Άρθρο στο Nature φέρνει το πάνω κάτω στην θεωρία της εξέλιξης ενός άστρου;

Την εβδομάδα αυτή δημοσιεύθηκε στο Nature άρθρο που θα μπορούσε να αμφισβητήσει την θεωρία της εξέλιξης των άστρων. «Πιστεύω ότι, κατά τους ερχόμενους μήνες, οι αστροφυσικοί που ασχολούνται με τα άστρα θα πρέπει να ξανακάνουν τους υπολογισμούς τους», είπε ο Gilles Fontaine, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ (UdeM) και ένας από τους συγγραφείς του άρθρου με τίτλο «A large oxygen-dominated core from the seismic cartography of a pulsating white dwarf». Το άρθρο αναφέρεται σε μελέτη δεδομένων που συλλέχθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler.

«Μπορέσαμε να σχεδιάσουμε το εσωτερικό ενός παλλόμενου λευκού νάνου άστρου με ακρίβεια, σαν να το είχαμε κόψει εγκάρσιες τομές για να μελετήσουμε τη σύνθεσή του», αναφέρει η Noemi Giammichele, επικεφαλής συγγραφέας του άρθρου, η οποία ολοκλήρωσε το διδακτορικό της το 2016, υπό την επίβλεψη του Fontaine και η οποία τώρα βρίσκεται ως μεταδιδακτορικός στο Πανεπιστήμιο της Τουλούζης στη Γαλλία. Η χαρτογράφηση έδειξε ότι οι δονήσεις του άστρου μερικές φορές φθάνουν μέχρι το κέντρο του.

Οι λευκοί νάνοι «είναι ο πυρήνας υπολειμμάτων από το 97% περίπου των άστρων στο σύμπαν», εξηγεί ο Robert Lamontagne, επικεφαλής των σχέσεων με τα μέσα ενημέρωσης του Κέντρου για την Έρευνα στην Αστροφυσική του UdeM. «Καθώς τα άστρα πεθαίνουν αργά, κρυώνοντας αδυσώπητα, με τη μορφή των λευκών νάνων, διαμορφώνουν περιόδους αστάθειας στις οποίες δονούνται. Αυτές οι βαθιές δονήσεις – ή αστροσεισμοί – είναι το κλειδί για να δούμε ακριβώς βαθιά στο εσωτερικό αυτών των αστρικών υπολειμμάτων».

Από μια απόσταση 1375 ετών φωτός από τη Γη, ο λευκός νάνος KIC08626021 εκπέμπει φως που μόλις είναι ορατό από τα τηλεσκόπια στη Γη. Το Kepler, ωστόσο, μπορεί να εστιάσει σε αυτόν για μια μεγάλη περίοδο, με αποτέλεσμα σημαντικά περισσότερο λεπτομερείς εικόνες. Χάρη στην δυνατότητα πρόσβασης των ερευνητών του Μόντρεαλ, στο διαστημικό τηλεσκόπιο, οι συγγραφείς μπόρεσαν να ρίξουν μια πιο κοντινή ματιά σε αυτό το μικρό άστρο – σχεδόν στο μέγεθος της Γης – και στις δονήσεις του. Περίπου 300 ειδικοί σε όλο τον κόσμο ασχολούνται με τη μελέτη λευκών νάνων. Ο αρχικός σκοπός της Giammichele ήταν να επαληθεύσει μια θεωρία πάνω σε αυτό το τελικό στάδιο του κύκλου ζωής ενός άστρου. Η θεωρία αποδείχθηκε σωστή, όμως οι παρατηρήσεις της ομάδας οδήγησαν σε ένα αριθμό από αναπάντεχες ανακαλύψεις.

Ένας μεγαλύτερος πυρήνας

Όταν εξετάζοντας το άστρο, που βρίσκεται στις παρυφές των αστερισμών Κύκνος και Λύρα, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ο από άνθρακα και οξυγόνο πυρήνας του ήταν δυο φορές μεγαλύτερος από ότι προέβλεπε η θεωρία. «Αυτή είναι σημαντική ανακάλυψη που θα μας εξαναγκάσει να επαναξιολογήσουμε την άποψή μας για το πώς πεθαίνουν τα άστρα», ανέφερε ο Fontaine. «Ωστόσο, πρέπει να γίνει περισσότερο έργο για να επιβεβαιωθεί εάν αυτή η παρατήρηση επαληθεύεται για άλλα άστρα. Μπορεί να είναι απλά μια ανωμαλία».

«Πρέπει να δοκιμάσουμε να αναπαράγουμε τα αποτελέσματα αυτά με άλλα ουράνια σώματα πριν διατυπώσουμε οποιαδήποτε συμπεράσματα», συμφώνησε η Giammichele. Παρόλο που ο KIC08626021 ήταν ο πρώτος παλλόμενος λευκός νάνος που προσδιορίστηκε από το τηλεσκόπιο Kepler, περίπου 60 έχουν ανακαλυφθεί από τότε, πρόσθεσε. «Έχω αρκετά δεδομένα για να περάσω τα επόμενα 20 χρόνια αναλύοντάς τα ένα προς ένα».

Επαναστατική μέθοδος

Το νέο άρθρο είναι το τέταρτο στο Nature του Fontaineη και η δημοσίευσή του κλείνει έναν κύκλο στην καριέρα του. Το 1978, ο καθηγητής έριξε ασχολήθηκε με τη δυνατότητα για τον προσδιορισμό της εσωτερικής δομής ενός παλλόμενου λευκού νάνου μέσω μιας στέρεας κατανόησης της θεωρίας της αστρικής εξέλιξης. «Όμως υπήρχε ακόμη μακρύς δρόμος να γίνει», αναπόλησε. «Πρώτον, δεν είχαμε πρόσβαση σε υψηλής ποιότητας εικόνες επειδή τα επίγεια τηλεσκόπια μας έδιναν πολύ ανακριβείς εικόνες των σωμάτων αυτών. Μετά έπρεπε να δημιουργήσουμε τα αναλυτικά εργαλεία, το λογισμικό κλπ. Τέλος, αλλά εξίσου σημαντικό, έπρεπε να βρούμε το σωστό πρόσωπο να κυνηγήσει αυτό το στοιχείο».

Ο Fontaineη επαίνεσε την προηγούμενη φοιτήτριά του, η οποία ανακάλυψε μια καινοτόμα προσέγγιση για να πετύχει τον σκοπό της. Ως απόφοιτη της Πολυτεχνικής του Μόντρεαλ με μάστερ στη μηχανολογία, η Giammichele εφάρμοσε στην αστροφυσική μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της αεροδυναμικής των φτερών αεροπλάνου. «Πιστεύω ότι η προσέγγιση αυτή είναι που μας επέτρεψε να κινηθούμε προς τα εμπρός», ανέφερε ο Fontaineη, προσθέτοντας ότι πέντε από τους άλλους συγγραφείς του άρθρου σπούδασαν επίσης υπό τις οδηγίες του.

Πηγή: Université de Montréal

Περισσότερα στη δημοσίευση: A large oxygen-dominated core from the seismic cartography of a pulsating white dwarf. Nature.