Κυριακή 18 Δεκεμβρίου 2011

Το Voyager στελνει δεδομένα από την άκρη του ηλιακού μας συστήματος



Μια διεθνής ομάδα ερευνητών ανέφερε για πρώτη φορά τον εντοπισμό μιας συγκεκριμένης ατομικής γραμμής εκπομπής του υδρογόνου από τον Γαλαξία μας, χρησιμοποιώντας τα εναπομείναντα σε λειτουργία όργανα του διαστημόπλοιου Voyager. Αυτή η εκπομπή έχει ήδη εντοπιστεί από πολύ πιο μακρινά αντικείμενα και χρησιμοποιείται για να βρει γαλαξίες στους οποίους υπάρχει σχηματισμός άστρων. Χρησιμοποιείται επίσης για να εξετάσει την εποχή του επαναϊονισμού - δηλαδή το σχηματισμό των πρώτων άστρων μετά τα "σκοτεινά χρόνια" του σύμπαντος - και έτσι έχει μεγάλη σημασία για τους αστρονόμους.

Οι αστρονόμοι συνήθως παρατηρούν αστρονομικά αντικείμενα και φαινόμενα που είναι πολλά εκατομμύρια έτη φωτός μακριά - σήμερα το πλέον απομακρυσμένο αντικείμενο παρατηρείται σε μια απόσταση 13.14 εκατομμύρια έτη φωτός. Παραδόξως όμως, υπάρχουν φαινόμενα που συμβαίνουν μέσα στα όρια του γαλαξία μας, που δεν έχουν βρεθεί και μελετηθεί. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η "Lyman-alpha (Lyα) εκπομπή" (121,6 nm) που παράγεται όταν ένα ηλεκτρόνιο μεταβαίνει μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου επίπεδου ενέργειας του υδρογόνου. Η γαλαξιακή εκπομπή Lyα αποτελεί σημαντικό δείκτη του ποσοστού σχηματισμού νεαρών αστέρων στο Γαλαξία μας, το ιονισμένο περιβάλλον  στο οποίο η ατμόσφαιρα των νέων πλανητών εξελίσσεται και το ποσό του αναταραγμένου αερίου στο διαστρικό μέσο.

Αν  και μετατοπισμένες γραμμές εκπομπής Lya  έχουν εντοπιστεί σε άλλους γαλαξίες, δεν είχαν ανιχνευθεί στο Γαλαξία μας λόγω του ότι άλλες λαμπρότερες εκπομπές τις "έπνιγαν", όπως το φως της πόλης μπλοκάρει το φως των άστρων να φτάσει σε μας. Όμως τα διαστημόπλοια Voyager που αυτή τη στιγμή είναι στα όρια της Ηλιόσφαιρας κατάφεραν να τις μετρήσουν.

Χρησιμοποιώντας τα πρόσφατα δεδομένα από το Voyager, που εκτοξεύθηκε από τη NASA το 1977, η Rosine Lallement από το Observatoire de Paris και συνάδελφοί του από την ΗΠΑ και την Ρωσία, μελέτησαν πρώτοι και επιβεβαίωσαν ότι οι εκπομπές αυτές προέρχονται κυρίως από περιοχές όπου καυτά νέα άστρα σχηματίζονται. Καθώς τα Voyager συνεχίζουν να κινούνται ακόμη πιο μακριά από το Ηλιακό μας σύστημα θα καταφέρουν να ανιχνεύσουν ακόμη πιο αμυδρή ακτινοβολία που έρχεται από τον Γαλαξία μας.

Οι αστρονόμοι μελετούν το ποσό της υπεριώδους ακτινοβολίας Lyα που εκπέμπεται από ένα γαλαξία, επειδή αντιστοιχεί στο ρυθμό με τον οποίο τα αστέρια γεννιούνται μέσα σε αυτόν, δηλαδή ο ρυθμός σχηματισμού αστέρων (SFR) του γαλαξία. Η Lallement εξηγεί ότι ένας από τους κύριους στόχους για τους αστρονόμους είναι να εντοπίσουν πότε εμφανίστηκαν για πρώτη φορά αστέρια στο νεαρό σύμπαν ανιχνεύοντας και ερμηνεύοντας σωστά τις εκπομπές Lya και από άλλους γαλαξίες. Ωστόσο η αντιστοίχηση μεταξύ εκπομπών Lya και του ρυθμού σχηματισμού αστέρων (SFR) δεν είναι εύκολη λόγω του πολύπλοκου τρόπου με τον οποίο διαδίδεται η ακτινοβολία από έναν μακρινό γαλαξία. Ένα φωτόνιο εκπομπής Lya μπορεί να απορροφηθεί και να σκεδαστεί από αμέτρητα ουδέτερα νέφη υδρογόνου που βρίσκονται στου γαλαξίες και ως εκ τούτου να χαθεί η προέλευσή του λόγω της τυχαίας διαδρομής του.

Έτσι η προσεκτική μέτρηση και παρατήρηση της εκπομπής Lya του Γαλαξία μας θα μας βοηθήσει στο να μελετήσουμε και να βαθμονομήσουμε τα μοντέλα διάδοσης φωτονίων από εκπομπή Lya για μακρινούς γαλαξίες.

H Rosine Lallement λέει: "Για πρώτη φορά στη περίπτωση του Γαλαξία μας έχουμε μετρήσεις εκπομπής Lya και όλες τις απαραίτητες μετρήσεις για να τσεκάρουμε τα μοντέλα μας."
Η εκπομπή Lya μπορεί να εντοπίσει SFR σε πολύ απομακρυσμένους γαλαξίες με redshift από z=2 μέχρι z=6.

Δυστυχώς, η ενέργεια των διαστημόπλοιων  Voyager μειώνεται καθώς κινούνται όλο και πιο μακριά από τον Ήλιο. Πράγματι, κανένα στοιχείο δεν θα φτάνει στη Γη πέρα από 2020-2025. Για εξοικονόμηση ενέργειας, τα όργανα UV δεν είναι πλέον σε θέση να αλλάζουν διεύθυνση προς μια συγκεκριμένη πηγή. Δεδομένα θα εξακολουθούν να καταγράφονται, αλλά σε μια σταθερή κατεύθυνση. Ας ελπίσουμε, ότι θα βρούμε ακόμα νέες και χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τη γαλαξιακή εκπομπή Lyα και για το διαστρικό αέριο μέχρι τότε.