάλο αστέρι

.

Όταν κοιτάζουμε τον νυχτερινό ουρανό, βλέπουμε αστέρια που φαίνονται μικροσκοπικά και μακρινά. Ωστόσο, ορισμένα αστέρια εκεί έξω είναι τόσο τεράστια που ξεπερνούν τη φαντασία μας. Ένας τέτοιος ουράνιος γίγαντας είναι ο Stephenson 2-18, το μεγαλύτερο γνωστό αστέρι στο σύμπαν.

.

Φανταστείτε να αντικαταστήσετε τον Ήλιο με το Stephenson 2-18. Αυτό το άστρο είναι τόσο τεράστιο που οι άκρες του θα εκτείνονταν μέχρι την τροχιά του Κρόνου! Για να το θέσουμε αυτό σε προοπτική, το φως θα χρειαζόταν περίπου 9 ώρες (!) για να κάνει τον κύκλο του άστρου. Αν πετούσαμε γύρω από το Stephenson 2-18 με ένα αεροσκάφος που ταξιδεύει με ταχύτητα 925 χιλιομέτρων την ώρα, θα μας έπαιρνε το εκπληκτικό χρονικό διάστημα των 500 ετών για να ολοκληρώσουμε το ταξίδι.

.

Ο Stephenson 2-18 ταξινομείται ως ένας νεαρός κόκκινος υπεργίγαντας αστέρας και βρίσκεται περίπου 19.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Βρίσκεται σε ένα ανοιχτό σμήνος αστέρων γνωστό ως Stephenson 18. Αυτό το αστέρι δεν είναι απλώς μεγάλο, είναι επίσης απίστευτα φωτεινό. Επί του παρόντος, είναι περίπου 440.000 φορές πιο φωτεινό από τον Ήλιο μας.

.

Καθώς ο Stephenson 2-18 γερνάει, θα συνεχίσει να αυξάνεται τόσο σε μέγεθος όσο και σε φωτεινότητα. Τελικά, θα βρει ένα δραματικό τέλος, με μια θεαματική έκρηξη supernova. Αυτό το κατακλυσμιαίο γεγονός θα γεννήσει μια αστρική μαύρη τρύπα, προσθέτοντας άλλη μια μυστηριώδη οντότητα στο σύμπαν.

.

Είναι σημαντικό να σημειώσουμε ότι υπάρχει μια αβεβαιότητα σχετικά με το μέγεθος του συγκεκριμένου αστέρα: το πρόβλημα είναι ότι υπερβαίνει αρκετά αυτό που οι τρέχουσες θεωρίες προβλέπουν. Σύμφωνα με τη θεωρία της αστρικής εξέλιξης, ο μεγαλύτερος αστέρας θα μπορούσε θεωρητικά να έχει ακτίνα το πολύ 1500 ηλιακές ακτίνες. Στην περίπτωση του Stephenson 2-18, οι μετρήσεις μας έδωσαν ακτίνα της τάξεως των 2150 ηλιακών ακτινών.

.

Θα χρειαστεί να βελτιώσουμε τις θεωρίες μας, τις μετρήσεις μας ή…(το πιο πιθανό) και τα δύο! Αστέρες σαν τον Stephenson 2-18 «σπρώχνουν» τα όρια της κατανόησης μας για το διάστημα και δείχνουν ότι η Επιστήμη προοδεύει επανεξετάζοντας και τροποποιώντας διαρκώς αυτό που την τρέχουσα στιγμή θεωρείται «δεδομένο».

Ο πλανήτης Άρης και οι δορυφόροι του, Φόβος και Δείμος

.

Ο Άρης, ο τέταρτος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος, είναι γνωστός ως ο “Κόκκινος Πλανήτης”. Η κοκκινωπή απόχρωσή του οφείλεται στο οξείδιο του σιδήρου στην επιφάνειά του. Ο Άρης φιλοξενεί τον «Όλυμπο», το ψηλότερο ηφαίστειο στο ηλιακό σύστημα. Μια ημέρα στον Άρη είναι σχεδόν πανομοιότυπη με μια γήινη ημέρα, διαρκώντας περίπου 24,6 ώρες. Στους πόλους του, υπάρχουν εκτάσεις πάγου από νερό και ξηρό πάγο (παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα), η επιφάνεια των οποίων αυξομειώνεται ανάλογα με την αλλαγή των εποχών.

.

Σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη Άρη βρίσκονται οι δορυφόροι του, ο Φόβος και ο Δείμος. Ο Φόβος είναι ο μεγαλύτερος από τους δύο και περιφέρεται γύρω από τον Άρη με πολύ γρήγορο ρυθμό, ολοκληρώνοντας μια περιφορά σε μόλις 7,6 ώρες! Η επιφάνειά του είναι σημαδεμένη από αυλακώσεις, που πιθανώς προκλήθηκαν από παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις με τον Άρη. Ο Δείμος, το μικρότερο φεγγάρι, χρειάζεται περίπου 30,3 ώρες για να ολοκληρώσει μια τροχιά και έχει πιο ομαλή επιφάνεια σε σύγκριση με τον Φόβο.

.

Αυτό που πραγματικά ξεχωρίζει στα φεγγάρια του Άρη είναι το ακανόνιστο σχήμα τους. Σε αντίθεση με το φεγγάρι της Γης, το οποίο είναι σφαιρικό, ο Φόβος και ο Δείμος δεν είναι. Γιατί συμβαίνει αυτό; Η απάντηση βρίσκεται στο μέγεθος και τη μάζα τους. Ο Φόβος και ο Δείμος είναι μικροσκοπικοί, με διάμετρο μόλις 22 και 13 χιλιόμετρα αντίστοιχα. Δεν έχουν την επαρκή μάζα και την «αυτό-βαρύτητα» (βαρύτητα που νιώθουν λόγω της ίδιας της μάζας τους) για να αποκτήσουν σφαιρικό σχήμα. Για να γίνει ένα ουράνιο σώμα σφαιρικό, θα χρειαζόταν ακτίνα περίπου 400 χιλιομέτρων, πολύ μεγαλύτερη από την ακτίνα αυτών των δύο δορυφόρων.

.

Από πού προήλθαν αυτοί οι δορυφόροι; Μια θεωρία υποστηρίζει ότι θα μπορούσαν να είναι πρώην μέλη της ζώνης αστεροειδών, τα οποία ο Άρης «κατέκτησε» βαρυτικά, πριν από πολύ καιρό. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει τα μικρά μεγέθη τους.

.

Σύμφωνα με τη μυθολογία, ο Φόβος και ο Δείμος ήταν γιοι του Άρη, του θεού του πολέμου. Φόβος σημαίνει…”φόβος” και Δείμος σημαίνει “τρόμος”. Σύμφωνα με τον Όμηρο (Ιλιάδα), τα ονόματα τους στόλιζαν την ασπίδα του Αγαμέμνονα.

.

Foto: Wikipedia, Kevin Gill (Άρης)

Ο Μεγάλος Ελκυστής

Ο Μεγάλος Ελκυστής είναι μια βαρυτική ανωμαλία που βρίσκεται περίπου 220 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη, στην κατεύθυνση του υπερσμήνους Ύδρα-Κένταυρος. Η περιοχή αυτή ασκεί μια βαρυτική έλξη τόσο ισχυρή, που επηρεάζει την κίνηση των γαλαξιών σε εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός. Το φαινόμενο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1970, όταν οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι ο Γαλαξίας μας, μαζί με άλλους κοντινούς γαλαξίες, κινούνταν προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση με ταχύτητα περίπου 600 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο.

.

Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα σχετικά με το Μεγάλο Ελκυστή, είναι ότι δεν μπορεί εύκολα να παρατηρηθεί άμεσα. Γιατί; Επειδή βρίσκεται στη “Ζώνη Αποφυγής” (Zone of Avoidance), μια περιοχή του ουρανού που καλύπτεται από το πυκνό αέριο και τη σκόνη του δικού μας γαλαξία. Αυτό καθιστά πολύ δύσκολο για τα οπτικά τηλεσκόπια να αποκτήσουν καθαρή θέα, αφήνοντας τους επιστήμονες να βασίζονται σε παρατηρήσεις ακτινών Χ και ραδιοκυμάτων για τη συλλογή δεδομένων.

.

Διάφορες θεωρίες έχουν προταθεί για να εξηγήσουν την τεράστια βαρυτική έλξη του Μεγάλου Ελκυστή, αλλά καμία από αυτές δεν έχει αποδειχθεί. Η τελευταία ήταν το 2016, από μια πολυεθνική ομάδα Νοτιοαφρικάνων, Ευρωπαίων και Αυστραλών ερευνητών. Η ερευνητική ομάδα, χρησιμοποιώντας δεδομένα από φασματογράφους και τηλεσκόπια, εντόπισε μια περιοχή γαλαξιακής «υπερπυκνότητας», που συνάδει με τον χαρακτηρισμό “υπερσμήνος”. Ανακοίνωσε έτσι την ανακάλυψη του υπερσμήνους «Vela», που θα μπορούσε να αποτελεί την απαιτούμενη εξήγηση για μια βαρυτική έλξη στη «γειτονιά» του υπερσμήνους Shapley, που βρίσκεται και ο Μεγάλος Ελκυστής.

.

Ο Μεγάλος Ελκυστής συνεχίζει να αποτελεί αντικείμενο έντονης μελέτης και συζήτησης. Με την πρόοδο της τεχνολογίας και των μεθόδων παρατήρησης, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι το πέπλο του μυστηρίου θα αρθεί τελικά. Μέχρι τότε, ο Μεγάλος Ελκυστής παραμένει ένα από τα πιο γοητευτικά αινίγματα στην προσπάθειά μας να κατανοήσουμε το σύμπαν.

.

Φωτογραφία: Hubble. Αποτυπώνεται η περιοχή στην οποία θεωρείται ότι βρίσκεται ο Μεγάλος Ελκυστής

Θερμόσφαιρα, το πιο “καυτό” μέρος της ατμόσφαιρας

Σήμερα, θα κάνουμε ένα ταξίδι ψηλά πάνω από την επιφάνεια της Γης για να εξερευνήσουμε τη θερμόσφαιρα, ένα στρώμα της ατμόσφαιρας που είναι τόσο συναρπαστικό, όσο και μυστηριώδες. Η θερμόσφαιρα, που βρίσκεται μεταξύ 85 και 600 χιλιομέτρων πάνω από τη Γη, είναι ένα βασίλειο των άκρων, όπου οι θερμοκρασίες μπορούν να φτάσουν μέχρι και τους 2.500°C!

.

Η θερμόσφαιρα θερμαίνεται κυρίως από την υπεριώδη ακτινοβολία και τις ακτίνες Χ του Ήλιου. Όταν αυτά τα φωτόνια υψηλής ενέργειας συγκρούονται με τα αραιά μόρια του αέρα, μεταφέρουν ενέργεια, προκαλώντας τη “διέγερση” των μορίων, αυξάνοντας έτσι τη θερμοκρασία. Η θερμόσφαιρα είναι το στρώμα που εμφανίζονται το βόρειο και το νότιο σέλας. Φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο αλληλεπιδρούν με το μαγνητικό πεδίο της Γης και συγκρούονται με μόρια οξυγόνου και αζώτου, παράγοντας ζωντανά χρώματα που φωτίζουν τον νυχτερινό ουρανό.

.

Παρά το γεγονός ότι το όνομά της υποδηλώνει θερμότητα, η θερμόσφαιρα μπορεί επίσης να είναι απίστευτα κρύα κατά τη διάρκεια της νύχτας, με θερμοκρασίες που πέφτουν σχεδόν στο απόλυτο μηδέν. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχουν πολύ λίγα μόρια που συγκρατούν τη θερμότητα.

.

Η θερμόσφαιρα χρησιμεύει ως «πύλη προς το διάστημα» και φιλοξενεί τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Ο ISS περιστρέφεται γύρω από τη Γη μέσα στη θερμόσφαιρα, όπου η αντίσταση του αέρα είναι ελάχιστη, επιτρέποντάς του να διατηρεί την ταχύτητά του και την τροχιά του με λιγότερα καύσιμα. Το στρώμα αυτό περιέχει επίσης την ιονόσφαιρα, ένα υπόστρωμα γεμάτο με φορτισμένα σωματίδια που παίζουν κρίσιμο ρόλο στις ραδιοεπικοινωνίες και τα σήματα GPS. Πώς όμως, ο ISS βρίσκεται σε ένα χώρο με τόσο υψηλή θερμοκρασία, χωρίς να λιώνουν τα μέρη που τον αποτελούν;

.

Αν και η θερμοκρασία της θερμόσφαιρας είναι τρομακτικά υψηλή, στην πραγματικότητα δεν το νιώθουμε. Αν τοποθετούσαμε το χέρι μας στην περιοχή, δεν θα αισθανόμασταν ζέστη, επειδή η πυκνότητα του αέρα είναι τόσο χαμηλή, που δεν υπάρχουν αρκετά μόρια για να μεταφέρουν θερμότητα στο δέρμα μας.