Το Σύμπαν είναι αχανές και μυστηριώδες.
Για να αποκαλύψουμε τα μυστικά του χρησιμοποιούμε τηλεσκόπια όπως το Χαμπλ, όμως και η φύση μας βοηθά με μερικά δικά της τεχνάσματα.
Παιχνίδια του φωτός που μας επιτρέπουν να διακρίνουμε αμυδρούς μακρινούς γαλαξίες.
που αλλιώς δε θα ήταν ορατοί.
Επεισόδιο 70: Παρατηρώντας τις κοσμικές εσχατιές
Παρουσιάζει ο Δρ. Τζέι, ή κατά κόσμον Δρ. Τζο Λίσκε.
Γεια σας και καλωσήλθατε σε ένα ακόμη επεισόδιο του Hubblecast!
Το Χαμπλ μας έχει δώσει μερικές από τις πιο μακρινές εικόνες του Σύμπαντος
όμως ακόμη και αυτές οι εξαιρετικές εικόνες έχουν περιορισμούς.
Γνωρίζουμε ότι υπάρχουν γαλαξίες οι οποίοι βρίσκονται τόσο μακριά, και άρα είναι τόσο αμυδροί, ώστε δε καταγράφονται καν σε αυτές τις μακρινές εικόνες.
Τι μπορούμε να κάνουμε για αυτό;
Λοιπόν, είτε θα κατασκευάσουμε μεγαλύτερα τηλεσκόπια, ή θα φανούμε έξυπνοι και θα χρησιμοποιήσουμε ένα από τα τηλεσκόπια της φύσης.
Μιλάω για το φαινόμενο που καλείται βαρυτικός φακός.
Ας πάρουμε ένα αντικείμενο όπως ένας γαλαξίας.
Γεμάτος άστρα, αέριο, σκοτεινή ύλη και σκόνη, η βαρυτική έλξη ενός γαλαξία είναι τόσο ισχυρή,
ώστε να επηρεάζει το χώρο που καταλαμβάνει και να παραμορφώνει το περιβάλλοντα χώρο του.
Και αυτό δε συμβαίνει μόνο με τους γαλαξίες.
Κάθε αντικείμενο το οποίο διαθέτει μάζα παραμορφώνει το χώρο γύρω του με τη βαρύτητά του, από τα μεγάλα γαλαξιακά σμήνη, ως τα μεμονωμένα άστρα.
Στο χώρο το φως ταξιδεύει αμετάβλητο κατά μήκος ευθείων γραμμών.
Τι είναι όμως μία ευθεία γραμμή;
Λοιπόν, είναι η μικρότερη απόσταση μεταξύ δύο σημείων.
Όμως σε ένα καμπυλωμένο χώρο, η μικρότερη απόσταση μεταξύ δύο σημείων δε φαίνεται απαραίτητα ευθεία σε μας.
Αυτό σημαίνει ότι όταν μία ακτίνα φωτός περάσει κοντά από ένα αντικείμενο μεγάλης μάζας που καμπυλώνει το χώρο γύρω του, τότε η ακτίνα καμπυλώνεται επίσης.
Σαν αποτέλεσμα, το αντικείμενο, ή καλύτερα ο καμπυλωμένος χώρος γύρω του, δρα σαν ένας φακός.
Ένας βαρυτικός φακός που εκτρέπει το φως που αλλιώς δε θα παρατηρούνταν, προς τα τηλεσκόπιά μας.
Αυτή η εκτροπή σημαίνει ότι μακρινά, αμυδρά αντικείμενα μπορεί ξαφνικά να εμφανιστούν κοντά στα όρια ενός πλησιέστερου σε μας αντικειμένου-φακού
αν και μπορεί να εμφανίζονται αρκετά διαφορετικά από ότι αναμενόταν.
Παρατηρούμε μακρινούς γαλαξίες που έχουν "εκτραπεί" σαν τόξα στον ουρανό γύρω από τους φακούς τους.
Για παράδειγμα αυτό το τόξο γύρω από αυτό το γαλαξιακό σμήνος δεν είναι φωτογραφικό σφάλμα, αλλά ένας ακόμη πιο μακρινός γαλαξίας - παραμορφωμένος, αλλά ορατός.
Ή, αν όλα είναι τέλεια ευθυγραμμισμένα, βλέπουμε ένα φωτεινό δακτύλιο να περιβάλλει ένα τεράστιο γαλαξία στο προσκήνιο.
Αυτοί οι τέλειοι δακτύλιοι - γνωστοί ως δακτύλιοι του Αϊνστάιν - είναι τόσο σπάνιοι ώστε στο ορατό φάσμα έχουν παρατηρηθεί μόνο μερικές δεκάδες.
Πριν από μερικά χρόνια το Χαμπλ παρατήρησε μία ακόμη πιο σπάνια κοσμική σύμπτωση -
έναν απίστευτο διπλό δακτύλιο, όπου το Χαμπλ είδε το φως όχι από έναν, αλλά από δύο γαλαξίες, τέλεια ευθυγραμμισμένους πίσω από αυτόν στο προσκήνιο.
Οι βαρυτικοί φακοί μπορούν να δημιουργήσουν παράξενα και διασκεδαστικά σχήματα.
Για παράδειγμα αυτή η εικόνα του Χαμπλ από το γαλαξιακό σμήνος Abell 68.
Το κεντρικό τμήμα της εικόνας είναι παραμορφωμένο και εκτείνεται ακτινικά προς τα έξω λόγω της βαρυτικής επίδρασης του σμήνους
όμως στη πάνω γωνία είναι ορατός ένας κοσμικός εισβολέας!
Αυτός ο παραμορφωμένος γαλαξίας μάλιστα εμφανίζεται δύο φορές
καθώς το φως του στη πορεία του προς τη Γη ακολουθεί δύο διαφορετικές διαδρομές γύρω από έναν εγγύτερο σε μας ελλειπτικό γαλαξία.
Όμως ένας βαρυτικός φακός δε παραμορφώνει μόνο τις εικόνες πηγών του υποβάθρου σε αστεία σχήματα
τις κάνει όμως και πιο λαμπρές.
Αυτό σημαίνει ότι όταν χρησιμοποιούμε ένα βαρυτικό φακό, μπορούμε να δούμε ασθενέστερα και κατά συνέπεια πιο μακρινά αντικείμενα, τα οποία αλλιώς δε θα ήταν ορατά.
Επίσης οι εικόνες μεγεθύνονται, έτσι ώστε να διακρίνουμε μεγαλύτερη λεπτομέρεια, σα να χρησιμοποιούσαμε ένα μεγεθυντικό φακό.
Δεν είναι αυτό το μόνο αυτό το εντυπωσιακό φαινόμενο που παράγει ένας βαρυτικός φακός.
Ας δούμε αυτούς τους πέντε ημιαστέρες (κβάζαρς) που παρατηρήθηκαν από το Χαμπλ το 2006.
Όλοι μοιάζουν και βρίσκονται σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους... μία ύποπτη ομοιότητα.
Στη πραγματικότητα δεν είναι πεντάδυμοι κβάζαρς, αλλά ένας κβάζαρ που εμφανίζεται πέντε φορές καθώς ένα τεράστιο γαλαξιακό σμήνος δρα ως βαρυτικός φακός.
Αν και παράξενη, αυτή η πολλαπλή απεικόνιση μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη στους αστρονόμους και μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε πώς έφτασε σε μας το φως από το μακρινό αντικείμενο.
Αυτοί οι παράξενοι κοσμικοί σωσίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εξερευνήσουμε τόσο τις ιδιότητες των βαρυτικών φακών, όσο και του ίδιου του Σύμπαντος - όπως για παράδειγμα, πώς διαστέλλεται.
Το παρατηρησιακό πρόγραμμα Hubble Frontier Fields, το οποίο ξεκίνησε τον Οκτώβριο του 2013,
θα συνδυάσει τη μεγεθυντική ισχύ των βαρυτικών φακών με τη παρατηρησιακή ισχύ του Χαμπλ για να διεισδύσει ακόμα πιο βαθιά στο μακρινό Σύμπαν.
οπότε, να μας παρακολουθείτε!
Είμαι ο Δρ. Τζέι και εδώ τελειώνει ένα ακόμη επεισόδιο του Hubblecast. Για μια ακόμα φορά η φύση μας εκπλήσσει πέρα από κάθε φαντασία.
Το Hubblecast είναι μία παραγωγή του ESA/Hubble στο Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο στη Γερμανία.
Η αποστολή του Χαμπλ αποτελεί διεθνή συνεργασία μεταξύ της NASA και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος.
www.spacetelescope.org
Κείμενα: ESA/Hubble. Μετάφραση: Μανώλης Ζούλιας