Το παράξενο άστρο V838 Monocerotis

Ένας αυστραλός ερασιτέχνης αστρονόμος, o Nicholas Brown, ανακάλυψε τον Ιανουάριο του 2002 ένα άστρο να γίνεται ξαφνικά 600.000 φορές φωτεινότερο από όσο ο ήλιός μας. Πρόκειται για το  αντικείμενο V838 Mon που βρίσκεται 20.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη, μέσα στον σκοτεινό αστερισμό Μονόκερος.

Για λίγη ώρα το μυστηριώδες V838 Mon ήταν το φωτεινότερο αστέρι μέσα στο Γαλαξία μας, προτού προλάβει να εξασθενίσει. Πρόλαβε όμως να απελευθερώσει τόση πολλή ενέργεια κατά την έκρηξη του, που τα προηγούμενα στρώματά του που είχαν εκτιναχθεί στο διάστημα από προηγούμενες εκρήξεις – και τα οποία απομακρύνονται με τέτοιες ταχύτητες, που σήμερα έχουν διάμετρο πάνω από 10 έτη φωτός – φωτίζονταν με ένα φανταστικό τρόπο.

Το V838 Mon είναι ένα δυαδικό σύστημα ενός καυτού από τη μια και ενός ψυχρού άστρου από την άλλη, που βρίσκονται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο. Μάλιστα έχουν κάποιες ομοιότητες με τα ασταθή άστρα που ονομάζονται "μεταβλητά". Κανονικά στα δυαδικά συστήματα, το μεγαλύτερο ψυχρό άστρο διαστέλλεται και διώχνει το υλικό του, που φτάνει πάνω στο καυτό αστέρι με αποτέλεσμα το τελευταίο να αναφλέγεται με μία τεράστια έκρηξη.

Υπάρχουν διάφορες άλλες κατηγορίες άστρων, που έχουν τέτοιες τεράστιες εκρήξεις, συμπεριλαμβανομένων των νόβα και των υπερκαινοφανών, αλλά το αντικείμενο V838 Mon ήταν διαφορετικό από αυτές τις κατηγορίες.

Τα περισσότερα νόβα (novae), κανονικά, απλώς εκρήγνυνται και μειώνεται το φως τους αργά. Αυτό το άστρο όμως είχε τρεις σημαντικές αιχμές και αρκετές δευτερεύοντες αιχμές – έναν αριθμό εκρήξεων τη μια πάνω από την άλλη. Αυτό το φαινόμενο είναι πολύ δύσκολο να εξηγηθεί με τη χρησιμοποίηση των τυποποιημένων μοντέλων νόβα. Γιατί είναι πάρα πολύ φωτεινό, εκατό φορές φωτεινότερο από το φωτεινότερο γνωστό νόβα.

Έτσι, οι αστρονόμοι δεν καταλαβαίνουν πλήρως αυτή την θεαματική έκρηξη που μετασχημάτισε, για δέκα πέντε λεπτά περίπου, ένα αμυδρό αστέρι στο φωτεινότερο ψυχρό υπεργίγαντα μέσα στο Γαλαξία μας.

Επίσης, σε μια συνηθισμένη έκρηξη νόβα, τα εξωτερικά στρώματα του άστρου εκτινάσσονται στο διάστημα, αποκαλύπτοντας τον υπερ-καυτό πυρήνα στον οποίο  πραγματοποιείται η πυρηνική σύντηξη. Σε αντίθεση, με το αντικείμενο V838 Mon που η διάμετρος του αυξήθηκε πάρα πολύ, αλλά τα εξωτερικά στρώματά του ποτέ δεν αναστατώθηκαν ούτε και εκτινάχθηκαν.

Στην πραγματικότητα, το άστρο έγινε σχεδόν τόσο μεγάλο όσο και η διάμετρος της τροχιάς του Δία γύρω από τον ήλιο, ρίχνοντας έτσι τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του σε τόσο χαμηλά επίπεδα όσο και ένας λαμπτήρας φωτισμού.

Φωτεινή ηχώ

Το φως από αυτήν την ξαφνική έκρηξη φώτισε την διαστρική σκόνη γύρω από το άστρο, παράγοντας την πιο θεαματική "φωτεινή αντήχηση" στην ιστορία της αστρονομίας.

Καθώς το φως από την έκρηξη διαδίδεται προς τα έξω διαμέσου της σκόνης (που δημιουργήθηκε από τις προηγούμενες εκρήξεις), σκεδάζεται από αυτήν και ταξιδεύει προς τη Γη. Το διάχυτο φως έχει διανύσει περισσότερη απόσταση σε σύγκριση με το φως που φτάνει στη Γη απευθείας από την αστρική έκρηξη. Ένα τέτοιο φως – ηχώ είναι το οπτικό ανάλογο της ακουστικής ηχούς που παράγεται όταν ένας ήχος ανακλάται από τα γύρω εμπόδια.

Αντηχήσεις φωτός μέσα στο διάστημα: Αυτή η ακολουθία εικόνων από το Hubble, δείχνει τον διαστελλόμενο ερυθρό υπεργίγαντα V838 Monocerotis (στο κέντρο των εικόνων) σε διάφορες χρονικές περιόδους και την  "φωτεινή ηχώ” που οφείλεται στην ανάκλαση του φωτός από τα νέφη της σκόνης

Η "αντήχηση του φωτός" ή “φωτεινή ηχώ”, όπως ονομάζουν οι αστρονόμοι το φαινόμενο να φωτίζονται άλλα σκονισμένα νέφη, προσφέρει στους αστρονόμους έναν τρόπο να χαρτογραφήσουν την τρισδιάστατη δομή των κελύφων της σκόνης, τα οποία περιβάλλουν ένα γερασμένο αστέρι.

Όπως είπαμε όταν ένα αστέρι εκρήγνυται, αρχικά η λάμψη του φωτός φθάνει στη Γη άμεσα από το ίδιο το αστέρι. Έπειτα το φως μπορεί να ανακλαστεί από τη σκόνη που το περιβάλλει και να φθάσει στη Γη αργότερα, επειδή η πορεία εκείνης της ακτινοβολίας που ταξιδεύει είναι μεγαλύτερη.

Καθώς το φως από την πρωτογενή έκρηξη του άστρου συνεχίζει να ανακλάται από τη σκόνη, βλέπουμε τις συνεχώς μεταβαλλόμενες όψεις της  ακόνης που περιβάλει το άστρο. Με την ανάλυση αυτών των σπάνιων "αντηχήσεων του φωτός", οδηγούμαστε σε μια ακριβέστερη μέθοδο για να μετρήσουμε την απόσταση αυτών των αντικειμένων με τη βοήθεια της πόλωσης της φωτεινής ηχούς. Αυτή η μέθοδος μας έδωσε μια απόσταση 20.000 έτη φωτός για το V838 Mon.

Τι μπορεί να προκάλεσε την έκρηξη;

Αν και η αιτία για την έκρηξη δεν είναι ακόμα σαφής, μερικοί αστρονόμοι έχουν προτείνει ότι μπορεί να έχει προκύψει από μια σύγκρουση .

Μια προσέγγιση επικεντρώνεται σε μια σύγκρουση ανάμεσα σε δύο άστρα η οποία θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει τις προϋποθέσεις για τις παρατηρήσεις από τον Ιανουάριο του 2002 και μετέπειτα. Σύμφωνα με αυτή την προσέγγιση, η πρώτη έκλαμψη έλαβε χώρα όταν ένα σχετικά βαρύ άστρο (με μάζα περί τις οκτώ ηλιακές) είχε μια περιφερειακή σύγκρουση με ένα μικρότερο άστρο (με μάζα περίπου το ένα τρίτο της ηλιακής) το οποίο βρισκόταν σε τροχιά γύρω του.

H πρώτη αυτή εγγύς αλληλεπίδραση, δεν επέφερε δομικές αλλαγές στα δύο άστρα, προκάλεσε όμως μια έκλαμψη η οποία αντιστοιχεί στην αρχική παρατήρηση του Ιανουαρίου του 2002. H σχετική τροχιά των δύο άστρων τα έφερε σε ακόμα μικρότερη απόσταση σε έναν μήνα περίπου.  H αλληλεπίδραση  τους προκάλεσε τη δεύτερη και μεγαλύτερη σε ένταση έκρηξη και είχε ως αποτέλεσμα την έντονη διαταραχή της τροχιάς του μικρού άστρου.

Ως εκ τούτου, περίπου ένα μήνα αργότερα, το μικρότερο άστρο ουσιαστικά κατακερματίστηκε κατά τη διάρκεια της τρίτης του σύγκρουσης με το μεγαλύτερο. H ύλη του μικρότερου άστρου περιέβαλε το κυρίως άστρο, δημιουργώντας σταδιακά το σχετικά ψυχρό και διογκωμένο αντικείμενο που παρατηρήθηκε τον Οκτώβριο του 2002. Στην προσέγγιση αυτή τα δεδομένα μας οδηγούν σε μια τριπλή αστρική αλληλεπίδραση.

Η δεύτερη προσέγγιση δέχεται επίσης ότι το V838 Mon ήταν ένα άστρο-κανίβαλος, αλλά σύμφωνα με αυτήν οι «ορέξεις» του άστρου ήταν πλανητικής φύσης. Τα δεδομένα, λένε οι ερευνητές που υποστηρίζουν την άποψη αυτή, δείχνουν πως η συμπεριφορά του άστρου V838 Mon θα μπορούσε να οφείλεται σε σύγκρουση του με έναν η περισσότερους πλανήτες. Σύμφωνα με υπολογισμούς η δυνατότητα αυτή υπάρχει εφόσον ο εμπλεκόμενος πλανήτης έχει μέγεθος περίπου δεκαπλάσιο από αυτό του πλανήτη Δια. Για να ερμηνεύσουν τις τρεις φάσεις των εκλάμψεων, οι ερευνητές επεξεργάστηκαν δύο σενάρια. Είτε ότι το άστρο V838 Mon συγκρούστηκε με τρεις πλανήτες, των οποίων η συνολική μάζα ήταν περίπου δεκαπλάσια της μάζας του Δία, είτε ότι συγκρούστηκε με έναν γιγάντιο πλανήτη και οι διαφορετικές εκλάμψεις σηματοδοτούν τη διέλευση του από διαφορετικές στιβάδες του εσωτερικού του άστρου.

Σύμφωνα με την άποψη αυτή, το κλειδί για την έκλυση μεγάλης ποσότητας ενέργειας κατά τη σύγκρουση ενός πλανήτη με ένα άστρο, είναι η βαθιά διείσδυση του πρώτου στο εσωτερικό του άστρου. Όσο βαθύτερα μέσα στο άστρο διεισδύσει ο πλανήτης πριν απορροφηθεί, τόσο εντονότερη θα είναι η έκρηξη που θα επακολουθήσει, ακτινοβολώντας μεγαλύτερα ποσά ενέργειας.

Τέλος, ορισμένοι ερευνητές διατύπωσαν την άποψη πως πρόκειται για τις θερμοπυρηνικές εκρήξεις ενός ιδιαίτερα μαζικού υπερ-γίγαντα. Σε αυτή την περίπτωση, κελύφη του άστρου, πλούσια σε ήλιο, αρχίζουν μια ταχεία διαδικασία σύντηξης παράγοντας άνθρακα, γιαυτό και το φαινόμενο μερικές φορές αναφέρεται και ως αναλαμπή άνθρακα. Το πρόβλημα με την προσέγγιση αυτή είναι πως, σύμφωνα με τη σημερινή επιστημονική γνώση, ένα άστρο τέτοιου τύπου και μεγέθους δεν θα μπορούσε να έχει μορφοποιηθεί τόσο μακριά από το γαλαξιακό κέντρο.

Text Source