Η εσωτερική ζωή των αστρικών σμηνών

Η εσωτερική ζωή των αστρικών σμηνών

Οι Πλειάδες είναι ένα «ανοιχτό» αστρικό σμήνος, από τα πιο σταθερά στο Γαλαξία

Ο νυχτερινός έναστρος ουρανός, αυτός που μπορεί να δει κανείς πια μόνο μεσοπέλαγα ή από ένα ψηλό βουνό μακριά από τη φωτορύπανση των πόλεων, βρίθει από απειράριθμα φωτεινά σημάδια, άλλα περισσότερο κι άλλα λιγότερο φωτεινά. Ορισμένα από τα φωτεινότερα άστρα μοιάζουν να σχηματίζουν μορφές και σχέδια, αυτά που αναγνωρίζουμε ως αστερισμούς. Στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων, αυτά τα σχέδια είναι απλώς γεννήματα της ανθρώπινης φαντασίας, προβολές στο μυαλό του ανθρώπου, καθώς τα άστρα στο Γαλαξία μας, όπως και σε οποιονδήποτε γαλαξία, δεν έχουν κάποια αληθινή φυσική σύνδεση το ένα με το άλλο. Μπορεί να φαίνονται ότι είναι δίπλα δίπλα, αλλά να βρίσκονται ακόμα και σε διαφορετική γαλαξιακή σπείρα, να απέχουν τεράστιες αποστάσεις και να κινούνται προς διαφορετικές κατευθύνσεις, με αποτέλεσμα στο πέρασμα χιλιάδων ετών να μεταβάλλεται το σχήμα του αστερισμού, δηλαδή η σχετική τους θέση όπως φαίνονται από τη Γη.

Κάθε άστρο αρχίζει τη ζωή του μέσα σε μια ομάδα, περιβαλλόμενο από αδερφούς αστέρες περίπου της ίδιας ηλικίας, που στη συνέχεια σκορπίζουν μέσα στο γαλαξιακό διαστημικό χώρο. Οι αστρονόμοι το γνωρίζουν επειδή μερικά από αυτά τα αστρικά «βρεφοκομεία», που ονομάζονται αστρικά σμήνη, υπάρχουν και σήμερα. Το σμήνος στο νεφέλωμα του Ωρίωνα είναι ίσως το πιο διάσημο: Σε εικόνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ τα άστρα του διακρίνονται μέσα από τα ίδια τα νέφη σκόνης και αερίων που τα δημιούργησαν. Ενα διάσημο αστρικό σμήνος, οι Πλειάδες, φαίνεται ακόμα και διά γυμνού οφθαλμού, ως μια θολή κηλίδα στον αστερισμό του Ταύρου.

Κυρίαρχος παράγοντας

Τα αστρικά σμήνη ποικίλλουν πολύ, ξεκινώντας από εκείνα που μοιάζουν εύθραυστοι όμιλοι με μερικές δεκάδες μέλη, ως τους πυκνούς ομίλους του ενός εκατομμυρίου άστρων. Μερικά είναι πολύ νεαρά, μόλις μερικών εκατομμυρίων ετών, και άλλα παμπάλαια. Μέσα τους συναντάμε αστέρες σε κάθε στάδιο του κύκλου ζωής των άστρων. Μάλιστα, είναι ακριβώς η παρατήρηση των σμηνών, που έδωσε τις κυριότερες αποδείξεις για την κυρίαρχη σήμερα θεωρία εξέλιξης των άστρων, η οποία αποτελεί έναν από τους θριάμβους της αστρονομίας του 20ού αιώνα.

Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά σε σχέση με τις εσωτερικές διαδικασίες και την εξέλιξη των ίδιων των αστρικών σμηνών. Πού οφείλεται η ποικιλία των μορφών που παρατηρούν οι αστρονόμοι (και μπορεί να παρατηρήσει ο καθένας με ένα σχετικά μικρό ερασιτεχνικό τηλεσκόπιο); Η αλήθεια είναι ότι γνωρίζουμε πολύ περισσότερα για τα ξεχωριστά άστρα, απ' ό,τι για τις κοιτίδες σχηματισμού τους.

Σύμφωνα με μια θεωρία που διατύπωσε ο θεωρητικός αστροφυσικός Στίβεν Στάλερ, του πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ, η διαφορετική εξέλιξη των αστρικών σμηνών οφείλεται σε έναν και μόνο παράγοντα: Τη μάζα του νέφους από το οποίο προήλθαν.

Πέντε είδη

Τα άστρα φυσικά δεν σχηματίζονται από το τίποτα. Δημιουργούνται αρχικά ως συμπυκνώσεις μέσα σε τεράστια νέφη που αποτελούνται κυρίως από μόρια υδρογόνου, μαζί με άλλα χημικά στοιχεία και μια μικρή δόση σκόνης. Αυτά τα λεγόμενα μοριακά νέφη είναι κατανεμημένα μέσα σε κάθε γαλαξία και το καθένα ασκεί βαρυτική έλξη όχι μόνο προς τα άστρα και τα άλλα ουράνια σώματα έξω απ' αυτό, αλλά και στον ίδιο του τον εαυτό. Εξαιτίας αυτής της βαρυτικής έλξης, περιοχές όπου τα αέρια και η σκόνη είναι ιδιαίτερα πυκνά, καταρρέουν σχηματίζοντας πρωτοαστέρες. Ετσι, σμήνη άστρων αποτελούμενα από μερικές δεκάδες μέχρι αρκετές χιλιάδες μπορούν να σχηματιστούν από ένα και μόνο μοριακό νέφος.

Τα πιο νεαρά σμήνη αποκρύπτονται από το ακόμα πυκνό νέφος μέσα στο οποίο σχηματίζονται. Τα αρχαιότερα, τα λεγόμενα σφαιρωτά σμήνη, μπορεί να περιέχουν μέχρι και ένα εκατομμύριο άστρα σε πολύ πυκνή διάταξη. Συνήθως, όμως, απέχουν αρκετά από το γαλαξιακό επίπεδο και αυτό δυσκολεύει την αστρονομική παρατήρηση. Αντίθετα, τρία από τα συνολικά πέντε είδη σμηνών (βλέπε διπλανή εικόνα) βρίσκονται στο γαλαξιακό επίπεδο και μπορούν να παρατηρηθούν σχετικά εύκολα. Οι αστρονόμοι θεωρούν ότι τα αρχικά νέφη σταδιακά αραιώνουν ή και διαλύονται, κάτω από την επίδραση της ακτινοβολίας των νεαρών άστρων (πίεση ακτινοβολίας) στα μόρια αερίων και στα σωματίδια σκόνης των νεφών που απομένουν μετά την αστρογένεση.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»

    

Σε προσομοιώσεις σε υπολογιστή, τα ανοιχτά σμήνη συνεχίζουν να διαστέλλονται πολύ αργά επί εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Κατά μία θεωρία, αυτή η διαστολή τροφοδοτείται από δυαδικά αστρικά συστήματα, ζευγάρια άστρων που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο και συναντώνται συχνά στα αστρικά σμήνη. Πρώτα, ένα περαστικό άστρο διαταράσσει τις τροχιές του ζευγαριού. Υστερα από ένα πολύπλοκο βαρυτικό χορό, το ελαφρύτερο από τα τρία άστρα αποβάλλεται με μεγάλη ταχύτητα. Το άστρο που αποβλήθηκε συνεχίζει τη διαδρομή του μέσα στο σμήνος συναντώντας άλλα άστρα, μεταδίδοντας σ' αυτά μέρος της ορμής του καθώς περνά κοντά τους. Αυτή η ανταλλαγή ενέργειας επιταχύνει τα άστρα, με αποτέλεσμα να αυξηθεί η διάμετρος της τροχιάς τους και να επεκταθούν τα όρια του σμήνους στον περιβάλλοντα διαστημικό χώρο.