Tag archive

Milky Way

Το ταξίδι της Γης στο Σύμπαν

in Astronomy by

“Τα πάντα ρει και ουδέν μένει”  Ηρακλειτος…

Διαβάζοντας για το συγκεκριμένο θέμα, πιθανότατα να είστε καθισμένοι (ή ξαπλωμένοι) και να αντιλαμβάνεστε τον εαυτό σας ως ακίνητο. Και όμως κάθε άλλο παρά ακίνητο είναι το σώμα σας. Όλοι μας κινούμαστε μαζί με τη Γη, όμως λόγω έλλειψης κάποιου μέτρου σύγκρισης (σταθερού παρατηρητή), οι κινήσεις αυτές δεν γίνονται αντιληπτές από εμάς.

Είναι σαν να βρίσκεστε σε ένα κουπέ τρένου με παρέα χωρίς παράθυρα. Ενώ το τρένο κινείται με σταθερή ταχύτητα, οι επιβαίνοντες δεν αντιλαμβάνονται ότι κινούνται. Μόνο αν δουν από κάποιο παράθυρο θα καταλάβουν πως βρίσκονται σε κίνηση.

Ο λόγος που συμβαίνει αυτό είναι διότι αντιλαμβανόμαστε μόνο τις αλλαγές της κινητικής μας κατάστασης (την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση δηλαδή, λόγω των δυνάμεων που ασκούνται πάνω μας). Ωστόσο η Γη βρίσκεται συνέχεια σε κίνηση, σε μια σύνθεση πολλών και διαφορετικών κινήσεων για να είμαστε πιο συγκεκριμένοι.

Image Credit: antikleidi.com

Καταρχάς η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της, με αποτέλεσμα ένας άνθρωπος που βρίσκεται στον Ισημερινό να κινείται με 1700 χλμ/ώρα (μόλις με 0,5 χλμ/δευτ. ή με το 0,001% της ταχύτητας του φωτός). Και αν ο αριθμός αυτός μας φαίνεται μεγάλος, είναι πολύ μικρός όπως θα δούμε σχετικά με τις υπόλοιπες κινήσεις της Γης στο Σύμπαν.

 

 

Όπως όλοι οι πλανήτες στο Ηλιακό μας Σύστημα, η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε ένα πιο γρήγορο ρυθμό από την ταχύτητα περιστροφής της. Προκειμένου να κρατήσει την τροχιά μας σταθερή, πρέπει να κινηθούμε με περίπου 30 χλμ/δευτ. Οι εσωτερικοί πλανήτες (ο Ερμής και η Αφροδίτη) κινούνται ταχύτερα, ενώ οι εξωτερικοί κινούνται πιο αργά από αυτό το ρυθμό. Καθώς οι πλανήτες βρίσκονται σε τροχιά στο επίπεδο του ηλιακού συστήματος, αλλάζουν συνεχώς την κατεύθυνση της κίνησης τους, έτσι η Γη επιστρέφει στο σημείο εκκίνησης μετά από 365,25 ημέρες ακριβώς (1 ημέρα περισσεύει κάθε 4 στροφές και προστίθεται στο δίσεκτο έτος για να εναρμονίσουμε το ημερολόγιο μας).

 

Μια αποψη του Ηλιακου μας Συστηματος σε σχεση με το Γαλαξιακο επιπεδο.   Image Credit: medium.com

Όμως ούτε ο ίδιος ο Ήλιος δεν είναι ακίνητος. Ο γαλαξίας μας Γαλαξία μας έχει τεράστια μάζα και περιστρέφόνται όλα γύρω από το κέντρο του. Όλα τα αστέρια, οι πλανήτες, τα σύννεφα αερίων, οι κόκκοι σκόνης, οι μαύρες τρύπες, η σκοτεινή ύλη και όλα τα κομμάτια βράχων κινούνται μέσα στο Γαλαξία.

 

Το Ηλιακο μας Συστημα βρισκεται στο βραχιωνα του Ωριωνος.   Image Credit: pinterest.com

Το Ηλιακό μας σύστημα κινείται ταχύτατα διαγράφοντας έλλειψη, κάνοντας μια πλήρη περιφορά γύρω από το Γαλαξιακό κέντρο κάθε 220-250 εκατομμύρια χρόνια περίπου. Εκτιμάται ότι η ταχύτητα του Ήλιου μας είναι περίπου 200-220 χλμ/δευτ. κατά μήκος αυτού του ταξιδιού, η οποία είναι αρκετά μεγάλη σε σύγκριση με τις 2 προηγούμενες κινήσεις που περιγράψαμε.

 

 

Ούτε ο Γαλαξίας μας όμως παραμένει στάσιμος. Όπως πιστεύουμε κινείται λόγω της βαρυτικής έλξης από τη συσσώρευση υπερβολικής ύλης σε κάποιες περιοχές και, εξίσου, λόγω της έλλειψης βαρυτικής έλξης από όλες τις περιοχές χωρίς συσσώρευση ύλης. Εντός της Τοπικής Ομάδας Γαλαξιών στην οποία ανήκουμε, μπορούμε να μετρήσουμε την ταχύτητά μας προς τον μεγαλύτερο Γαλαξία, το μοναδικό εξωγαλαξιακό αντικέιμενο που φαίνεται στο νυχτερινό ουρανό με γυμνό μάτι. Ο λόγος για τον Γαλαξία της Ανδρομέδας.

Ο γαλαξίας μας (Milky Way) πλησιάζει τον γαλαξία της Ανδρομέδας με ταχύτητα 301 χλμ/δευτ, πράγμα που σημαίνει πως αν λαβουμε υπόψην την κίνηση του Ήλιου μέσα στον Γαλαξία μας, η Γη κινείται προς τον Γαλαξία της Ανδρομέδας με ταχύτητα περίπου 109 χλμ/δευτ.

 

Image Credit: Andrew Z. Colvin via medium.com

Η Τοπική Ομάδα όμως δεν είναι εντελώς απομονωμένη. Οι άλλοι γαλαξίες και συστάδες γαλαξιών της περιοχή μας, μας έλκουν και έλκονται από μας. Ακόμα και οι πιο μακρινές συστάδες της ύλης ασκούν βαρυτική δύναμη. Μπορούμε να δούμε, να μετρήσουμε και να υπολογίσουμε πως αυτές οι δομές φαίνεται να προκαλούν μια πρόσθετη κίνηση περίπου 300 χλμ/δευτ, αλλά σε μια κάπως διαφορετική κατεύθυνση από ό, τι όλες οι άλλες κινήσεις μαζί.

Εν τέλει όμως, ουτέ και αυτή η κίνηση (παρόλο που είναι ταχύτατη) καθορίζει το ταξίδι μας στο Σύμπαν. Υπάρχει επίσης μια πιο σημαντική επίδραση στο παιχνίδι, που μόλις πρόσφατα ποσοτικοποιήθηκε, η βαρυτική απόφραξη των κοσμικών κενών (gravitational repulsion of cosmic voids).

Για κάθε άτομο ή σωματίδιο ύλης στο Σύμπαν που συσσωρεύεται σε μια περιοχή υπερβολικής πυκνότητας, υπάρχει μια περιοχή μέσης πυκνότητας που έχει χάσει την αντίστοιχη ποσότητα μάζας. Επίσης όπως μια περιοχή που είναι πιο πυκνή από τον μέσο όρο θα προσελκύσει δυνατότερα από μια περιοχή που είναι λιγότερο πυκνή (από το μέσο όρο). Εάν έχουμε μια μεγάλη περιοχή του χώρου με λιγότερη ύλη από το μέσο όρο, αυτή η έλλειψη έλξης ενεργεί αποτελεσματικά ως απωθητική δύναμη. Στο σύμπαν μας, απέναντι από τη θέση των μεγαλύτερων κοντινών μας υπερβολών, είναι ένα μεγάλο κενό. Από τη στιγμή που βρισκόμαστε μεταξύ αυτών των δύο περιοχών, οι ελκτικές και απωθητικές δυνάμεις συσσωρεύονται, με το καθένα να φθάνει περίπου τα 300 χλμ/δευτ.  και το σύνολο να πλησιάζει τα 600 χλμ/δευτ.

Τα απομειναρια της Μεγαλης Εκρηξης μας δειχνουν πως η μια περιοχη του Συμπαντος ειναι 3.36 millikelvin θερμοτερη (κοκκινη περιοχη), ενω η αλλη ειναι κατα το ίδιο ποσό ψυχροτερη (μπλε περιοχη). Αυτο συμβαινει λογω της συνολικων κινησεων όλων των σωματων στο Συμπαν. Image Credit: Delabrouille, J. et al.Astron.Astrophys. 553 (2013) A96 via medium.com

Τώρα αν συνυπολογίσουμε όλες τις προαναφερθείσες κινήσεις μαζί, μπορούμε να πάρουμε έναν αριθμό για το πόσο γρήγορα κινούμαστε μέσα στο Σύμπαν τη δεδομένη χρονική στιγμή. Ανακαλύπτουμε λοιπόν ότι η συνολική κίνηση ανέρχεται σε 368 χλμ/δευτ. προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, συν ή μείον περίπου 30 χλμ/δευτ, ανάλογα με την εποχή του χρόνου (και άρα την κατεύθυνση της Γης). Αυτό επιβεβαιώνεται από τις μετρήσεις της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου (μικροκυμάτων), η οποίο εμφανίζεται να είναι θερμότερη στην κατεύθυνση που κινούμαστε και πιο κρύο στην αντίθετη από την κίνηση μας κατεύθυνση.

 

 

Πηγές:

  • Article’s Image  “sciencing.com”
  • medium.com  άρθρο  “How does the Earth move through space?”
  • wikipedia.org

Σε 5 εκατομμύρια χρόνια ο ουρανός θα μοιάζει ίδιος;

in Astronomy by

Παρατηρώντας καθημερινά τον νυχτερινό ουρανό, διακρίνουμε πολλά φωτεινά αντικείμενα να αλλάζουν θέση με την πάροδο την πάροδο του χρόνου. Κάποια οφείλονται στις κινήσεις της Γης (όπως η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της, η περιφορά της Γης γύρω από τον Ήλιο, η μετάπτωση του άξονα της Γης, η περιφορά του Ηλιακού μας συστήματος γύρω από το κέντρο του Γαλαξία κ.α.), ενώ τα υπόλοιπα οφείλονται στις κινήσεις των ίδιων των σωμάτων. Τέτοια αντικείμενα μπορεί να είναι πλανήτες, κομήτες ή τεχνητοί δορυφόροι που λάμπουν στον νυχτερινό ουρανό αντανακλώντας το φως του Ήλιου και εμπλουτίζουν τον Ουράνιο Θόλο.

Πέραν των πολλών αλλαγών όμως, κάθε άνθρωπος, από παιδί σχεδόν, αναγνωρίζει ευδιάκριτες ομάδες άστρων, τους αστερισμούς, που μοιάζουν σταθεροί στον νυχτερινό ουρανό. Αποτελούνται από άστρα τα οποία απέχουν πολλά έτη φωτός μεταξύ τους, όμως τα αντιλαμβανόμαστε σαν μια ομάδα, σαν ένα σχέδιο. Κάθε βράδυ, κάθε εποχή βλέπουμε πάντα τους ίδιους αστερισμούς  Έτσι γεννιέται το ερώτημα: Ήταν πάντοτε ίδια η εικόνα του νυχτερινού ουρανού;

Όπως οι περισσότεροι γνωρίζουμε, τα αστέρια που βλέπουμε με γυμνό μάτι ανήκουν όλα στον Γαλάξία μας (Milky Way) και δεν ξεπερνούν ίσως τα 3000 (υπό κατάλληλες συνθήκες – χωρίς φωτορύπανση και από άτομα με καλή όραση). Ωστόσο όλα αυτά τα άστρα που μας φαίνονται καρφωμένα στον ουράνιο θόλο (σε σχέση με τα διπλανά τους), κινούνται όλα γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας. Οι αστερισμοί που διακρίνουμε σήμερα, δεν ήταν έτσι στο παρελθόν, ούτε θα μοιάζουν ίδιοι στο μέλλον. Οι σχετικές θέσεις των άστρων αλλάζουν συνεχώς. Εξαιτίας όμως της μεγάλης τους απόστασης, οι αλλαγές χρειάζονται αρκετές χιλιάδες χρόνια ώστε να γίνουν ορατές.

Παρακάτω μπορείτε να δείτε πως κάποιοι πολύ γνωστοί αστερισμοί φαίνονται από τη Γη, για μια χρονική περίοδο που καλύπτει απο το 50.000 π.Χ. έως το 100.000 μ.Χ. Τα ακόλουθα αρχεία εικόνας δημιουργήθηκαν από τον Martin Vargic, έναν γραφίστα από τη Σλοβακία, που χρησιμοποίησε δεδομένα από τον δορυφόρο Hipparcos του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) σχετικά με τις θέσεις των ουράνιων σωμάτων της περιόδου 1989-1993.

 

 

Ο αστερισμος Σταυρος του Νοτου την περιοδο 50000 π.Χ. – 100000 μ.Χ. Image Credit: Martin Vargic via wired.com

 

 

Ο αστερισμος του Ωριωνα την περιοδο 50000 π.Χ. – 100000 μ.Χ.  Image Credit: Martin Vargic via wired.com

 

Το πόσο γρήγορα θα αλλάξουν οι αστερισμοί, εξαρτάται από την απόσταση των άστρων τους σχετικά με τη Γη. Λόγου χάρη, η Μεγάλη Άρκτος αποτελείται από αστέρια που είναι περίπου 100 έτη φωτός μακριά από τη Γη, ενώ τα αστέρια της Ζώνης του Ωρίωνα βρίσκονται περίπου 1.000 έτη φωτός μακριά. Επομένως το σχήμα της Μεγάλης Άρκτου αναμένουμε να αλλάξει συντομότερα.

 

Ο αστερισμος του Λεοντα την περιοδο 50000 π.Χ. – 100000 μ.Χ. Image Credit: Martin Vargic via wired.com

 

Όπως έχουμε αναφέρει και σε παλαιότερη αναφορά μας, η ESA πριν λίγο καιρό παρουσίασε τον λεπτομερέστερο και ακριβέστερο χάρτη του Γαλαξία μας με περισσότερα απο 1 δισεκατ. αστέρια. Πλέον έχοντας υπολογίσει τις ταχύτητες πολλών περισσότερων αστεριών, είναι σε θέση να μας παρουσιάσει ένα βίντεο για το πως θα κινηθούν αυτά στο μέλλον. Το ακόλουθο βίντεο βασίζεται στις θέσεις και κινήσεις 2.057.050 άστρων όπως αυτές έχουν μετρηθεί από το διαστημικό σκάφος Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) από το 2014 έως σήμερα.

 

Μερικά πράγματα που πρέπει να προσέξουμε για την καλύτερη κατανόηση του βίντεο/χάρτη:

Ο Γαλαξίας μας είναι ένας επίπεδος δίσκος, και εφόσον βρισκόμαστε στο ίδιο επίπεδο με τον δίσκο, βλέπουμε το κέντρο του Γαλαξία σαν ένα πύκνωμα νέφους.

Ο χάρτης αυτός δείχνει τον Ισημερινό στη μέση, όπως ακριβώς και οι χάρτες του εδάφους, έχοντας λίγο παραμορφωμένους του Πόλους. Ως αποτέλεσμα αυτού, θα δείτε τα αστέρια να κινούνται πιο γρήγορα στην κορυφή και στο κάτω μέρος του χάρτη από ότι κοντά στη μέση. Η κίνηση αυτή δεν είναι πραγματική. Τα αστέρια αυτά δεν κινούνται απαραίτητα γρηγορότερα ή δεν αλλάζουν την κατεύθυνση τους. Αυτό συμβαίνει επειδή ο χάρτης στρεβλώνει τροχιές τους.

Θυμηθείτε, πως αυτός είναι ένας χάρτης που χρησιμοποιεί μόνο τις κινήσεις τως άστρων για να προβλέψει την μελλοντική τους θέση. Αλλά θα υπάρξουν πολλές άλλες αλλαγές πέραν των κινήσεων. Για παράδειγμα κάποια θα πεθάνουν, ενώ άλλα θα γεννηθούν (ανάψουν). Ο Betelgeuse λόγου χάρη, ο κόκκινος γίγαντας στο δεξιό ώμο του Ωρίωνα, δεν έχει πολύ χρόνο ζωής ακόμα. Σε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια το πολύ θα εκραγεί ως σουπερνόβα. Ο Rigel επίσης, στο αριστερό γόνατο του Ωρίωνα, δεν θα ζήσει πολύ περισσότερο από τον προαναφερθέντα. Πολλά από τα αστέρια λοιπόν, θα αλλάξουν σε πέντε εκατομμύρια χρόνια από τώρα. Το παρών βίντεο δεν δείχνει αυτό.

Ακομα και σε 42000 χρονια, ο ουρανος θα ειναι πολυ διαφορετικος. Image Credit: ESA/Gaia/DPAC via blastr.com

Αναλογιζόμενοι τώρα όλες αυτές τις ξεχωριστές κινήσεις, είμαστε σχεδόν σίγουροι πως στο απώτατο μέλλον δε θα αναγνωρίζεται κανένας αστερισμός όπως σήμερα. Άλλοι μπορεί να έχουν αλλάξει ονομασία, καθώς θα θυμίζουν κάτι διαφορετικό, και κάποιοι άλλοι θα χαθούν, ενώ νέοι θα δημιουργηθούν στη θέση τους. Τα πάντα ρει όπως είπε και ο Ηράκλειτος…

 

 

Πηγές:

  • Image Article  “ESA’s video”
  • esa.int
  • blastr.com  άρθρο  “What will the sky look like in five million years?”
  • wired.com  άρθρο  “GIFs Show Constellations Transforming Over 150,000 Years”
  • curious.astro.cornell.edu  άρθρο  “How different would the night sky have looked in 40,000 B.C.? (Intermediate)”

Από τους χάρτες του τότε, στον χάρτη του σήμερα

in Astronomy by

 

 

Πολλές προσπάθειες έγιναν από τον άνθρωπο για την χαρτογράφηση και οργάνωση του ουρανού.

Οι πρώτες εξ’ αυτών ανάγονται πολλές χιλιάδες χρόνια πριν, τότε που ο πρωτόγονος άνθρωπος εξαρτιόταν αποκλειστικά από τον ουρανό. Οι κινήσεις του μέσα στη νύχτα ήταν προσανατολισμένες με βάση τα αστέρια, εφόσον ήδη είχαν συνειδητοποιήσει πως τα αστέρια κάθε βράδυ κινούνται εύτακτα. Η έλλειψη της πυξίδας φαίνεται πως αντισταθμιζόταν από το χορό των αστερισμών στον νυχτερινό ουρανό.

Αξιοσημείωτη προσπάθεια έγινε περί το 1800 π.Χ. στη Μεσοποταμία, όπου οι αστρονόμοι παρατήρησαν πως πέραν των απλανών “ακίνητων” αστέρων, υπάρχουν κάποια φωτεινά αντικείμενα που κινούνται άτακτα. Τους ονόμασαν πλανήτες “περιπλανώμενους”.  Παράλληλα στη Βαβυλώνα, η συστηματική μελέτη του ουρανού και η καταγραφή των πρώτων αστερισμών (συμπεριλαμβανομένου και των 12 γνωστών αστερισμών του ζωδιακού κύκλου)  συνεχιζόταν για να δώσει καρπούς λίγο αργότερα στην Ελλάδα με τον γνωστό μας Κλαύδιο Πτολεμαίο.

Περί το 150 μ.Χ. συνέπτυξε σε μια επιτομή, όλη την αστρονομική γνώση που υπήρχε έως τότε, με τίτλο Αλμαγέστη. Περιελάμβανε έναν κατάλογο με 48 αστερισμούς και έναν κατάλογο με περισσότερα από 1000 άστρα με πληροφορίες για τη λαμπρότητα τους και τη θέση τους στον ουρανό. Όλοι οι χάρτες και οι Άτλαντες του ουρανού που συντάχθηκαν μέχρι τον 16ο αιώνα, απεικόνιζαν τους 48 αστερισμούς του Πτολεμαίου.

Έπρεπε να μπει το τηλεσκόπιο στην ζωή των αστρονόμων το 17ο αιώνα, για να αλλάξουν οι χάρτες. Πλέον χρειάζονταν μεγαλύτερη ακρίβεια στη θέση των αστεριών. Έτσι συντάσσονταν όλο και περιεκτικότεροι χάρτες έως τον 20ο αιώνα. Η εφεύρεση των διαστημικών τηλεσκοπίων εν τέλει, άλλαξε εντελώς το τοπίο, δίνοντας καταλόγους έως και 15 εκατ. αστέρων του ουρανού.

Και όλα αυτά ωχριούν μπροστά στον νέο xάρτη του Γαλαξία μας, που φέρνει στο φως η ESA. Με περισσότερα από 1 δισεκ. αστέρια, αυτός είναι ο μεγαλύτερος και ακριβέστερος χάρτης που έχει γίνει ποτέ, βασισμένος στις παρατηρήσεις του Ευρωπαϊκού Διαστημικού τηλεσκοπίου «Γαία».

Πρόκειται για αριθμό ρεκόρ όσον αφορά την καταγραφή αστεριών, αν και όπως υπολογίζουμε, αντιπροσωπεύει κάτι λιγότερο από το 1% των αστεριών του Γαλαξία στον οποίο ανήκει το ηλιακό μας σύστημά. Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες υπολογίζουν ότι ο Γαλαξίας μας φιλοξενεί συνολικά από 100 μέχρι 200 δισεκατομμύρια αστέρια.

Η ESA και η ομάδα που χειρίζεται το τηλεσκόπιο Γαία υπολογίζουν ότι γύρω στα τέλη του 2017 θα έχουν στη διάθεσή τους τις ταχύτητες και τις αποστάσεις όλων των αστεριών που παρουσιάζονται στον νέο, τρισδιάστατο, λεπτομερή χάρτη.

 

photo by esa.int

Go to Top