Γνωρίστε το Αστεροσκοπείο του Σκίνακα!

 

Έχοντας προσπεράσει τα Ανώγεια με κατεύθυνση το οροπέδιο της Νίδας διαγράφεται στον ορίζοντα η κορυφή Σκίνακας. Στην κο­ρυφή αυτή, που στην πραγματικότητα είναι ένα ευρύ πλάτωμα, σε υψόμετρο 1750 μ. ξεχωρίζουν τέσσερα κτίσματα ανάμεσα σε ένα βραχώδες και σχεδόν χωρίς καθόλου βλάστηση τοπίο: Τρεις θόλοι αστεροσκοπείων και ένας πετρόχτιστος ξενώνας.

Η ιδέα να αποτελέσει ο Σκίνακας τόπο αστρονομι­κής έρευνας γεννήθηκε το καλοκαίρι του 1984 και άρχισε να υλοποιείται με τη διάνοιξη δρόμου προς την κορυφή του βουνού. Το Πανεπιστήμιο Κρήτης, το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (τότε Ερευνητικό Κέντρο Κρήτης) και το Ινστι­τούτο Max-Planck Εξωγήινης Φυσικής της Γερμανίας συμφώνησαν να τοποθετήσουν και να λειτουργήσουν από κοινού ένα τη­λεσκόπιο, με έμφαση τόσο στη σύγχρο­νη εκπαίδευση των φοιτητών του Πανε­πιστημίου στην Αστρονομία όσο και στην έρευνα εκτεταμένων ουράνιων αντικειμένων όπως οι κομήτες και τα αέρια νεφελώματα.

Η επικείμενη τότε άφιξη του κομήτη του Halley ο οποίος, την άνοιξη του 1986, μετά από 76 χρόνια περιπλάνησης, επρόκειτο να γειτνιά­σει και πάλι τη Γη, έθετε και τον χρονικό ορίζοντα εγκατάστασης του τηλεσκοπίου, του οποίου το ευρύ οπτικό πεδίο και η υπερευαίσθη­τη ηλεκτρονική κάμερα το έκαναν ιδιαίτερα κατάλληλο για την παρα­τήρηση του κομήτη. Πράγματι, μετά τη διάνοιξη δρόμου πάνω στο βραχώδες βουνό και την κάτω από ιδιαίτερα δύσκολες συνθήκες κα­τασκευή του πρώτου, πετρόχτιστου αστεροσκοπείου, εκατοντάδες επώνυμοι και ανώνυμοι πολίτες από όλη την Ελλάδα συνέρρευσαν την άνοιξη του 1986 στον Σκίνακα για να συμμετάσχουν στα εγκαίνια και την παρατήρηση του κομήτη του Halley. Το 1988 ολοκληρώθηκε και η κατασκευή τού επίσης πετρόχτιστου ξενώνα που χρησίμευσε αμέ­σως για να στεγάσει το πρώτο σχο­λείο παρατηρησιακής αστροφυσι­κής στην Ελλάδα.

Η επιτυχημένη εγκατάσταση και λειτουργία του πρώτου μικρού τηλε­σκοπίου επιβεβαίωσε και τις άριστες συνθήκες που προσφέρει η κορυφή Σκίνακα για αστρονομικές παρατηρήσεις υψηλής ποιότη­τας στην περιοχή της Μεσογείου. Γι’ αυτό τα συνεργαζόμενα ιδρύ­ματα αποφάσισαν την περαιτέρω ανάπτυξη του Αστεροσκοπείου με την εγκατάσταση μεγαλύτερου και πολύ σύγχρονου τηλεσκοπίου τύπου Ritchey Cretien με διάμετρο κατόπτρου 1,3μ. Το τηλεσκό­πιο, το οποίο εγκαινιάστηκε το φθινόπωρο του 1995, τοποθετήθη­κε σε μεταλλικό κτήριο ώστε να ελαχιστοποιούνται τοπικά φαινόμε­να θερμικών αναταράξεων. Το τηλεσκόπιο των 1,3μ. αποτελεί έναν μεγάλο συλλέκτη φωτός, κατασκευασμένο με υψηλές προδιαγραφές ευκρινούς και πιστής απεικόνισης ευρέος οπτικού πεδίου. Οι ιδιότητες αυτές εξασφαλίζουν την άριστη φωτογράφιση και μελέτη εκτεταμένων ουράνιων αντικειμένων όπως γαλαξιών, σμηνών άστρων, σμηνών γαλαξιών και αέριων νεφελωμά­των. Για την περαιτέρω βελτίωση της παρατήρη­σης εκτεταμένων αντικειμένων κατασκευάσθηκε Μειωτής Εστιακής Απόστασης ο οποίος προσαρμοσμένος στο τηλεσκόπιο σχεδόν διπλασιάζει το πεδίο παρατήρησης, προσφέροντας ταυτόχρονα τη δυνατότητα φασματοσκοπίας.

Το φως που συλλέγεται από το τηλεσκόπιο ανιχνεύεται από ψηφιακές κάμερες μεγάλης ευαι­σθησίας ( CCD ) οι οποίες ψύχονται σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία (-120° Κελσίου) ώστε να επιτυγχάνονται φωτογραφίσεις πολύ μεγάλης χρονικής διάρκειας. Για φωτομετρικές μελέτες, εκτός από σειρά ευρέων φίλτρων και φίλτρων Stromgren, εί­ναι διαθέσιμος μεγάλος αριθμός συμβολομετρικών φίλτρων τα οποία καλύπτουν τις πλέον σημαντικές φασματικές γραμμές εκπο­μπής αέριων νεφελωμάτων. Με ένα ειδικά κατασκευασμένο όργανο (ΟΠΤΙΜΑ) του Ινστιτούτου Max-Planck επιτυγχάνονται μελέτες υψίστης χρονικής ανάλυσης στην παρατήρηση μεταβλητών αντικειμέ­νων. Σε ανάπτυξη βρίσκονται μεταξύ άλλων Φασματογράφος Υψη­λής Ανάλυσης με δυνατότητα μέτρησης μαγνητικών πεδίων, Κάμε­ρα Κοντινού Υπερύθρου και Σύστημα Προσαρμοστικής Οπτικής. Μέσω Μικροκυματικής Ζεύξης υψηλής ταχύτητας (2 Μbits/sec) η οποία συνδέει το τοπικό δίκτυο Η/Υ του Σκίνακα με τα δίκτυα Η/Υ του Πανεπιστημίου Κρήτης και του ΙΤΕ, εξασφαλίζεται πρόσβαση στο Internet, ταχεία μεταφορά δεδομένων και εξ αποστάσεως χειρι­σμός των τηλεσκοπίων και άλλων αστρονομικών οργάνων.

 

 

Φωτοβολιαϊκός σταθμός Σκίνακα

Ενέργεια από τον Ήλιο

Ο Ήλιος είναι το πλησιέστερο προς τη Γη άστρο. Η φωτεινότητα του Ήλιου οφείλεται στην ενέργεια που παράγεται στην κεντρική του περιοχή, όπου μέσω θερμοπυρηνικών αντιδράσε­ων περίπου 600 εκ. τόνοι υδρογόνου μεταστοιχειώνονται σε ήλιο κάθε δευτερόλεπτο. Τα φωτόνια που δημιουργούνται στις πυρηνικές αντιδράσεις χρειάζονται περίπου 10 εκ. χρόνια για να φθάσουν με τη διαδικασία τυχαίου βηματισμού στην επιφάνεια του Ήλιου. Μετά από μόλις άλλα 500 δευτερόλεπτα τα απελευθερωθέντα φωτόνια φθάνουν στη Γη προσφέροντας στην αν­θρωπότητα μια τεράστια και οικολογικά καθαρή πηγή ενέργειας.

Φωτοβολταϊκός σταθμός ο οποίος εγκαταστάθηκε στον Σκί­νακα το έτος 2001 μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρι­σμό και κάνει το Αστεροσκοπείο ανεξάρτητο από μη ανανεώ­σιμες πηγές ενέργειας.

 

Μετρήσεις του Seeing αναδεικνύουν το Αστεροσκοπείο Σκίνακα ως εξαιρετική αστρονομική τοποθεσία

Η ατμοσφαιρική τύρβη περιορίζει σοβαρά τη διακριτική ικανότητα των επίγειων τηλεσκοπίων με αποτέλεσμα ένα άστρο να εμφανίζεται ως εκτεταμένος δίσκος (δίσκος του Seeing) όταν παρατηρείται από τηλεσκόπια στην επιφάνεια της Γης. Το φως του ίδιου άστρου παρατηρούμενο εκτός της ατμόσφαιρας εμφανίζεται ως σημειακή πηγή όπως π.χ. στην εστία του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble. Αστρο­νομικές τοποθεσίες με εξαιρετικό Seeing είναι ως εκ τούτου εξέχουσας σημασίας για υψηλής ευκρίνειας οπτικές παρατηρήσεις. Χρησιμοποιώντας συσκευή μέ­τρησης του Seeing που βασίζεται στην τεχνική DIMM (διαφορική κίνηση εικόνας ενός αστέρα), καταδείχθηκε ότι πράγματι η κορυφή του Σκίνακα είναι μια εξαιρε­τική αστρονομική τοποθεσία, από τις καλύτερες που εί­ναι γνωστές μέχρι σήμερα στην περιοχή της Μεσογείου.

Οι μετρήσεις του Seeing διεξήχθησαν κατά τη διάρκεια τυχαίως επιλεγμένων αστρονομικών νυχτών, από τον Ιούλιο ώς τον Σεπτέμβριο του 2000 και Μάιο-Ιούνιο του 2001. Παραδείγμα­τα από μετρήσεις στη διάρκεια δύο νυχτών παρατίθενται σε μορφή δια­γραμμάτων από τα οποία προκύπτει ότι το Seeing συνή­θως δεν μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της νύχτας στον Σκίνακα (όχι περισσότερο από 0,3 “). Εξαιρετικά χαμηλές τι­μές Seeing (0,4″) μετρήθηκαν συχνά, με την καλύτερη τιμή -0,23″. Επίσης παρατίθενται δύο ιστογράμματα για τις με­τρήσεις Seeing των ετών 2000 και 2001 από τα οποία προ­κύπτουν διάμεσες τιμές του Seeing 0,64″ και 0,69″ αντίστοιχα.

 

Ερευνητικές δραστηριότητες

Οι έρευνες που διεξάγονται στο Αστεροσκοπείο Σκίνακα καλύπτουν πολλά και διαφορετικά πεδία της Αστροφυσικής. Κύρια παρατηρησιακά προγράμματα περιλαμβάνουν:

• Μελέτες μεταβλητότητας ενεργών πυρήνων γαλαξιών
• Φωτομετρία σμηνών γαλαξιών
• Οπτική ταυτοποίηση πηγών ακτινών X
• Βαρυτικούς φακούς
• Δομή σπειροειδών γαλαξιών
• Φωτομετρία αστρικών σμηνών
• Μεταβλητούς αστέρες RR Lyrae
• Φωτομετρικές και φασματοσκοπικές έρευνες αέριων νεφελωμάτων (πλανητικών νεφελωμάτων και καταλοίπων εκρήξεων supernova)
• Διπλά αστρικά συστήματα που εκπέμπουν στις ακτίνες X, στα οποία περιλαμβάνονται διπλά συστήματα μεγάλης μάζας, υποψή­φια συστήματα μελανών οπών και κατακλυσμιαίοι μεταβλητοί
• Αναζήτηση εξωηλιακών πλανητικών συστημάτων
• Αλληλεπίδραση ουρών κομητών με τον ηλιακό άνεμο

Πολλά από τα προγράμματα διεξάγονται με συνεργασία μεταξύ των Ιδρυμάτων της Κρήτης και του Ινστιτούτου Max-Planck, αλλά και σε συνεργασία με πολλούς άλλους αστροφυσικούς και αστεροσκοπεία ανά τον κόσμο. Π.χ. το Αστεροσκοπείο Σκίνακα συμμετέχει στο πα­γκόσμιο δίκτυο τηλεσκοπίων παρακολούθησης των Blazars (WEBT). Έρευνα αιχμής σε εξαιρετικά ενδιαφέροντα αντικείμενα όπως οι ενερ­γοί πυρήνες γαλαξιών απαιτεί συνδυασμένες παρατηρήσεις σε πε­ρισσότερες περιοχές του φάσματος. Ιδιαίτερη σημασία έχουν ταυτό­χρονες παρατηρήσεις στις ακτίνες X και στο οπτικό. Στο Αστεροσκο­πείο Σκίνακα ένα σημαντικό ποσοστό του χρόνου παρατήρησης δια­τίθεται σε ταυτόχρονες παρατηρήσεις με διαστημικά τηλεσκόπια ακτινών X, όπως ASCA , RXTE, XMM-Newton και Chandra.

Κατάλογος σχετικών δημοσιεύσεων και άλλες τεχνικές πληροφορίες περιέχονται στην ιστοσελίδα http://www.skinakas.org.gr.

 

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ ΑΣΤΕΡΟΣΚΟΠΕΙΟΥ ΣΚΙΝΑΚΑ

Το Αστεροσκοπείο του Σκίνακα διεισδύει στην καρδιά των ενεργών γαλαξιών

Οι ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες είναι από τα πιο αινιγματικά αντικείμενα του Σύμπαντος. Ένας στους δέκα περίπου γαλαξίες έχει στο κέντρο του έναν ενεργό πυρήνα. Το μέ­γεθος τους είναι μόλις μερικά έτη φωτός, ωστόσο εκπέμπουν έως και 100 φορές περισ­σότερη ενέργεια (στα ορατά μήκη κύματος) απ’ ό,τι όλα τα άστρα του Γαλαξία μας μαζί! Επίσης, η εκπεμπόμενη ακτινοβολία μετα­βάλλεται με τον χρόνο π.χ. στην περιοχή των ακτινών X, ένας ενεργός γαλαξιακός πυρήνας μπορεί να παρουσιάσει μία τεράστια αύξηση της λαμπρότητάς του, που ισοδυναμεί με τη λαμπρότητα ενός δισεκατομμυρίου ήλιων, μέσα σε λίγες μόνο ώρες.

Σήμερα πιστεύουμε ότι οι ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες εμπεριέ­χουν μελανές οπές τεράστιας μάζας, ένα εκατομμύριο ώς ένα δι­σεκατομμύριο φορές τη μάζα του Ήλιου. Γύρω από τη μελανή οπή περιστρέφεται ένας δίσκος αερίου που τροφοδοτεί με ύλη την οπή. Η μάζα που καταλήγει κάθε χρόνο στη μελανή αυτή οπή μπορεί να φτάσει έως και 20 φορές τη μάζα του Ήλιου.

Μία από τις μεθόδους που ακολουθούνται για τη διερεύνηση των φυσικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στους ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες, είναι η μελέτη της μεταβλητότητάς τους σε διά­φορα μήκη κύματος. Τον Μάιο του 2001 και σε συνεργασία με άλλα τρία αστεροσκοπεία της Ιαπωνίας και της Κίνας, μελετήθηκαν στο Αστεροσκοπείο Σκίνακα επτά σχετικά κοντινοί ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες στο υπε­ριώδες, κυανό, ορατό, ερυθρό και κοντινό υπέρυθρο τμήμα του φάσματος επί 24 νύ­χτες. Πρόκειται για μία από τις εντατικότερες και λεπτομερέστερες μελέτες ενεργών γαλαξιακών πυρήνων που έχουν γίνει μέχρι σήμερα.

Η επάνω φωτογραφία δείχνει μία εικόνα του γαλαξία NGC4369 στο ερυθρό. Πρόκειται για έναν σπειροειδή γαλαξία που απέχει 160 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Στο κέ­ντρο του βρίσκεται ένας ενεργός πυρήνας που εκπέμπει ακτινοβολία ισοδύναμη με 10 δισεκατομμύρια ήλιους. Στο κάτω σχήμα παρουσιάζονται οι «καμπύλες φωτός» (δηλ. το ποσό του εκπεμπόμενου φωτός συναρτήσει του χρόνου) στην κυανή και στην ερυθρή περιοχή του φάσματος. Το βασικό συμπέρασμα της μελέτης αυτής είναι ότι οι παρατη­ρούμενες μεταβολές στην εκπεμπόμενη ισχύ είναι ταυτόχρονες σε όλο το εύρος του φά­σματος που μελετήθηκε. Αυτό υποδεικνύει ότι η ενέργεια του ενεργού γαλαξιακού πυ­ρήνα απελευθερώνεται στο κέντρο του, πιθανόν σε μορφή ακτινών X, που με τη σειρά τους φωτίζουν το αέριο που περιβάλλει τη μελανή οπή, το οποίο εν συνεχεία εκπέμπει ορατό φως.

Ταυτοποίηση αγνώστων πηγών ακτίνων X μέσω παρατηρήσεων από το Αστεροσκοπείο του Σκίνακα

Παρατηρήσεις στις ακτίνες X είναι εφικτές μόνο σε πολύ μεγάλα υψόμε­τρα λόγω της σημαντικής απορρόφησης ακτίνων X από τη γήινη ατμό­σφαιρα. Έτσι η εξερεύνηση του ουρανού στις ακτίνες X ξεκίνησε κατά τη δεκαετία του ’60, όταν έγινε για πρώτη φορά δυνατή η μεταφο­ρά επιστημονικών οργάνων από πυραύλους πάνω από τη γήινη ατμόσφαιρα. Οι πρώτες πηγές που ανακαλύφθηκαν ήταν απρόβλεπτες για την εποχή εκείνη: υπολείμματα υπερκαινοφανών αστέρων, αστέρες νετρονίων, μελανές οπές σε συστήματα δι­πλών αστέρων στον Γαλαξία μας, ενεργοί πυρήνες σε μακρινούς γαλαξίες και η αινιγματική ακτινοβολία X υποβάθρου, που φαί­νεται να καλύπτει ολόκληρο το Σύμπαν.

Από τότε, η μελέτη του ουρανού σε ακτίνες X υπήρξε εξαιρετι­κά εντατική. Σήμερα οι δορυφόροι ακτίνων X νέας γενεάς, όπως ο ευρωπαϊκός XMM-Newton και ο Chandra της ΝΑΣΑ, παρατηρούν τον ουρανό στις ακτίνες X με πρωτόγνωρη ακρί­βεια. Μεγάλος αριθμός νέων πηγών ακτίνων X ανακαλύπτονται συνεχώς. Ωστόσο είναι απαραίτητες οι παρατηρήσεις και στο οπτικό, για να προσδιορισθεί η φύση και η απόσταση των πηγών αυτών.

Στο Αστεροσκοπείο του Σκίνακα έχουν ξεκινήσει παρατηρήσεις πολλών περιοχών του ουρανού που έχουν παρατηρηθεί με τον δορυφόρο XMM- Newton. Το επάνω σχήμα δείχνει ένα παράδειγμα παρατηρήσεων του ΧΜΜ. Μπορεί να δει κανείς πολυάριθμες πηγές ακτίνων X στη συγκεκρι­μένη εικόνα. Οι περισσότερες από αυτές ήταν μέχρι τώρα άγνωστες καθώς ήταν πολύ αμυδρές για να καταγραφούν από τους παλαιότερους δορυφό­ρους ακτίνων X. Το κάτω σχήμα δείχνει την κεντρική περιοχή της εικόνας στις ακτίνες X, όπως καταγράφηκε στον Σκίνακα. Τα δύο αντικείμενα που περιβάλλονται από πράσινους κύκλους ταυτίζονται με τα αντίστοιχα αντι­κείμενα στην εικόνα ακτίνων X. Γίνεται έτσι αντιληπτό ότι αντικείμενα που είναι πολύ αμυδρά στο οπτικό, μπορεί να είναι πολύ λαμπρά στις ακτίνες X, και το αντίστροφο. Όταν ολοκληρωθούν οι παρατηρήσεις από το Αστε­ροσκοπείο του Σκίνακα θα μας επιτρέψουν την ταυτοποίηση πολλών άγνω­στων πηγών ακτίνωνX στο πεδίο ΧΜΜ. Πιθανόν να μπορέσουμε να ανα- καλύψουμε έναν νέο, άγνωστο μέχρι σήμερα, πληθυσμό αστρονομικών πηγών, όπως γαλαξίες και πυρήνες γαλαξιών εν τη γενέσει!

Διαφάνεια σπειροειδών γαλαξιών:

Οριστική απάντηση σε ένα παλαιό ερώτημα

Η μεσοαστρική σκόνη αποτελεί ένα μικρό μόνο ποσοστό της μάζας ενός γαλαξία, δια­δραματίζει όμως κρίσιμο ρόλο στη γαλαξιακή εξέλιξη. Είναι η επιφάνεια των κόκκων της σκόνης όπου σχηματίζονται τα μόρια, με αποτέλεσμα τη δημιουργία γιγαντιαίων μο­ριακών νεφών τα οποία αποτελούν προεξάρχοντα συστατικό του μεσοαστρικού χώρου στους σπειροειδείς γαλαξίες. Η σκόνη παίζει επίσης καθοριστικό ρόλο στη βαρυτική κα­τάρρευση και ψύξη των νεφών και στον ακόλουθο σχηματισμό άστρων από αυτά. Ως εκ τούτου η μελέτη της ποσότητας και κατανομής της σκόνης αποτελεί θεμελιώδη απαίτη­ση για κάθε λεπτομερή μελέτη της γαλαξιακής εξέλιξης.

Για πολλά χρόνια η επίδραση της σκόνης στην κατανόηση της συνολικής δομής και των ιδιοτήτων των σπειροειδών γαλαξιών αποτελούσε ανοιχτό ζήτημα στην αστρονομική κοι­νότητα. Μέσω οπτικών παρατηρήσεων από το Αστεροσκοπείο Σκίνσκσ σε συνδυασμό με ρεαλιστικά μοντέλα σπειροειδών γαλαξιών επιτεύχθηκε να δοθεί οριστική απάντηση σε αυτό το θέμα. Ως παράδειγμα του επιτελεσθέντος έργου παρατίθεται μοντελοποίηση του γαλαξία UGC 2048, ο οποίος είναι ένας τυπικός σπειροειδής γαλαξίας παρατηρού­μενος από την κόψη.

Η μελέτη από το Αστεροσκοπείο Σκίνακα απέδειξε ότι τυπικοί σπειροειδείς γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας μας, θα ήταν διάφανοι οπτικά αν τους παρατηρούσαμε κάθετα στο επί­πεδό τους, πράγμα που σημαίνει ότι η σκόνη έχει μικρή επίδραση στην κατανόηση των ολικών ιδιοτήτων των γαλαξιών. Επίσης καταδείχθηκε ότι η συνολική ποσότητα της σκό­νης στους γαλαξίες είναι δεκαπλάσια από ό,τι πιστεύαμε, γεγονός που επιβεβαιώθηκε και από πρόσφατες παρατηρήσεις τόσο στο υπέρυθρο από τον δορυφόρο ISO όσο και στα υποχιλιοστομετρικά μήκη κύματος από το τηλεσκόπιο SCUBA. Ένα επιπλέον σημα­ντικό αποτέλεσμα είναι ότι οι ιδιότητες της σκόνης σε άλλους γαλαξίες είναι όμοιες με αυτές στον Γαλαξία μας, πράγμα που υποδηλώνει παγκοσμιότητα στη συμπεριφορά της σκόνης.

Σφαιρωτά σμήνη άστρων στον Γαλαξία μας

Τα σφαιρωτά σμήνη είναι ευσταθή αστρικά συστήματα που αποτελούνται από πολλές εκατοντάδες χι­λιάδες άστρα διαφορετικών μαζών, τα οποία δημιουργήθηκαν σχεδόν ταυτόχρονα και από το ίδιο γιγαντιαίο μοριακό νέφος. Μερικά από τα σφαιρωτά σμήνη είναι τα γηραιότερα αστρικά συστήματα που μπορούν να χρονολογηθούν με ακρίβεια στον Γαλαξία μας, και στο Σύμπαν γενικότερα. Μπορούν να θεω­ρηθούν σαν ένα είδος απολιθωμάτων από την εποχή της δημιουργίας του Γαλαξία μας.

Στο Αστεροσκοπείο του Σκίνακα ξεκίνησε ένα πρόγραμμα για τη λεπτο­μερή φωτομετρική μελέτη των σφαιρωτών σμηνών του Γαλαξία μας. Σκοπός της μελέτης είναι να προσδιορισθούν με ακρίβεια διάφορες χαρακτηριστικές παράμετροι των αντικειμένων αυτών, όπως η ηλικία τους, η περιεκτικότητα τους σε μέταλλα, η απόστασή τους από τη Γη και η ερύθρωσή τους. Επιπλέον, επιχειρούμε να μελετήσουμε με ακρίβεια μεταβλητούς αστέρες τύπου RR-Lyrae στα σμήνη αυτά. Οι συγκεκριμέ­νοι αστέρες είναι αποφασιστικής σημασίας για τον καθορισμό της κλί­μακας αποστάσεων στον Γαλαξία μας (που είναι το πρώτο βήμα για τον καθορισμό των αποστάσεων στο Σύμπαν γενικότερα).

Η επιτυχής αποπεράτωση του προγράμματος θα οδηγήσει σε βαθύτερη κατανόηση: της αστρικής εξέλιξης της δημιουργίας του Γαλαξία μας  της τοπικής κλίμακας αποστάσεων.

Στα πλαίσια του προγράμματος ανακαλύφθηκε ότι ένα από τα γνωστά σμήνη στην άλω του Γαλαξία μας, το NGC 6426, είναι ένα από τα γηραιότερα και φτωχότερα σε μέταλλα αντικείμενα που έχουν ποτέ βρε­θεί στον Γαλαξία. Η ανακάλυψη αυτή έχει σημαντικές συνέπειες για τις θεωρίες δημιουργίας του Γαλαξία μας, αλλά και για την ηλικία του Σύμπαντος.

Κατάλοιπα εκρήξεων Supernova:

Νέες ανακαλύψεις από το Αστεροσκοπείο Σκίνακα

Τα άστρα γεννιούνται, εξελίσσονται και τελικά πεθαίνουν όταν εξαντληθούν τα ενεργειακά τους αποθέματα. Το τελικό στάδιο της ζωής ενός άστρου εξαρτάται κυρίως από τη μάζα του. Άστρα μεγάλης μάζας τελειώνουν τη ζωή τους με μία σφοδρότατη έκρηξη (έκρηξη Supernova) κατά την οποία παρα­μένει μόνο ο συμπαγής πυρήνας τους σε μορφή αστέρα νετρονίων ή μαύρης τρύπας, ενώ το κέλυφος, όπου περιέχεται και το μεγαλύτερο μέρος της μάζας, εκσφενδονί­ζεται στο διάστημα με ταχύτητες πολλών χιλιάδων χιλιο­μέτρων το δευτερόλεπτο. Η αλληλεπίδραση του διαστελλόμενου κελύφους με τη μεσοαστρική ύλη (που είναι κυ­ρίως αέριο χαμηλής πυκνότητας) οδηγεί ακόμα και μετά από δεκάδες χιλιάδες χρόνια σε εκπομπή ακτινοβολίας από το κέλυφος σε διάφορα μήκη κύματος. Η λεπτομε­ρής θεωρητική περιγραφή της εκπομπής ακτινοβολίας εί­ναι περίπλοκη καθ’ ότι απαιτεί συνδυασμό φαινομένων διάδοσης ακτινοβολίας, υδροδυναμικής και γνώσης της δομής της μεσοαστρικής ύλης σε συνθήκες που δεν μπο­ρούν να αναπαραχθούν σε γήινα εργαστήρια. Παρατη­ρήσεις σε διάφορες φασματικές γραμμές εκπομπής επι­τρέπουν τη μελέτη της μορφολογίας των καταλοίπων, κα­θώς και του ρόλου των διαφόρων φυσικών διεργασιών στην εξέλιξη του. Επιπλέον μπορούν να μελετηθούν οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του μεσοαστρικού χώρου καθώς και το πώς η έκρηξη Supernova επηρεάζει την ανακύκλωση των χημικών στοιχείων σε έναν Γαλαξία.

Στο Αστεροσκοπείο Σκίνακα ένα ευρύ πρόγραμμα παρα­τηρήσεων έχει οδηγήσει στην ανακάλυψη και μελέτη οπτικής εκπομπής από πολλά κατάλοιπα Supernova στον Γαλαξία μας αλλά και στην ανακάλυψη εντελώς άγνωστων μέχρι σήμερα καταλοίπων.

Πλανητικά νεφελώματα:

Απεικόνιση της φυσικής τους δομής

Ένα άστρο ενδιάμεσης μάζας όπως ο Ήλιος, υφίσταται πολλές μεταβολές στη διάρκεια της ζωής του. Κατά τα τελευταία στάδια της εξέλιξής του, ένα σημαντικό μέρος της μάζας του απορρίπτεται στο διάστημα μέσω διαδοχικών επεισοδίων εκροής (αστρικών ανέμων) οι οποίες πραγματοποιούνται με διαφορετικές ταχύτητες και πυκνότητες. Λόγω της απώλειας μάζας και της εξέλιξής του σε λευκό νάνο αποκαλύπτεται τελικά ο πολύ θερμός πυρήνας του άστρου ο οποίος ακτινοβολεί έντονα στο υπεριώ­δες. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των διαδοχικών ανέ­μων και της υπεριώδους ακτινοβολίας με το διαστελλόμενο απορριφθέν κέλυφος οδηγούν στη δημι­ουργία ενός πλανητικού νεφελώματος (ΠΝ) το οποίο παραμένει ορατό για 30.000 έως 50.000 έτη, μέχρις ότου τελικά το κέλυφος αναμειχθεί με τη μεσοαστρική ύλη. Οπτικές παρατηρήσεις σε συνδυασμό με αριθμητικά μοντέλα δείνουν τη δυνατότητα μελέτης της μορφολογίας των ΠΝ, των φυσικών τους ιδιοτή­των ως και των συνθηκών απώλειας μάζας κατά τη προηγηθείσα φάση του Ερυθρού Γίγαντα. Οι χημι­κές ιδιότητες των πλανητικών νεφελωμάτων είναι εν­δεικτικές της χημικής εξέλιξης του γαλαξία, η οποία με τη σειρά της καθο­ρίζει τη χημική περιεκτικότητα του προγεννήτορα του ΠΝ άστρου. Στο Αστεροσκοπείο Σκίνακα βρίσκεται σε εξέλιξη πρόγραμμα λεπτομερούς φωτογρόφισης ΠΝ και κατασκευής χαρτών που δεί­χνουν την κατανομή (σε διδιάστατη προβολή) της πυκνότητας ηλεκτρονίων και της θερμοκρασίας. Οι ψηφιακές φωτογραφίες αποτελούν και τη βάση για τη μελέτη της κατάστασης ιονισμού του νεφελώμα­τος, για τη διερεύνηση ανομοιομορφιών στη χημική σύσταση μεταξύ διαφόρων περιοχών του και για την ανεύρεση μικροδομών. Επιπλέον, παρατηρήσεις ΠΝ μεγάλης ηλικίας οδήγησαν στην πληρέστερη κα­τανόηση της αλληλεπίδρασής τους με την περιβάλλουσα μεσοαστρική ύλη.

Ανακάλυψη νέων πλανητικών νεφελωμάτων στο Γαλαξιακό Σφαιροειδές

Πολλά νέα πλανητικά νεφελώματα (ΠΝ) ανακαλύφθηκαν από το Αστερο­σκοπείο Σκίνακα κατά τη διάρκεια επισκόπησης του Γαλαξιακού Σφαι­ροειδούς μέσω παρατηρήσεων στη γραμμή εκπομπής διπλά ιονισμένου οξυγόνου ([Olli] 5007Α). Οι παρατηρήσεις οδήγησαν στην αύξηση του αριθμού των γνωστών ΠΝ στο βόρειο σφαιροειδές του Γαλαξία μας κατά 40%. Για την ανακάλυψη των ΠΝ χρησιμοποιήθηκε το τηλεσκόπιο των 0,3μ. και στη συνέχεια για τη λεπτομερή τους μελέτη το τηλεσκόπιο των 1,3μ.

Τα γαλαξιακά ΠΝ είναι αντικείμενα επισταμένης έρευνας καθ’ ότι υπάρχουν ουσιαστικές δυσκολίες στον προσδιορισμό των ιδιοτήτων τους (όπως ο αριθμός τους, η απόσταση, η χημική σύσταση, η μορφολογία και η κινη­ματική τους). Όμως διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στον χημικό εμπλουτισμό του μεσοαστρικού χώρου και στην εξέλιξη του Γαλαξία. Το Γαλαξιακό Σφαιροειδές καταλαμβάνει περιοχή γαλαξιακού μήκους =±15° και γαλαξιακού πλάτους b=±10°. Τα περισσότερα ΠΝ εμφανίζουν ισχυρή εκπομπή στο οπτικό (ιδιαίτερα στις γραμμές Ηα, και [Olli] 5007Α). Η γραμ­μή [0111] χρησιμοποιήθηκε στην επισκόπηση και λόγω του ότι έως σήμερα δεν έχει διενεργηθεί επισκόπηση ΠΝ στο Γαλαξιακό Σφαιροειδές σ’ αυτή τη γραμμή, πέραν της απεικόνισης περιορισμένων μόνο περιοχών. Δύο από τα νεοανακαλυφθέντα ΠΝ, τα οποία στη συνέχεια παρατηρήθηκαν με το 1,3μ. τηλεσκόπιο μέσω της γραμμής Ηα παρουσιάζονται στις παρατιθέ­μενες φωτογραφίες.

Πηγές ακτίνων X σε συστήματα διπλών άστρων

Συστήματα διπλών άστρων που είναι πηγές ακτινών X αποτελούνται από ένα συμπαγές αντικείμενο που έχει υποστεί βαρυτική κατάρρευση και από ένα συνηθισμένο άστρο που εξα­κολουθεί να μετατρέπει υδρογόνο σε ήλιο στο εσωτερικό του, μέσω θερμοπυρηνικών αντι­δράσεων. Ο συμπαγής συνοδός μπορεί να είναι λευκός νάνος, αστέρας νετρονίων, ή μελανή οπή. Τα διπλά συστήματα Be/ακτίνων X ανήκουν στην κατηγορία συστημάτων μεγάλης μά­ζας, όπου ο συνήθης αστέρας έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο. Η εκπομπή ακτινών X από αυτά τα συστήματα παρουσιάζει μεγάλη μεταβλητότητα, ενώ πολλά από αυτά είναι «παροδικά». Τα βασικά παρατηρησιακά χαρακτηριστικά αυτών των συστημάτων είναι η πα­ρουσία γραμμών εκπομπής στο φάσμα τους και η αυξημένη εκπομπή τους στο υπέρυθρο, σε σύγκριση με αστέρες Β του ίδιου φασματικού τύπου.

Στο αστεροσκοπείο του Σκίνακα παρακολουθούμε τέτοια συστή­ματα τόσο φωτομετρικά όσο και φασματοσκοπικά από το 1999. Σε συνδυασμό με μετρήσεις στις ακτίνες X, οι παρατηρήσεις του Σκίνακα έδειξαν ότι οι μεγάλης χρονικής διάρκειας φωτομετρικές μεταβολές κυριαρχούνται από την απώλεια και τον επανασχηματισμό του περιαστρικού δίσκου, που συσχετίζεται με την εκπο­μπή ακτινών X. Επομένως, για πρώτη φορά κατέστη δυνατός ο προσδιορισμός της δομής και της κατανομής περιαστρικού υλι­κού σε αστέρες Be. Επιπλέον, οι φασματοσκοπικές μετρήσεις επέτρεψαν τη μελέτη των μεταβολών των προφίλ των φασματικών γραμμών. Βρέθηκε ότι οι μεταβολές αυτές οφείλονται στη μη ομαλή περιστροφή των διαταραχών πυκνότητας του περιαστρικού κελύφους, όπως προβλέπεται από τα σύγχρονα θεωρητικά μοντέλα.

Εν συντομία, οι φωτομετρικές και φασματοσκοπικές παρατηρήσεις των διπλών συστημάτων X/Be από το Αστεροσκοπείο του Σκίνακα μας επέτρεψαν να μελετήσουμε αναλυτικά τη δομή, την κίνηση και την εξέλιξη των διαταραχών πυκνότητας στους περιαστρικούς δίσκους των αστέρων Be.

Εκλάμψεις φωτός από μελανή οπή αποκαλύπτουν ένα νέο φαινόμενο

Σημαντικά νέα στοιχεία για τη φύση μίας σχε­τικά κοντινής μελανής οπής αποκαλύφθη­καν από ταυτόχρονες παρατηρήσεις υψηλής χρονικής διακριτικής ικανότητας, στην ορατή περιοχή του φάσματος από το Αστεροσκοπείο του Σκίνακα και στην περιοχή ακτινών X από δορυ­φόρο. Το αντικείμενο, με την ονομασία ΧΤΕ J1118+480, είναι μια μελανή οπή μάζας ίσης με 6 ηλιακές μάζες και αποτελεί μέλος ενός διπλού συστήματος άστρων, που βρίσκεται στον αστε­ρισμό της Μεγάλης Άρκτου σε απόσταση 6.000 ετών φωτός από τη Γη. Ύλη μεταφέρεται από τον συνήθη αστέρα του συστήματος προς τη μελα­νή οπή, δημιουργώντας γύρω της έναν δίσκο συσσώρευσης (accretion disk). Ταυτόχρονα, παρατηρείται εκροή αερίου κάθετα προς τον δίσκο συσσώρευ­σης, σε μορφή πίδακα, λόγω της παρουσίας ισχυρών μαγνητικών πεδίων. Όταν μεγαλύτερα νέφη αερίου προσπίπτουν στη μελανή οπή (από τον δίσκο συσσώρευσης) προκαλούν εκπομπή ακτινοβολίας X, και εν συνεχεία εκλάμ­ψεις στο ορατό προερχόμενες από το εκρέον αέριο.

Εκλάμψεις από αυτό το αντικείμενο στις ακτίνες X έχουν αποτυπωθεί από το δια­στημικό τηλεσκόπιο Rossi-XTE, ενώ οι εκλάμψεις στο ορατό που παρουσιάζουν μία καθυστέρηση ενός δέκατου του δευτερολέπτου σε σχέση με τις ακτίνες X καταγρόφηκαν στο Αστεροσκοπείο του Σκίνακα, χρησιμοποιώντας το τηλεσκό­πιο των 1,3 μέτρων και τον ανιχνευτή υψηλής χρονικής διακριτικής ικανότητας OPTIMA του Max-Planck-lnstitut fur Extraterrestrische Physik, της Γερμανίας.

Τα αποτελέσματα των μετρήσεων αυτών δείχνουν ότι το αέριο που εκτοξεύε­ται κάθετα προς τον δίσκο συσσώρευσης έχει ταχύτητες μικρότερες του 10% της ταχύτητας του φωτός και ότι η ορατή ακτινοβολία προέρχεται από μία απόσταση 20.000 χλμ. από τη μελανή οπή. Ο χρόνος καθυστέρησης του ορατού φωτός σε σχέση με την έκλαμψη στις ακτίνες X οφείλεται σε διαφορά χρόνου «πτήσης».

Πρόκειται για ένα σημαντικό αποτέλεσμα, διότι είναι η πρώτη φορά που πα­ρατηρείται τόσο αργή εκροή αερίου στην περιοχή μελανής οπής. Μέχρι σή­μερα είχαν βρεθεί μόνο πίδακες με ισχυρή εστίαση και με ταχύτητες που πλη­σιάζουν την ταχύτητα του φωτός.

Η αλληλεπίδραση του ηλιακού ανέμου με τις ουρές των κομητών

Οι κομήτες δημιουργήθηκαν πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, μαζί με το ηλιακό μας σύστημα. Φαίνονται μεγάλοι στον ουρανό, αλλά στην πραγματικότητα είναι σώ­ματα σχετικά μικρών διαστάσεων —οι πυρήνες τους έχουν συνήθως διάμετρο της τάξεως μερικών χιλιομέτρων— και αποτελούνται από σκόνη και πάγο. Καθώς ο πυρήνας του κομήτη πλησιάζει στον Ήλιο, ο πάγος που βρίσκεται στα επιφανειακά του στρώματα αρ­χίζει να εξαχνώνεται. Έτσι σχηματίζονται η κεφαλή του κομήτη και ουρές μήκους εκατομμυρίων χιλιομέτρων, που απαρτίζονται από σκόνη και ιονισμένο αέριο (πλάσμα), δηλ. ο κομήτης αποκτά τη χαρακτηριστική μορφή που γνωρίζουμε. Καθώς το μαγνητι­σμένο πλάσμα του ηλιακού ανέμου αλληλεπιδρά με το πλάσμα της ουράς του κομήτη, παράγονται μακρόβιοι σχηματισμοί κόμβων και περιοχών αυξημένης πυκνότητας.

Στο Αστεροσκοπείο του Σκίνακα έχουν καταγραφεί με επιτυχία αλλεπάλληλες διαδοχικές εικόνες της ουράς των κομητών Austin (1990) και Hale-Bopp (1997), με το τηλεσκόπιο των 0,3μ. και ειδικά φίλτρα, των οποίων η ανάλυση συνέβαλε σημαντικά στη βαθύτερη κατανόηση των φυσικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στις ουρές των κομητών, όπως ο σχηματισμός και η δυναμική των δομών πλάσματος.

ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΣΤΗΝ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ

ι εγκαταστάσεις του Αστε­ροσκοπείου Σκίνακα χρησι­μοποιούνται ευρύτατα για την εκπαίδευση των φοιτητών στην Αστρονομία. Μεγάλος αριθμός προπτυχιακών και μεταπτυχια­κών φοιτητών αξιοποιεί τις ξεχωριστές δυνατότητες που προσφέρονται, συμμετέχοντας ενεργά σε ερευνητικά προγράμματα που βασίζονται σε παρατηρήσεις από τον Σκίνακα. Πράγματι, σε όλα σχεδόν τα προαναφερθέντα ιδιαίτερου επιστημονικού ενδιαφέ­ροντος προγράμματα συμμετείχαν ενεργά φοιτητές στη λήψη και ανάλυση των παρατηρήσεων. Η ανάλυση των οπτικών δεδομέ­νων—όπου σημαντικό ρόλο παίζει η επεξεργασία αστρονομικών εικόνων—γίνεται στο εργαστήριο Αστροφυσικής στο Τμήμα Φυ­σικής του Πανεπιστημίου Κρήτης, σε πολυάριθμους Η/Υ οι οποί­οι είναι στη διάθεση των φοιτητών και στους οποίους είναι εγκα­τεστημένα λογισμικά πακέτα επεξεργασίας αστρονομικών παρα­τηρήσεων. Σε πολλές περιπτώσεις, η ανάλυση των οπτικών δεδο­μένων συνδυάζεται με ανάλυση δεδομένων που ελήφθησαν από διαστημικά τηλεσκόπια.

ΑΝΟΙΧΤΕΣ ΘΥΡΕΣ

Εξοικειώνοντας το κοινό με την Επιστήμη και την Τεχνολογία

Στα πλαίσια της πολιτικής ανοιχτών θυρών του Αστεροσκοπείου Σκίνακα, προσφέρεται κάθε χρόνο η δυνατότητα στο ευρύ κοινό να γνωρί­σει τη λειτουργία του και να ενημερωθεί για τις πρόσφατες εξελίξεις στον χώρο της Αστροφυσικής, καθώς και να παρατηρήσει μέσα από το τηλεσκόπιο.

Οι ανοιχτές θύρες του Αστεροσκοπείου Σκίνακα έχουν βρει ενθουσιώ­δη ανταπόκριση: Άνω των χιλίων ατόμων ετησίως επισκέπτονται και ξεναγούνται στο Αστεροσκοπείο, γεγονός που συμβάλλει όχι μόνο στην εξοικείωση των πολιτών με την επιστήμη και την τεχνολογία, αλλά και στην ευρεία προβολή της έρευνας που διεξάγεται στην Ελλάδα.

Οι κατά έτος ημέρες ανοιχτών θυρών ανακοινώνονται στην ιστοσελίδα του Αστεροσκοπείου http://www.skinakas.org.gr

ΑΣΤΕΡΟΣΚΟΠΕΙΟ ΣΚΙΝΑΚΑ

Ιδρύθηκε και λειτουργεί στα πλαίσια της Ελληνογερμανικής Συνεργασίας σε Έρευνα και Τεχνολογία από:

• Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας (ΙΤΕ) · Πανεπιστήμιο Κρήτης
• Max-Planck Institut fur Extraterrestrische Physik

Τηλ.: +30-810-394200, +30-810-391300
e-mail: skinakas@physics.uoc.gr
web site http: //www.skinakas.org.gr

Το παραπάνω κείμενο αντλήθηκε από ένα φυλλάδιο παρουσίασης του Αστεροσκοπείου του Σκίνακα, στο οποίο δεν αναφέρεται ημερομηνία έκδοσης.