Το σημαντικότερο επιστημονικό επίτευγμα του 2019

… σύμφωνα με το περιοδικό Science

Η πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας, που τράβηξε το διεθνές Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (Event Horizon Telescope-ΕΗΤ), υπήρξε το πιο σημαντικό επιστημονικό επίτευγμα της φετινής χρονιάς, σύμφωνα με το κορυφαίο περιοδικό «Science».

To μέγεθος του ηλιακού μας συστήματος σε σύγκριση με την τερατώδη μαύρη τρύπα στον γαλαξία M87

Το «Science», που κάθε χρόνο παραδοσιακά απονέμει διεθνώς τον επίζηλο τίτλο της σπουδαιότερης επιστημονικής ανακάλυψης, τονίζει ότι πρόκειται για «πραγματικά εντυπωσιακό κατόρθωμα ομαδικής εργασίας και τεχνολογίας». Όπως επισημαίνει, κάποτε θεωρείτο αδιανόητο να φωτογραφηθεί άμεσα μια μαύρη τρύπα, καθώς μόνο έμμεσα οι επιστήμονες ήσαν σε θέση να εικάσουν την παρουσία της, μέσω των επιδράσεων στο περιβάλλον της.

Αυτή τη φορά, η πολυάριθμη ερευνητική ομάδα του ΕΗΤ -άνω των 200 επιστημόνων, μεταξύ των οποίων κομβικό ρόλο έπαιξε ο ελληνικής καταγωγής καθηγητής αστροφυσικής Δημήτρης Ψάλτης του Πανεπιστημίου της Αριζόνα– ανακοίνωσαν τον Απρίλιο ότι κατάφεραν να φωτογραφήσουν τον φωτεινό ορίζοντα γεγονότων που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα. Ασφαλώς όχι την ίδια, αφού -όπως λέει και το όνομά της- είναι μαύρη, επειδή η βαρύτητα της είναι τόσο ισχυρή, που δεν αφήνει ούτε το φως να δραπετεύσει από αυτήν. Έτσι, οι μαύρες τρύπες «κρύβονται» σε κοινή θέα, καμουφλαρισμένες τέλεια πάνω στο υπόβαθρο του σκοτεινού κενού του διαστήματος.

Η τεράστια μαύρη τρύπα που φωτογραφήθηκε, βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία Messier 87 (M87), σε απόσταση σχεδόν 55 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Είναι τόσο μεγάλη, που είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από όλο τον γαλαξία μας.

Η εμβληματική εικόνα της εξαπλώθηκε γρήγορα σαν ιός (έγινε «viral») στο παγκόσμιο διαδίκτυο, καθώς μαγνήτισε την προσοχή των μέσων ενημέρωσης και τη φαντασία εκατομμυρίων ανθρώπων σε όλη τη Γη. Σήμερα είναι πια μια από τις εικόνες με τις περισσότερες λήψεις στην ιστορία του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών των ΗΠΑ. Οι επιστήμονες του ΕΗΤ σχεδιάζουν νέες φωτογραφίες με ακόμη καλύτερη ανάλυση, έχοντας στο στόχαστρο τους, μεταξύ άλλων, και την κεντρική μαύρη τρύπα του δικού μας γαλαξία εντός του 2020.

Για τους πολυπληθείς αναγνώστες όμως του «Science» η φωτογράφηση της μαύρης τρύπας ήταν το τρίτο σημαντικότερο γεγονός του 2019. Η «ετυμηγορία του λαού» (πάνω από 34.000 ψήφοι) ήταν ότι το πιο σημαντικό -με διαφορά μάλιστα – ήταν η ανακάλυψη στο Θιβέτ ενός απολιθωμένου κρανίου από ένα κορίτσι Ντενίσοβα, ένα μυστηριώδη πρόγονο του ανθρώπου, του οποίου έως τώρα είχε βρεθεί το 2010 μόνο ένα οστό σε σπήλαιο της Σιβηρίας. Μετά την ανακάλυψη και στο Θιβέτ, που επιβεβαιώθηκε μέσω γενετικής ανάλυσης, φαίνεται πως οι Ντενίσοβα ήσαν αρκετά εξαπλωμένοι στην Ασία πριν περίπου 50.000 χρόνια, παράλληλα με τους Νεάντερταλ. Στη δεύτερη θέση των προτιμήσεων των αναγνωστών βρέθηκε η ανάπτυξη δύο ελπιδοφόρων φαρμάκων για τον ιό Έμπολα.

Όσον αφορά το ίδιο το «Science», πέρα από την εικόνα της μαύρης τρύπας, αναδεικνύει ως άλλα σημαντικά επιστημονικά επιτεύγματα του 2019 την ανακάλυψη νέων στοιχείων για την κατακλυσμική πτώση του μετεωρίτη στο Γιουκατάν του Μεξικού που εξαφάνισε τους δεινόσαυρους από τη Γη, τη δημιουργία του πρώτου κβαντικού υπολογιστή που είναι πιο ικανός από κάθε συμβατικό υπερ-υπολογιστή (το ορόσημο της λεγόμενης «κβαντικής υπεροχής»), τη φωτογράφιση από το σκάφος New Horizons της NASA του μακρινού ουράνιου σώματος MU69 που βαφτίστηκε πλέον «’Αροκοθ», το πρώτο αποτελεσματικό φάρμακο για τις περισσότερες περιπτώσεις κυστικής ίνωσης, την επικράτηση ενός προγράμματος τεχνητής νοημοσύνης στο πόκερ με αντίπαλους τους καλύτερους επαγγελματίες παίκτες κ.α.

Στιγμιότυπα από την εντυπωσιακή δακτυλιοειδή έκλειψη ηλίου

Marina Barrage, Singapore

Ολοκληρώθηκε η εντυπωσιακή δακτυλιοειδής έκλειψη ηλίου (δεν ήταν ορατή από την Ελλάδα). Ήταν τρίτη και τελευταία ηλιακή έκλειψη του 2019.

Στις δακτυλιοειδείς εκλείψεις η Σελήνη είναι πολύ μακριά από τη Γη για να καλύψει πλήρως τον Ήλιο, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ένας «δακτύλιος φωτιάς» γύρω από το σκοτεινό φεγγάρι, ενώ το ηλιακό στέμμα δεν είναι ορατό. Στις ολικές ηλιακές εκλείψεις ο σεληνιακός δίσκος καλύπτει κατά 100% τον ηλιακό δίσκο (η τελευταία είχε συμβεί τον Ιούλιο). Στις μερικές εκλείψεις το φεγγάρι καλύπτει μόνο ένα μέρος του Ήλιου.

Το «μονοπάτι» της έκλειψης άρχισε στις 05:34 ώρα Ελλάδας της Πέμπτης στη Σαουδική Αραβία (220 χιλιόμετρα βορειοανατολικά του Ριάντ) και μετακινήθηκε ανατολικά προς το Κατάρ, τη νότια Ινδία, τη Σρι Λάνκα, τον Ινδικό Ωκεανό και την Ινδονησία, καταλήγοντας στη νήσο Γκουάμ στον Ειρηνικό Ωκεανό.

Μια διαισθητική ερμηνεία της περιστροφικής αστάθειας στερεού σώματος

Terry Tao εναντίον Richard Feynman

(νεώτερη ενημέρωση 22/9/2019)
Εκτελέστε το πείραμα περιστροφής ενός βιβλίου, πετώντας το στον αέρα διαδοχικά, με τρεις συγκεκριμένους τρόπους. Να περιστρέφεται γύρω από από τον άξονα x, γύρω από τον άξονα z και στην συνέχεια γύρω από τον άξονα y, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα.
Θα παρατηρήσετε ότι η περιστροφή γύρω από τους κύριους άξονες x και z είναι σχετικά σταθερή, ενώ η περιστροφή γύρω από τον ενδιάμεσο άξονα y είναι ασταθής. Γιατί συμβαίνει αυτό;
Κάποτε νόμιζα πως μάλλον δεν υπάρχει μια άμεση διαισθητική απάντηση και ότι η λύση του προβλήματος γίνεται κατανοητή μέσα από τις μαθηματικές σχέσεις του θεωρήματος της ευστάθειας στερεού σώματος που αποδεικνύει ότι:  «κατά την ελεύθερη κίνηση ενός στερεού σώματος, η περιστροφή γύρω από τους άξονες x και z ευσταθής (κατά Liapunov), ενώ η περιστροφή γύρω από τον ενδιάμεσο άξονα y είναι ασταθής».

Όμως ένας από τους μεγαλύτερους σύγχρονους μαθηματικούς, ο Terry Tao, έδειξε (πρώτος;) πως μπορούμε να δώσουμε μια διαισθητική ερμηνεία στο φαινόμενο χωρίς την χρήση μαθηματικών. Αυτό ακριβώς περιγράφει το βίντεο που ακολουθεί:

Η μεγάλη διαφυγή άστρου

Βίντεο: Η μεγάλη διαφυγή άστρου με ταχύτητα 1800 km/sec

Posted on 13/11/2019

2

… ως προς το σύστημα αναφοράς του Γαλαξία μας

Ένα άστρο, που ταξιδεύει στον γαλαξία μας με την εντυπωσιακή ταχύτητα-ρεκόρ των έξι εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα (1755 km/s) δέκα φορές πιο γρήγορα από τα περισσότερα άστρα όπως ο Ήλιος), αφότου «εκτινάχθηκε» μακριά από την κεντρική γαλαξιακή μαύρη τρύπα, ανακάλυψε μία διεθνής ομάδα αστρονόμων.

Η «έξωση» που έδωσε τρομερή ώθηση στο άστρο S5-HVS1 και το μετέτρεψε σε …πύραυλο, εκτιμάται ότι συνέβη πριν περίπου πέντε εκατομμύρια χρόνια.

Το άστρο κινείται πλέον τόσο γρήγορα, που αναμένεται να έχει βγει από τον γαλαξία μας σε περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια, χωρίς ποτέ πια να επιστρέψει, ταξιδεύοντας στη συνέχεια για πάντα στο αχανές κενό του διαγαλαξιακού χώρου.

Οι ερευνητές, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Monthly Notices» της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Βρετανίας, πραγματοποίησαν την ανακάλυψη του άστρου, που βρίσκεται στον αστερισμό του Γερανού σε απόσταση 29.000 ετών φωτός από τη Γη, με το διαμέτρου τεσσάρων μέτρων Αγγλο-Αυστραλιανό Τηλεσκόπιο του Αστεροσκοπείου Siding Spring της Αυστραλίας και με το ευρωπαϊκό δορυφορικό τηλεσκόπιο Gaia.

Η τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας, γνωστή ως«Τοξότης Α*» ή «Καρδιά του Σκότους», διαθέτει μάζα ισοδύναμη με περισσότερους από τέσσερα εκατομμύρια ήλιους και είναι ικανή όχι μόνο να παγιδεύσει με την ελκτική δύναμη της, αλλά και να «ξαποστείλει» μακριά της ένα άστρο.

Αυτό συμβαίνει στα διπλά αστρικά συστήματα, στα οποία το ένα άστρο «συλλαμβάνεται» από τη μαύρη τρύπα και το άλλο εκσφενδονίζεται μακριά (πρόκειται για τον λεγόμενο«μηχανισμό Hills που προτάθηκε από τον αστρονόμο Τζακ Χιλς πριν 30 χρόνια).

πηγή: https://www.kathimerini.gr/1051461/gallery/epikairothta/episthmh/anakalyf8hke-astro—pyraylos-poy-eksfendonisthke-apo-th-mayrh-trypa-toy-gala3ia-mas – https://www.sciencedaily.com/releases/2019/11/191112110238.htm

Ο «χορός της αποφυγής» δύο δορυφόρων του Ποσειδώνα

Βίντεο: Ο «χορός της αποφυγής» δύο δορυφόρων του Ποσειδώνα

Posted on 18/11/2019

0

Ακόμα και για τα δεδομένα του εξώτερου ηλιακού συστήματος, οι περίεργες τροχιές δύο εκ των δορυφόρων του Ποσειδώνα είναι άνευ προηγουμένου, σύμφωνα με νέα μελέτη.

Ειδικοί στην τροχιακή δυναμική κάνουν λόγο για έναν «χορό αποφυγής» από τους δύο μικρούς δορυφόρους- Ναϊάς και Θάλασσα. Πρόκειται για ένα πραγματικό ζευγάρι, με τροχιές σε απόσταση 1.850 χλμ- ωστόσο ποτέ δεν πλησιάζουν πολύ το ένα στο άλλο. Η τροχιά της Ναϊάδας έχει κλίση και εντυπωσιακής ακρίβειας συγχρονισμό: Κάθε φορά που διέρχεται από την (πιο αργή) Θάλασσα, η απόστασή τους είναι 2.200 χλμ.

Στο πλαίσιο αυτής της αέναης «χορογραφίας», η Ναϊάς περιστρέφεται γύρω από τον παγωμένο γίγαντα κάθε επτά ώρες, ενώ η Θάλασσα κάνει επτάμισι ώρες. Ένας παρατηρητής στη Θάλασσα θα έβλεπε τη Ναϊάδα σε μια τροχιά που παρουσιάζει μεγάλες μεταβολές, σε μια τεθλασμένη πορεία, να περνά δύο φορές από πάνω και δύο φορές από κάτω. Αυτή η κίνηση επαναλαμβάνεται κάθε φορά που η Ναϊάς «ρίχνει τέσσερις γύρους» στη Θάλασσα.

Αν και ο «χορός» αυτός φαίνεται περίεργος, κρατά τις τροχιές σταθερές, σημειώνουν οι ερευνητές. «Υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη “χορών” που μπορεί να ακολουθούν πλανήτες, δορυφόροι και αστεροειδείς, αλλά αυτόν δεν τον έχουμε ξαναδεί ποτέ» είπε η Μαρίνα Μπρόζοβιτς, ειδική σε θέματα δυναμικής του ηλιακού συστήματος στο JPL της NASA στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια και lead author του επιστημονικού άρθρου, που δημοσιεύτηκε στις 13 Νοεμβρίου στο Icarus.

Μακριά από την έλξη του ήλιου, οι γιγαντιαίοι πλανήτες του εξώτερου ηλιακού συστήματος είναι οι κυρίαρχες πηγές βαρύτητας και όλοι μαζί διαθέτουν δεκάδες φεγγάρια. Κάποια σχηματίστηκαν μαζί τους και ποτέ δεν έφυγαν, άλλα «αιχμαλωτίστηκαν» αργότερα, σε τροχιές γύρω από τους πλανήτες τους. Κάποια κινούνται σε αντίθετη φορά με αυτήν της περιστροφής του πλανήτη, άλλα «ανταλλάσσουν» τροχιές, αποφεύγοντας τη σύγκρουση. Ο Ποσειδώνας έχει 14 δορυφόρους, με το πιο μακρινό (Νησώ) να κινείται σε μια πολύ ελλειπτική τροχιά που το φέρνει 74 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από τον πλανήτη – και μια περιστροφή να χρειάζεται 27 χρόνια για να ολοκληρωθεί.

Η Ναϊάς και η Θάλασσα είναι μικρά φεγγάρια, μήκους περίπου 100 χλμ. Είναι δύο από τους επτά εσώτερους δορυφόρους του Ποσειδώνα, και εντάσσονται σε ένα συνωστισμένο σύστημα που περιλαμβάνει αχνούς δακτυλίους. Όσον αφορά στο πώς κατέληξαν «μαζί» και «χώρια» ταυτόχρονα, θεωρείται πως το αρχικό σύστημα των δορυφόρων διαταράχθηκε όταν ο Ποσειδώνας «αιχμαλώτισε» τον γιγαντιαίο δορυφόρο του, τον Τρίτωνα- και ότι αυτά τα εσώτερα φεγγάρια και οι δακτύλιοι σχηματίστηκαν από συντρίμμια που προέκυψαν.

«Η Ναϊάς και η Θάλασσα πιθανότατα είναι κλεισμένες σε αυτή την κίνηση για πολύ καιρό, επειδή κάνει τις τροχιές τους πιο σταθερές. Διατηρούν την ειρήνη αποφεύγοντας να πλησιάσουν πάρα πολύ» είπε ο Μαρκ Σόουαλτερ, πλανητικός αστρονόμος στο SETI Institute στο Μάουντεν Βιου της Καλιφόρνια και ένας εκ των συντελεστών του εν λόγω επιστημονικού άρθρου.

πηγή: https://www.naftemporiki.gr/story/1534085/to-tagko-tis-naiadas-kai-tis-thalassas-o-thaumastos-xoros-tis-apofugis-duo-feggarion-tou-poseidona – https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7540

Η κοντινότερη μέχρι τώρα φωτογραφία του διαστρικού κομήτη «Μπορίσοφ»

Οι αστρονόμοι του Πανεπιστημίου Γιέηλ των ΗΠΑ κατάφεραν να τραβήξουν μια νέα φωτογραφία, την κοντινότερη έως τώρα, του διαστρικού κομήτη «Μπορίσοφ» (2l/Borisov), του δεύτερου επισκέπτη του ηλιακού μας συστήματος που έρχεται από κάποιο άλλο ηλιακό σύστημα.

Η νέα φωτογραφία, που τραβήχτηκε στις 24 Νοεμβρίου με το τηλεσκόπιο Κεκ της Χαβάης, αποκαλύπτει ότι η ουρά του κομήτη έχει μήκος σχεδόν 160.000 χιλιομέτρων και είναι περίπου 14 φορές μεγαλύτερη από τη Γη. Ο στερεός πυρήνας του κομήτη έχει διάμετρο μόνο ενάμισι χιλιόμετρο περίπου.

«Προκαλεί ένα αίσθημα ταπεινότητας να συνειδητοποιείς πόσο μικρή είναι η Γη δίπλα σε έναν επισκέπτη από άλλο ηλιακό σύστημα», δήλωσε ο αστρονόμος Πίτερ βαν Ντόκουμ.

Ο κομήτης, που είχε για πρώτη φορά γίνει αντιληπτός φέτος το καλοκαίρι, συνεχίζει να πλησιάζει τη Γη και θα φθάσει στο κοντινότερο σημείο του από αυτή -περίπου 300 εκατομμύρια χιλιόμετρα- στις αρχές Δεκεμβρίου. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο «Μπορίσοφ» (πήρε το όνομα του ερασιτέχνη αστρονόμου της Κριμαίας που πρώτος τον είδε) σχηματίστηκε σε κάποιο άλλο ηλιακό σύστημα και εκτοξεύθηκε στο διαστρικό χώρο μετά την παρ’ ολίγον σύγκρουση του με ένα πλανήτη στο μητρικό σύστημά του.

Όσο ο κομήτης πλησιάζει τη Γη και τον Ήλιο, απελευθερώνει περισσότερα αέρια και σκόνη στην ουρά του. Ήδη αστρονόμοι σε διάφορα μέρη χρησιμοποιούν τα τηλεσκόπια τους για να παρατηρήσουν τον σπάνιο επισκέπτη, ο οποίος μπορεί να μεταφέρει πληροφορίες για τους θεμέλιους λίθους των πλανητών σε άλλα ηλιακά συστήματα.

Παύλος Δρακόπουλος – https://www.amna.gr/home/article/411283/I-kontinoteri-eos-tora-fotografia-tou-diastrikou-komiti-Mporisof – https://news.yale.edu/2019/11/26/new-image-offers-close-view-interstellar-comet

Το Voyager 2 της NASA στέλνει δεδομένα από το μεσοαστρικό διάστημα

(νεώτερη ενημέρωση)
Το σκάφος Voyager 2 της NASA έχει γίνει πλέον το δεύτερο ανθρώπινο κατασκεύασμα που ταξιδεύει στην αχανή περιοχή του γαλαξία ανάμεσα στα άστρα, στο μεσοαστρικό διάστημα, όπως επιβεβαίωσαν οι επιστήμονες. Είχε προηγηθεί το Voyager 1, που είχε «δραπετεύσει» από την ηλιακή επικράτεια στις 25 Αυγούστου 2012.

Η έξοδος του Voyager 2 στο διαστρικό ή μεσοαστρικό χώρο εκτιμάται ότι είχε συμβεί στις 5 Νοεμβρίου 2018.

Τώρα οι επιστήμονες -μεταξύ των οποίων και ο Σταμάτης Κριμιζής και ο συνεργάτης του στην Ακαδημία Αθηνών Κωνσταντίνος Διαλυνάς- όχι μόνο επιβεβαίωσαν το ιστορικό γεγονός, αλλά και έδωσαν στη δημοσιότητα τα πρώτα στοιχεία που έστειλε το σκάφος, καθώς διήλθε την ηλιόπαυση, εκεί όπου η πυκνότητα των εξερχομένων σωματιδίων του ηλιακού ανέμου και η ένταση του μαγνητικού του πεδίου, εξισώνονται με τα αντίστοιχα μεγέθη του μεσοαστρικού χώρου (η βαρυτική επίδραση του Ήλιου εκτείνεται αρκετά πέρα από την ηλιόπαυση, έως τουλάχιστον το Νέφος Όορτ).

Τα δύο δίδυμα σκάφη είχαν εκτοξευθεί το 1977 σε διάστημα λίγων εβδομάδων το ένα από το άλλο, ακολουθώντας διαφορετικές τροχιές, γι’ αυτό αν και το «Βόγιατζερ 2» είχε ελαφρώς προηγηθεί, βγήκε με καθυστέρηση από το ηλιακό μας σύστημα.

Μια βλάβη στον ανιχνευτή πλάσματος του «Βόγιατζερ 1» το 1980 είχε ως συνέπεια να μην καταστεί δυνατό να συλλεχθούν άμεσα ακριβή δεδομένα κατά τη μετάβαση στο μεσοαστρικό διάστημα. Κάτι ευτυχώς που δεν συνέβη στην περίπτωση του «Βόγιατζερ 2», από το οποίο πλέον υπάρχουν τα πρώτα στοιχεία στα χέρια των επιστημόνων για τη διάσχιση της ηλιόπαυσης.

Τα δεδομένα αυτά δείχνουν ομοιότητες αλλά και διαφορές με όσα στοιχεία είχε στείλει το «Βόγιατζερ 1», μερικές από τις οποίες ίσως οφείλονται στη μεταβαλλόμενη δραστηριότητα του Ήλιου, ενώ άλλες πιθανώς σχετίζονται με τις διαφορετικές τροχιές των δύο σκαφών.

Μεταξύ άλλων, τα νέα στοιχεία δείχνουν μια πιο λεπτή και ομαλή συνοριακή περιοχή της ηλιόσφαιρας, με ένα ισχυρότερο μεσοαστρικό μαγνητικό πεδίο πέραν από αυτήν.

Οι ερευνητές από τις ΗΠΑ, την Ελλάδα, την Ελβετία και την Αργεντινή, έκαναν πέντε σχετικές δημοσιεύσεις στο περιοδικό αστρονομίας «Nature Astronomy».

Επικεφαλής της μίας από τις πέντε μελέτες του Voyager 2 είναι ο ακαδημαϊκός καθηγητής Σταμάτης Κριμιζής, επικεφαλής του Γραφείου Διαστημικής Έρευνας και Τεχνολογίας της Ακαδημίας Αθηνών και εδώ και πολλά χρόνια συνεργάτης του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς των ΗΠΑ, ενώ συμμετέχει και ο Κωνσταντίνος Διαλυνάς, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο ίδιο Γραφείο.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν μια χαρακτηριστική αύξηση στην πυκνότητα του πλάσματος, κάτι που επιβεβαιώνει ότι το «Βόγιατζερ 2» βγήκε από το καυτό και χαμηλότερης πυκνότητας πλάσμα του ηλιακού ανέμου και εισήλθε στο ψυχρό και μεγαλύτερης πυκνότητας πλάσμα του μεσοαστρικού-γαλαξιακού χώρου.

Τα δύο είδη πλάσματος -το ηλιακό και το μεσοαστρικό- έχουν διαφορετικές συνθέσεις, πυκνότητες, θερμοκρασίες και μαγνητικά πεδία διαφορετικής προέλευσης, συνεπώς δεν αλληλεπιδρούν ελεύθερα, αλλά διαχωρίζονται από ένα σύνορο.

Όπως έγινε αντιληπτό, δεν ισχύει η επικρατούσα έως τώρα θεωρία ότι υπάρχει μια σταδιακή μετάβαση από την ηλιακή επικράτεια στο μεσοαστρικό διάστημα, καθώς φαίνεται ότι υπάρχει ένα διακριτό σύνορο στην άκρη της ηλιόσφαιρας, την -σχήματος φυσαλίδας- περιοχή, όπου φθάνει ο ηλιακός άνεμος των σωματιδίων.

Σύμφωνα με μια από τις πέντε μελέτες, η μετάβαση μέσω της ηλιόπαυσης έγινε σε λιγότερο από μια ημέρα, ενώ μια άλλη μελέτη βρήκε ένα ενδιάμεσο στρώμα ανάμεσα στην ηλιόπαυση και στο μεσοαστρικό διάστημα, δηλαδή στο σύνορο όπου ο ηλιακός άνεμος συναντά τον μεσοαστρικό άνεμο (τα σωματίδια κοσμικής ακτινοβολίας γαλαξιακής προέλευσης), κάτι που δεν είχε ανιχνεύσει το «Βόγιατζερ 1».

Σε κάθε περίπτωση, παραμένουν ακόμη αναπάντητα ερωτήματα σχετικά τις ιδιότητες του μεσοαστρικού διαστήματος, που ελπίζεται να απαντηθούν όσο το «Βόγιατζερ 2» ταξιδεύει πιο μακριά.

Η είσοδος του σκάφους Voyager 2 στο μεσοαστρικό χώρο συνέβη σε απόσταση 119,7 αστρονομικών μονάδων από τον πλανήτη μας, δηλαδή σχεδόν 120 φορές την απόσταση Γης-Ήλιου, πιο κοντά από ό,τι είχε συμβεί με το «Voyager 1» (σε απόσταση 122,6 αστρονομικών μονάδων), το οποίο πλέον έχει φθάσει σε απόσταση περίπου 146 αστρονομικών μονάδων.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι τα δύο «Βόγιατζερ» θα ζήσουν περισσότερο και από τη Γη, ταξιδεύοντας στον γαλαξία μας για τουλάχιστον πέντε δισεκατομμύρια χρόνια. Βέβαια πολύ νωρίτερα, ίσως μετά από μια δεκαετία, θα πάψουν να στέλνουν στοιχεία. Προς το παρόν, είναι αβέβαιο πότε θα υπάρξει μια νέα διαστημική αποστολή που θα ακολουθήσει τα χνάρια των «Ταξιδευτών» στο αχανές μεσοαστρικό διάστημα.

πηγή: https://www.amna.gr/home/article/405435/Epibebaiothike-oti-to-Voyager-2-tis-NASA-eisilthe-pia-sto-mesoastriko-diastima– – https://www.theguardian.com/science/2019/nov/04/nasa-voyager-2-sends-back-first-signal-from-interstellar-space

ΤΑ ΝΕΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΟΔΥΣΣΕΙΑ ΤΟΥ “VOYAGER 2”

Διονύσης Σιμόπουλος

Η Ηλιόσφαιρα, μια τεράστια φούσκα που σχηματίζεται από τον ηλιακό άνεμο και προστατεύει το Ηλιακό μας Σύστημα από τις ακτινοβολίες υψηλής ενέργειας οι οποίες είναι διάσπαρτες στο Διάστημα, κινείται στον διαστρικό χώρο με ταχύτητα που ξεπερνάει τα 700.000 χλμ. την ώρα καθώς περιφέρεται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας. Αυτή την προστατευτική φούσκα διαπέρασαν οι δύο διαστημοσυσκευές “Voyager 1” το 2012 και “Voyager 2”πριν από ακριβώς ένα χρόνο. Οι πληροφορίες που μας στέλνουν οι δύο διαστημοσισκευές από τα βάθη του διαστήματος χρειάζονται πάνω από 16 ώρες για να φτάσουν σ’ εμάς, (αφού οι διαστημοσυσκευές αυτές βρίσκονται σε απόσταση περίπου 18 δισεκατομμυρίων χλμ. από τη Γη ή 120 φορές την απόσταση Γης-Ηλίου) η δε τελευταία τους ανάλυση συνοψίζεται σε πέντε επιστημονικές εργασίες που δημοσιεύτηκαν χθες στο περιοδικό “Nature Astronomy.”

Φωτογραφία του πλανήτη Ποσειδώνα και του δορυφόρου του Τρίτωνα από το διαστημικό σκάφος Voyager 2. Λήφθηκε το 1989 από απόσταση 3 εκατομμυρίων μιλίων.

Μία από τις μελέτες αυτές αναφέρει ότι ο διαχωρισμός της ηλιόσφαιρας από τον διαστρικό χώρο δεν είναι σταδιακός αλλά ξεκάθαρος και εντοπίζεται με μια απότομη πτώση της θερμοκρασίας και την αύξηση της πυκνότητας των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων που προέρχονται από τις εκρήξεις αστρικών σουπερνόβα όπως χαρακτηριστικά αναφέρεται στη μελέτη που υπογράφεται από τον Έλληνα Ακαδημαϊκό Stamatios Krimigis και τους συνεργάτες του, μεταξύ των οποίων και ο Κωνσταντίνος Διαλυνάς του Γραφείου Διαστημικής Έρευνας και Τεχνολογίας της Ακαδημίας Αθηνών επικεφαλής του οποίου είναι ο κ. Κριμιζής. Όπως λεει χαρακτηριστικά και ο κ. Κριμιζής με δύο μόνο μετρήσεις σε μία τεράστια “φούσκα” δεν μπορούμε να βγάλουμε τελικά συμπεράσματα.

Οι δύο διαστημοσυσκευές είχαν εκτοξευθεί το 1977 και μας μετέδωσαν συνολικά πάνω από 5 τρισεκατομμύρια πληροφορίες για τους τέσσερις αέριους γίγαντες πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος. Οι πληροφορίες αυτές είναι αρκετές για να γεμίσουν μια επιστημονική βιβλιοθήκη με 200.000 τόμους και περιλαμβάνουν το μαγευτικό χρονικό των αυτόματων αυτών ταξιδιωτών στους εξωτερικούς πλανήτες και τους παγωμένους δορυφόρους τους, στα φωτεινά συστήματα των δακτυλίων τους, στις ταραχώδεις ατμόσφαιρές τους- και στις βίαιες ηφαιστειακές τους εκρήξεις. Τα δύο διαστημόπλοια ακολούθησαν διαφορετικές τροχιές κι έτσι το “Voyager 2” είναι η μοναδική μέχρι τώρα διαστημοσυσκευή που προσπέρασε από τόσο κοντά τους δύο εξωτερικούς αέριους γίγαντες, τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα.

To Voyager 1 εκτοξεύτηκε στις 5 Σεπτεμβρίου 1977 είχε βάρος 800 κιλών κι έφτασε στον Δία τον Μάρτιο του 1979. Από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις του ήταν η ανίχνευση εννέα ηφαιστείων στον δορυφόρο του Δία Ιώ, η ανακάλυψη δαχτυλίου γύρω από τον Δία σε απόσταση 129.000 χιλιομέτρων από την επιφάνεια των νεφών του και η ανακάλυψη τριών νέων δορυφόρων της Μήτις, της Θήβης και της Αδράστειας, ενώ από την περιοχή αυτή μας έστειλε 19.000 φωτογραφίες. Στον επόμενο πλανήτη τον Κρόνο έφτασε τον Νοέμβριο του 1980 και μεταξύ των άλλων μας απεκάλυψε ότι το 7% του όγκου του Κρόνου αποτελείται από ήλιο, και μας αποκάλυψε ότι ο δακτύλιος f είναι χωρισμένος σε 3 υποδακτύλιους. Βέβαια δεν έλειψε και η ανακάλυψη 3 δορυφόρων του Άτλαντα, του Προμηθέα και της Πανδώρας ενώ από εκεί ξεκίνησε την πορεία του στα βόρεια σύνορα του Ηλιακού μας Συστήματος όπου έφτασε πριν από 7 χρόνια.

Το Voyager 2 εκτοξεύτηκε στις 20 Αυγούστου 1977 με βάρος 800 κιλών. Προσπέρασε τον Δία στις 9 Ιουλίου 1979, τον Κρόνο στις 26 Αυγούστου 1981, τον Ουρανό στις 24 Ιανουαρίου 1986, και τον Ποσειδώνα στις 24 Αυγούστου 1989. Παρ’ όλο που 8 μήνες μετά την απογείωση ο κυρίως ραδιοδέκτης του έπαθε ζημιά και δέχονταν σήματα μόνο σ’ ένα περιορισμένο φάσμα συχνοτήτων (ενώ ζημιά υπέστη επίσης και η κινητή πλατφόρμα με τα όργανα του) ο Voyager 2 αποδείχτηκε σκληρό καρύδι και όχι μόνο ολοκλήρωσε την αρχική του αποστολή με επιτυχία αλλά συνέχισε και συνεχίζει να μας στέλνει πληροφορίες για το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται στα όρια του Ηλιακού μας Συστήματος.

Το Voyager 2 έφτασε στον Δία δύο μήνες μετά τον δίδυμό του Voyager 1. Από τα σημαντικότερα επιτεύγματα της διαστημοσυσκευής ήταν η φωτογράφηση 8 ηφαιστείων στον δορυφόρο Ιώ και η ανακάλυψη ότι η μαγνητόσφαιρα του Δία εκτείνεται τουλάχιστον μέχρι την τροχιά του Κρόνου σε απόσταση 650 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, όπου έφτασε τον Αύγουστο του 1981. Μέτρησε την θερμοκρασία του που ήταν από -82 έως -130 βαθμούς Κελσίου, καθώς και την πίεση του και μας απεκάλυψε την ύπαρξη 3 νέων δορυφόρων, τον Επιμηθέα, τον Ιανό και την Ελένη. Στον Ουρανό έφτασε τον Ιανουάριο του 1986 και μεταξύ των άλλων ανακάλυψε 10 καινούργια φεγγάρια, υπολόγισε την περίοδο περιστροφής του πλανήτη σε 17,24 ώρες και επιβεβαίωσε την ύπαρξη πολλών δακτυλίων γύρω από τον πλανήτη. Στον Ποσειδώνα έφτασε τον Αύγουστο του 1989. Στην πρώτη κιόλας φωτογραφία του ανακάλυψε και έναν δορυφόρο, τον πρώτο από τους πέντε που ανακάλυψε αργότερα. Άλλες ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις ήταν η ύπαρξη δακτυλίων γύρω από τον πλανήτη καθώς και μια μεγάλη σκοτεινή κηλίδα στο νότιο ημισφαίριο. Στις άκρες της μέτρησε τους ισχυρότερους ανέμους του Ηλιακού μας Συστήματος με ταχύτητα 2.250 χιλιομέτρων την ώρα. Αυτή την στιγμή το Voyager 2 έχει ήδη περάσει τα νότια σύνορα του Ηλιακού μας Συστήματος.

Και οι δύο Voyager συνεχίζουν πλέον το ταξίδι τους με ταχύτητα περίπου 58.000 χιλιομέτρων την ώρα ενώ το Voyager 1 έφτασε κάποια στιγμή και την ταχύτητα ρεκόρ των 62.000 χλμ. την ώρα. Φαίνεται μάλιστα ότι ίσως μπορέσουν να μεταδίδουν πληροφορίες και πέρα από το 2020 ενώ οι πιθανότητες είναι τα δύο Voyager να επιβιώσουν περισσότερο απ’ ό,τι η Γη μας, την οποία φαίνεται ότι θα καταπιεί ο Ήλιος σε πέντε δισεκατομμύρια χρόνια! Παρά την τόσο μεγάλη ταχύτητα τα δύο σκάφη θα φτάσουν σε κάποιο κοντινό άστρο μετά από αρκετές χιλιάδες χρόνια. Είναι βέβαια σχεδόν απίθανο κάποιος από τους Voyager να πέσει στα χέρια κάποιων διαστημικών ταξιδιωτών από άλλο κόσμο αλλά για μια τέτοια περίπτωση η ΝΑΣΑ έχει τοποθετήσει σ’ αυτούς έναν χάλκινο δίσκο που αναφέρει ευχές σε 60 γλώσσες της Γης, μουσική από όλο τον κόσμο, μέχρι και το τραγούδι των φαλαινών. Ο δίσκος, δημιούργημα του περίφημου Αμερικανού εκλαϊκευτή και αστρονόμου Carl Sagan, πάνω του έχει πληροφορίες για την θέση της Γης στο Σύμπαν, ενώ το μήνυμα πάνω στον δίσκο αναφέρει: “Αυτό είναι ένα δώρο από έναν μικρό και μακρινό κόσμο, ένα δείγμα των ήχων μας, της επιστήμης μας, των εικόνων μας, της μουσικής μας, της σκέψης μας και των αισθημάτων μας.”

Το πρόγραμμα Voyager εγκρίθηκε τον Ιούνιο του 1972 με κύριους στόχους της αποστολής την εξερεύνηση του εξωτερικού Ηλιακού Συστήματος δεδομένου ότι εκείνη την περίοδο οι εξωτερικοί πλανήτες βρίσκονταν στοιχισμένοι στις τροχιές τους κάτι που συμβαίνει μια φορά κάθε 146 χρόνια. Έτσι ένα μόνο σκάφος με μια βόλτα θα μπορούσε να τους επισκεφτεί όλους. Για να αυξηθούν οι πιθανότητες επιτυχίας του προγράμματος αποφασίστηκε η αποστολή δύο παρόμοιων σκαφών που θα εκτοξεύονταν με διαφορά 15 ημερών. Κάθε σκάφος μετέφερε όργανα για δέκα πειράματα ενώ ήταν επίσης εφοδιασμένο και με μια κεραία διαμέτρου 3,66 μέτρων που έπαιρνε εντολές από την Γη και έστελνε πίσω τις πληροφορίες που κατέγραφε. Τα σήματα του σκάφους χρησίμευσαν και στην ανάλυση της ατμόσφαιρας των πλανητών, των δακτυλίων και των βαρυτικών τους επιδράσεων. Η ισχύς των ραδιοσημάτων ήταν 25 βατ. Για την λήψη τους χρησιμοποιήθηκαν ραδιοτηλεσκόπια στην Καλιφόρνια, την Μαδρίτη, την Καμπέρα της Αυστραλίας και αργότερα στην Ουσάντα της Ιαπωνίας καθώς και το μεγάλο “τόξο” ραδιοτηλεσκοπίων στο Νέο Μεξικό. Η ηλεκτρική ισχύς τους ήταν 400 βατ που προέρχονταν από τρεις πυρηνικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων.

ΥΓ. Ενδιαφέρουσα συνέντευξη του κ. Κριμιζή στους New York Times: https://www.nytimes.com/…/voyager-2-interstellar-solar-wind…

Οι 5 μεγαλύτεροι δορυφόροι του ηλιακού μας συστήματος… στην ίδια αστροφωτογραφία

Στις φωτογραφίες που ακολουθούν, από αριστερά προς τα δεξιά, οι μικροσκοπικές φωτεινές κουκκίδες είναι ο Γανυμήδης, ο Δίας, η Ιώ, η Ευρώπη και η Καλλιστώ. Ο δικός μας φυσικός δορυφόρος φαίνεται πολύ μεγαλύτερος γιατί είναι κοντά, αλλά ο Γανυμήδης, η Ιώ και η Καλλιστώ στην πραγματικότητα μεγαλύτεροι από τη Σελήνη. Ο τέταρτος δορυφόρος του Δία που βλέπουμε, η Ευρώπη, είναι λίγο μικρότερος από την Σελήνη. Οι φωτογραφίες λήφθηκαν στις 3 Οκτωβρίου 2019, όταν ο Δίας και η Σελήνη βρέθηκαν πολύ κοντά στον νυχτερινό ουρανό. Από τους έξι μεγαλύτερους δορυφόρους των πλανητών του Ηλιακού Συστήματος, μόνο ο δορυφόρος του Τιτάνας του Κρόνου λείπει από αυτή τη φωτογραφία. Μπορείτε να δείτε τον Κρόνο απόψε στον νυχτερινό ουρανό, μιας και θα είναι πολύ κοντά (μια μοίρα) στη Σελήνη. Αν διαθέτετε τηλεσκόπιο ίσως μπορέσετε να διακρίνετε τον δεύτερο κατά σειρά μεγέθους δορυφόρο στο πλανητικό μας σύστημα, τον Τιτάνα του Κρόνου.

Credit : Derek Demeter Lake Mary, Florida

Gredit: Roberto Colombari

Credit : jordiler

Credit: Νικ Pavelchak

Credit: Valerio Fontani

Ποιος είναι ο νόμος του Faraday;

 Η «κινησιακή» ηλεκτρεγερτική δύναμη και ο κανόνας ροής)

Το 1831 ο Michael Faraday παρουσίασε μια σειρά από πειράματα, τρία εκ των οποίων μπορούν να περιγραφούν ως εξής (με μια μικρή αλλοίωση της ιστορίας):

Πείραμα 1: Παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου, μετακινούμε έναν αγώγιμο βρόχο προς τα δεξιά – βλέπε σχήμα (a). Στον βρόχο δημιουργήθηκε ροή ρεύματος.
Πείραμα 2: Κρατώντας τον βρόχο ακίνητο, μετακινούμε τον μαγνήτη (άρα και το μαγνητικό του πεδίο) προς τα αριστερά – βλέπε σχήμα (b). Δημιουργήθηκε πάλι ροή ρεύματος στο  στον βρόχο.
Πείραμα 3: Κρατώντας ακίνητο και τον βρόχο και τον μαγνήτη – σχήμα (c) – μεταβάλλουμε την ένταση του μαγνητικού πεδίου (χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρομαγνήτη μεταβάλλοντας την ένταση του ρεύματος του πηνίου). Για άλλη μια φορά δημιουργήθηκε ρεύμα στον βρόχο.

Το πρώτο πείραμα είναι ένα παράδειγμα κινησιακής ΗΕΔ, που εκφράζεται από τον κανόνα της ροής: Ɛ=–dΦ/dt.
Δε νομίζω να εκπλαγείτε αν σας πω ότι η ίδια ακριβώς ΗΕΔ αναπτύσσεται και στο πείραμα 2 – το μόνο που έχει σημασία είναι η σχετική κίνηση του μαγνήτη και του βρόχου.

Πράγματι, από την σκοπιά της Ειδικής Σχετικότητας πρέπει να είναι έτσι. Αλλά ο Faraday δεν γνώριζε σχετικότητα, και στην κλασσική ηλεκτροδυναμική αυτή η απλή αμοιβαιότητα είναι μια αξιοσημείωτη σύμπτωση. Στην περίπτωση του κινούμενου βρόχου, είναι μια μαγνητική δύναμη που κινεί τα φορτία και προκαλεί την ΗΕΔ, αλλά όταν ο βρόχος είναι ακίνητος η δύναμη που είναι υπεύθυνη για την εμφάνιση της ΗΕΔ δεν μπορεί να είναι μαγνητική – σε ακίνητα φορτία δεν ασκούνται μαγνητικές δυνάμεις. Τι είναι λοιπόν αυτό που προκαλεί την ΗΕΔ στην περίπτωση αυτή; Ποιο είναι το είδος του πεδίου που ασκεί δύναμη στα ακίνητα φορτία; Προφανώς κάποιο ηλεκτρικό πεδίο, αλλά σ’ αυτή την περίπτωση δεν φαίνεται κάποιο ηλεκτρικό πεδίο. Ο Faraday είχε μια ευφυή έμπνευση:

Ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο  δημιουργεί επαγωγικά ένα ηλεκτρικό πεδίο.

Σε αυτό το επαγόμενο ηλεκτρικό πεδίο οφείλεται η ΗΕΔ του δεύτερου πειράματος (Εδώ μπορεί κάποιος να υποστηρίξει ότι το μαγνητικό πεδίο στο πείραμα 2 δεν αλλάζει πραγματικά – απλά κινείται. Αυτό που εννοώ είναι ότι αν σταθείτε σε μια σταθερή θέση το πεδίο που θα ανιχνεύσετε μεταβάλλεται καθώς διέρχεται ο μαγνήτης).

Πράγματι, αν (όπως ανακάλυψε πειραματικά ο Farady) η ΗΕΔ ισούται πάλι με τον ρυθμό μεταβολής της ροής:

 ή 

Γράψαμε το νόμο του Faraday σε ολοκληρωτική μορφή όπου φαίνεται πως το  σχετίζεται με το  (Παρατηρείστε ότι αν το μαγνητικό πεδίο είναι σταθερό παίρνουμε  όπως ισχύει στην στατική περίπτωση).

Στο πείραμα 3 το μαγνητικό πεδίο μεταβάλλεται για εντελώς διαφορετικούς λόγους, αλλά σύμφωνα με το νόμο του Faraday επάγεται πάλι ένα ηλεκτρικό πεδίο το οποίο θα δημιουργήσει μια ΗΕΔ –dΦ/dt. Έτσι, μπορούμε να συμπτύξουμε και τις τρεις περιπτώσεις (και οποιονδήποτε συνδυασμό τους) σε ένα είδος παγκόσμιου κανόνα της ροής:

Οποτεδήποτε (και για οποιονδήποτε λόγο) μεταβάλλεται η μαγνητική ροή που διέρχεται μέσα από έναν βρόχο, μια ΗΕΔ

 Ɛ=–dΦ/dt               (1)

εμφανίζεται στον βρόχο.

Πολλοί ονομάζουν την διατύπωση αυτή «νόμο του Faraday». Μπορεί να γίνομαι σχολαστικός, αλλά αυτό μου προκαλεί σύγχυση. Στην πραγματικότητα υπάρχουν δυο εντελώς διαφορετικοί μηχανισμοί πίσω από την εξ. (1) και με το να τους ταυτίζουμε και τους δυο με τον «νόμο του Faraday» είναι σα να λέμε ότι εφόσον τα δυο δίδυμα μοιάζουν θα πρέπει να τα φωνάζουμε με το ίδιο όνομα.

Στο πρώτο πείραμα του Faraday είναι η δύναμη Lorentz που δρα και η ΗΕΔ είναι μαγνητική. Αλλά στα επόμενα δυο πειράματα είναι ένα ηλεκτρικό πεδίο (επαγόμενο από την μεταβολή του μαγνητικού πεδίου) που κάνει τη δουλειά. Κάτω από αυτό το πρίσμα, είναι μάλλον απροσδόκητο το ότι και η πρώτη διαδικασία παράγει την ίδια σχέση για την ΗΕΔ με τις επόμενες δύο. Στην πραγματικότητα, ήταν ακριβώς αυτή η «σύμπτωση» που οδήγησε τον Einstein στην ειδική θεωρία της σχετικότητας – προσπάθησε να βρεί μια βαθύτερη ερμηνεία του γεγονότος που αποτελούσε σύμπτωση στην κλασσική ηλεκτροδυναμική. Αλλά αυτό είναι μια ιστορία της ειδικής σχετικότητας. Όταν λοιπόν βρισκόμαστε στα χωράφια της κλασσικής ηλεκτροδυναμικής,  και μέχρι να φτάσουμε στην θεωρία της ειδικής σχετικότητας, καλό είναι να κρατήσουμε τον όρο «νόμος του Faraday» για τα ηλεκτρικά πεδία που επάγονται από μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία, μη θεωρώντας το πείραμα 1 ως περίπτωση του νόμου Faraday.

πηγή: «Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική», David J. Griffiths, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης