Τα φωτοστέφανα του Κόσμου

Πριν από λίγες εβδομάδες μια νέα υπέρυθρη εικόνα του διαστημικού τηλεσκοπίου Spitzer αποκάλυψε τις ιδιαιτερότητες του NGC 1291, ενός γερασμένου γαλαξία ηλικίας 12 δισεκατομμυρίων ετών, ο οποίος περιέργως συνεχίζει να παράγει άστρα.

Στην εικόνα διακρίνεται ένας δακτύλιος να περιβάλλει τον γαλαξία –πρόκειται για μια ζώνη στην οποία «ανάβουν» νέα άστρα και αναγκάζουν τη σκόνη γύρω τους να λάμπει στο φάσμα του υπέρυθρου. Στο εσωτερικό του γαλαξία το διαθέσιμο υδρογόνο έχει πια εξαντληθεί και κάθε διαδικασία αστρογένεσης έχει σταματήσει. Η περιοχή αυτή εκπέμπει ακτινοβολία σε μικρότερα μήκη κύματος, τα οποία εμφανίζονται με γαλάζιο χρώμα.

Το κόκκινο χρώμα του εξωτερικού δακτυλίου είναι επίσης τεχνητό –επιλέχθηκε για να τονίζει τα μεγαλύτερα μήκη κύματος της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Παρά την προχωρημένη ηλικία του, ο NGC 1291 απέχει μόλις 33 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, στην κατεύθυνση του αστερισμού του Ηριδανού.

Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα μια εντυπωσιακή φωτογραφία στην οποία απεικονίζεται το γιγάντιο νέφος αερίου που περιβάλλει το γαλαξιακό σμήνος στο οποίο ανήκει και ο γαλαξίας μας. Οι επιστήμονες έχουν ονομάσει αυτό το νέφος «Γαλαξιακή Αλω».

Ομάδα αστρονόμων στις ΗΠΑ χρησιμοποίησε διαστημικά τηλεσκόπια και δορυφόρους (Chandra, XMM-Newton, Suzaku) για να χαρτογραφήσει το γαλαξιακό «φωτοστέφανο» και να αποκαλύψει διάφορα στοιχεία σχετικά με αυτό. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ακτίνα του έχει μήκος 300.000 έτη φωτός (πιθανώς και μεγαλύτερη), ενώ η θερμοκρασία του κυμαίνεται από 1 ως 2,5 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη καταφέρει να υπολογίσουν τη μάζα του νέφους που εκπέμπει ένα γαλαζωπό φως.

Τα νέα δεδομένα θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να βρουν απαντήσεις σχετικά με ένα από τα μεγαλύτερα κοσμικά μυστήρια, το πού βρίσκονται τα «χαμένα βαρυόνια».

Η λεγόμενη «βαρυονική ύλη» περιλαμβάνει τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια, όλα δηλαδή τα συστατικά από τα οποία αποτελούνται τα άτομα της ύλης που είναι τα «δομικά στοιχεία» των κοσμικών σωμάτων (άστρων, πλανητών κ.τ.λ.). Η κρατούσα θεωρία αναφέρει ότι η βαρυονική ύλη αποτελεί ποσοστό 1%-10% της συνολικής ύλης του Σύμπαντος.

Οι επιστήμονες ωστόσο υπολογίζουν ότι στα άστρα, στα αέρια και στη σκόνη μέσα στους γαλαξίες του Σύμπαντος υπάρχει μόλις το 40% της εκτιμώμενης βαρυονικής ύλης. Ετσι εδώ και χρόνια οι ειδικοί ψάχνουν να βρουν πού βρίσκεται η υπόλοιπη, η «χαμένη βαρυονική ύλη», όπως έχει ονομαστεί.

Πριν από τέσσερα χρόνια η αποστολή IBEX (Εξερευνητής Διαστρικού Συνόρου) της NASA εντόπισε στα σύνορα του ηλιακού μας συστήματος ένα λαμπερό «στεφάνι». Αυτό το κοσμικό φωτοστέφανο βρίσκεται στην περιοχή όπου τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου αναχαιτίζονται από την εισερχόμενη κοσμική ακτινοβολία. Οι επιστήμονες μελετούν αυτόν τον φωτεινό δακτύλιο και έχουν τώρα κάποιες απαντήσεις για το πώς σχηματίστηκε.

Οι ηλιακοί άνεμοι αποτελούνται από φορτισμένα σωματίδια (ιόντα) που ταξιδεύουν σε κάθε κατεύθυνση με πολύ μεγάλες ταχύτητες. Κατά την κίνησή τους τα φορτισμένα σωματίδια κάποια στιγμή γίνονται ηλεκτρικά ουδέτερα. Η πλειονότητα των ουδέτερων ατόμων που βγαίνουν από τα όρια του ηλιακού μας συστήματος το εγκαταλείπουν οριστικά, δεν επιστρέφουν σε αυτό. Ορισμένα ουδέτερα άτομα όμως κατά την έξοδο τους από το ηλιακό σύστημα συγκρούονται με άλλα ουδέτερα άτομα με αποτέλεσμα να… επαναφορτίζονται. Αυτά τα εκ νέου φορτισμένα σωματίδια αρχίζουν να περιστρέφονται γύρω από το διαστρικό μαγνητικό πεδίο που υπάρχει εκεί που τελειώνει το ηλιακό μας σύστημα.

Στα σημεία όπου αυτό το μαγνητικό πεδίο είναι κάθετο προς την αρχική κίνηση των σωματιδίων αυτά σε πρώτη φάση διασκορπίζονται με ταχύτητα και στη συνέχεια «στοιβάζονται» σε ομάδες. Κάποια από αυτά τα σωματίδια ξεφεύγουν από το μαγνητικό πεδίο και επιστρέφουν πίσω στο ηλιακό μας σύστημα, όπου και γίνονται εκ νέου ουδέτερα. Επιστρέφοντας τα σωματίδια λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, όπως και στο διαστρικό μαγνητικό πεδίο, στοιβάζονται σε ομάδες δημιουργώντας έτσι μια λαμπερή κοσμική κορδέλα στα σύνορα του ηλιακού μας συστήματος.