Παρατηρήσεις από την Κρήτη οδήγησαν στην ανακάλυψη ενός νέου τύπου αστρονομικών αντικειμένων.

Οι παρατηρήσεις πραγματοποιήθηκαν στο Αστεροσκοπείο Σκίνακα, το οποίο είναι κοινή επιστημονική εγκατάσταση του Πανεπιστημίου Κρήτης, του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) και του Ινστιτούτου Max Planck fuer Extraterrestrische Physik της Γερμανίας, χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο των 1.3μέτρων σε συνδυασμό με το φωτόμετρο υπερυψηλής χρονικής ανάλυσης «ΟΠΤΙΜΑ» το οποίο έχουν εγκαταστήσει εκεί οι επιστήμονες από το Ινστιτούτο Max Planck.

Παρατηρήθηκαν αινιγματικές εκλάμψεις που φαίνεται να προέρχονται από ένα αστέρα νετρονίων με εξαιρετικά ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Αυτά τα αντικείμενα, που φέρουν το όνομα Magnetar, δημιουργούνται από την κατάρρευση άστρων κατά την έκρηξη Σούπερνοβα. Η φύση τους αποκαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1998 από την Ελληνίδα αστροφυσικό της NASA Χρύσα Κουβελιώτου. Magnetars ήταν όμως έως τώρα γνωστοί μόνο από εκλάμψεις στις ακτίνες-χ και στις ακτίνες-γ. Για πρώτη φορά παρατηρήσεις από το Αστεροσκοπείο Σκίνακα αποκάλυψαν εκλάμψεις και στο ορατό φως, όπως αναφέρεται σε ερευνητική εργασία που δημοσιεύεται στο τεύχος της 25 Σεπτεμβρίου του κορυφαίου επιστημονικού περιοδικού Nature. Στη δημοσίευση συμμετέχουν αστροφυσικοί από το Ινστιτούτο Max Planck της Γερμανίας και από το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) στην Κρήτη.

Το αινιγματικό αντικείμενο, το οποίο με μεγάλη πιθανότητα φαίνεται ότι βρίσκεται στο δικό μας Γαλαξία, παρατηρήθηκε καταρχήν από το δορυφόρο SWIFT της NASA στις ακτίνες-γ. Όμως η αινιγματική φύση των εκλάμψεων μπόρεσε να αποκωδικοποιηθεί μόνο μέσα από λεπτομερείς παρατηρήσεις στο ορατό φως οι οποίες ξεκίνησαν σχεδόν αμέσως με το τηλεσκόπιο των 1.3 μ του Αστεροσκοπείου Σκίνακα, λίγα μόλις λεπτά μετά την ανίχνευσή τους από τον SWIFT. Το Αστεροσκοπείο Σκίνακα είναι το μοναδικό στον κόσμο που διαθέτει φωτόμετρο υπερυψηλής χρονικής ανάλυσης σε συνδυασμό με ταχύτατη ανταπόκριση σε απροσδόκητα συμβάντα στο διάστημα.

Από την ανάλυση των οπτικών παρατηρήσεων προέκυψε ότι η περιοχή όπου παράγεται το ορατό φως του αγνώστου αντικειμένου ήταν 10 φορές μικρότερη σε μέγεθος από ότι ο Ήλιος αλλά ταυτόχρονα 100 φορές λαμπρότερη. Οι θερμοκρασίες όμως που θα απαιτούντο για να εξηγήσουν αυτή τη λαμπρότητα μέσω θερμικής εκπομπής (όπως συμβαίνει σε πυρακτωμένα αντικείμενα), θα έπρεπε να είναι τόσο πολύ υψηλές ώστε αυτός ο μηχανισμός να αποκλείεται για αντικείμενο τέτοιου μεγέθους, αν λάβουμε υπ'όψιν την ταχύτατη εναλλαγή θέρμανσης και ψύξης του. Αυτές οι ιδιότητες των εκλάμψεων καθώς η διάρκεια και ο ρυθμός τους υποδεικνύουν οτι πρόκειται για μή θερμική εκπομπή η οποία είναι χαρακτηριστική αντικειμένων όπως τα Magnetars με τα τεράστια μαγνητικά πεδία που διαθέτουν. Τα μαγνητικά πεδία των Magnetars είναι ένα δισεκατομμύριο φορές πιο ισχυρά και από τα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία που έχουν ποτέ παραχθεί σε γήινα εργαστήρια. Κάτω από τέτοιες συνθήκες ακόμα και τα άτομα παραμορφώνονται σε σχήμα βελόνας, ενώ ένα τέτοιο πεδίο θα έσβυνε ακόμα και σε αποστάσεις τόσο μεγάλες όσο είναι η απόσταση Γης-Σελήνης τη μαγνητική ταινία μίας πιστωτικής κάρτας.

Οποιαδήποτε αλλαγή της μορφολογίας του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό ενός Magnetar ασκεί τόσο ισχυρές δυνάμεις στο φλοιό του ώστε να τον υπερθερμαίνει με αποτέλεσμα συχνά την διάρρηξή του, γεγονός που οδηγεί σε εκρηκτικές εκλάμψεις φωτός στις ακτίνες-γ, όχι όμως και στο ορατό. Μία πιθανή εξήγηση για την εκπομπή ορατού φωτός, όπως αυτή καταγράφηκε στις εκλάμψεις που παρατηρήθηκαν στο Αστεροσκοπείο Σκίνακα, είναι η αποκόλληση υψηλά ιονισμένων ιόντων από την επιφάνεια του Magnetar. Λόγω του ότι αυτά τα ιόντα, όντας πολύ βαρύτερα από τα ηλεκτρόνια, κινούνται και με πολύ χαμηλότερη ταχύτητα από ότι τα ηλεκτρόνια κατά μήκος των μαγνητικών γραμμών, εκπέμπουν φως πολύ χαμηλότερης ενέργειας (δηλ. αντί ακτίνες-γ, ορατό φως).

Ως σήμερα είναι γνωστοί 15 άλλοι Magnetars αλλά σε κανέναν από αυτούς δεν έχουν παρατηρηθεί παρόμοιες εκλάμψεις στο ορατό φως.

Το Αστεροσκοπείο Σκίνακα βρίσκεται στην κορυφή Σκίνακα του Ψηλορείτη του Δήμου Ανωγείων σε υψόμετρο 1750 μέτρων και διακρίνεται για τις εξαιρετικές συνθήκες αστρονομικής παρατήρησης που προσφέρει.

Σχετικά άρθρα στο περιοδικό NATURE:
http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7212/abs/nature07308.html
http://www.nature.com/news/2008/080924/full/news.2008.1129.html

Γιάννης Παπαμαστοράκης
Καθηγητής Αστροφυσικής, Πανεπιστήμιο Κρήτης και ΙΤΕ
Δ/ντής Αστεροσκοπείου Σκίνακα
Τηλ. 2810-394238