Το επιδιορθωμένο «Χαμπλ» αποκαλύπτει γαλαξία που «νεκρώνεται»

Κάτω δεξιά ο γαλαξίας D100 και η ουρά υδρογόνου και σκόνης που αφήνει πίσω του καθώς βυθίζεται στο γαλαξιακό σμήνος της Κόμης. Αριστερά και λίγο πιο κάτω απ' αυτόν, ο πρώην σπειροειδής γαλαξίας D99, που έχασε όλο το διάχυτο υδρογόνο του πριν από 500 εκατομμύρια έως 1,5 δισεκατομμύριο χρόνια. Τώρα μοιάζει με ελλειπτικό γαλαξία και εκπέμπει ένα κοκκινωπό χρώμα, καθώς περιέχει συγκριτικά περισσότερα γερασμένα άστρα που έχουν μεταβληθεί σε ερυθρούς γίγαντες

Πριν από 3 μήνες, όταν χάλασε το ένα από τα τελευταία 3 λειτουργικά γυροσκόπιά του, οι επιστήμονες που ελέγχουν το τροχιακό τηλεσκόπιο «Χαμπλ» δεν ήξεραν αν το 28 ετών διαστημικό όργανο θα μπορέσει να ξαναδώσει φωτογραφίες αστερισμών, νεφελωμάτων και άλλων ουράνιων σωμάτων, που θα οδηγήσουν σε αστρονομικές ανακαλύψεις, όπως είχε κάνει πολλές φορές στο παρελθόν.
Τα γυροσκόπια, τροφοδοτούμενα με ηλεκτρική ενέργεια από τις ηλιακές κυψέλες, μετρούν την ταχύτητα περιστροφής του τηλεσκοπίου και του επιτρέπουν να αλλάζει κατεύθυνση παρατήρησης χωρίς να χρησιμοποιούνται χημικά καύσιμα και στη συνέχεια να διατηρεί με απόλυτη ακρίβεια αυτήν την κατεύθυνση για όση ώρα χρειάζεται. Το «Χαμπλ» χρησιμοποιούσε τα τελευταία τρία γυροσκόπια που παρέμεναν σε λειτουργία (επειδή τα γυροσκόπια αποτελούνται κατά βάση από μηχανικά μέρη και περιστρέφονται συνεχώς φθείρονται με το χρόνο). Τρία γυροσκόπια χρειάζεται για να έχει πλήρη λειτουργικότητα.
Προσπαθώντας να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα, οι χειριστές του τηλεσκοπίου είχαν θέσει σε λειτουργία ένα γυροσκόπιο ανάγκης. Αυτό λειτούργησε μεν αλλά δίνοντας λαθεμένες μετρήσεις, τάξεις μεγέθους (πολλαπλάσια του 10) μεγαλύτερες από τις πραγματικές και εκτός των ορίων αναβαθμονόμησης. Χρειάστηκαν αρκετές βδομάδες εντατικής δουλειάς και δοκιμών για να λυθεί το πρόβλημα. Κατέληξαν ότι κάτι παρεμβαίνει στη λειτουργία του γυροσκοπίου και επηρεάζει τις μετρήσεις του. Χωρίς να ξέρουν ακριβώς τι, δοκίμασαν να το βγάλουν απ' τη μέση και να ξεμπλοκάρουν τη λειτουργία του γυροσκοπίου, αλλάζοντας επανειλημμένως την κατάσταση λειτουργίας του οργάνου και περιστρέφοντας το τηλεσκόπιο κατά μεγάλες γωνίες κάθε φορά. Σταδιακά, οι υψηλές ενδείξεις του γυροσκοπίου έπεσαν, μέχρι που έφτασαν κοντά στο κανονικό. Ενθαρρυμένοι οι επιστήμονες «ανέβασαν» νέο λογισμικό στο τηλεσκόπιο, ώστε να εξασφαλίσουν ότι δεν θα προκληθεί ζημιά αν το γυροσκόπιο αρχίσει ξαφνικά να δίνει μετρήσεις εκτός ορίων. Στη συνέχεια, άρχισαν να κάνουν χειρισμούς σαν αυτούς που απαιτεί η κανονική λειτουργία αστρονομικών παρατηρήσεων του τηλεσκοπίου, ελέγχοντας συνεχώς αν όλα πάνε καλά. Και πήγαν...
Τώρα το γηραιό «Χαμπλ» λειτουργεί και πάλι με 3 γυροσκόπια, αλλά το πρόβλημα στάθηκε αφορμή, για να μελετηθεί σε βάθος και η βέλτιστη δυνατή λειτουργία του με ένα γυροσκόπιο, καθώς η ώρα που θα χρειαστεί κάτι τέτοιο πλησιάζει. Η επαναφορά σε κανονική λειτουργία δεν άργησε να δώσει αποκαλυπτικές φωτογραφίες ενός γαλαξία, που κατευθύνεται προς το κέντρο του γαλαξιακού σμήνους της Κόμης (της Βερενίκης). Η Κόμη απέχει 330 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Οι φωτογραφίες του «Χαμπλ», σε συνδυασμό με εκείνες επίγειου τηλεσκοπίου, που βλέπει στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος (το «Χαμπλ βλέπει στο ορατό, δηλαδή σε αυτό που βλέπει και το ανθρώπινο μάτι), αποκάλυψαν τη διαδικασία «νέκρωσης» του γαλαξία, με την αφαίρεση απ' αυτόν όλου του διάχυτου (ενδογαλαξιακού) υδρογόνου και της σκόνης, που θα μπορούσαν να σχηματίσουν νέα άστρα μέσα του. Ο σπειροειδής γαλαξίας D100 (δηλαδή ίδιου τύπου με το δικό μας γαλαξία) θα έχει την τύχη πολλών άλλων γαλαξιών (αλλά όχι του δικού μας), που ελκόμενοι από το βαρυτικό κέντρο ενός γιγαντιαίου γαλαξιακού σμήνους, στερήθηκαν τα υλικά για νέα αστρογένεση.
Ο D100 είναι μια χαρακτηριστική περίπτωση του τρόπου που μέσα σε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, ένας «υγιής» σπειροειδής γαλαξίας χάνει τους βραχίονες (που του δίνουν σπειροειδή μορφή), για να μετατραπεί τελικά σε έναν γαλαξία, που περιέχει μόνο κόκκινα άστρα, καθώς τα άστρα του γερνάνε και μετατρέπονται σε ερυθρούς γίγαντες. Η διαδικασία αυτή, που ονομάζεται «απογύμνωση (λόγω) πίεσης εμβολισμού», οφείλεται στη συγκράτηση του διάχυτου υδρογόνου και της σκόνης ενός γαλαξία, καθώς αυτός περνάει μέσα από το διαγαλαξιακό υλικό ενός μεγάλου γαλαξιακού σμήνους.
Η διαδικασία αφαίρεσης του υδρογόνου στον D100 άρχισε πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια και είναι ένας από τους πολλούς γαλαξίες στην Κόμη που έχουν υποστεί αυτήν τη διαδικασία. Αλλά ο D100 είναι ιδιαίτερος, καθώς πίσω του αφήνει μια έντονη, μακριά και λεπτή ουρά σκόνης και υδρογόνου, που εκτείνεται σε απόσταση 200.000 ετών φωτός, δηλαδή όσο δύο φορές η διάμετρος του γαλαξία μας. Αυτή η ουρά έχει πάχος μόλις 7.000 ετών φωτός. Τα ευδιάκριτα όριά της δείχνουν ότι στην περίπτωση του D100 δεν υπάρχουν μαγνητικά πεδία, που θα της έδιναν πιο άμορφη και νηματώδη μορφή. Μέσα στην ουρά, το «Χαμπλ» ανακάλυψε ομάδες νεαρών άστρων, η μεγαλύτερη από τις οποίες περιέχει 200.000 απ' αυτά. Οι αστρονομικές παρατηρήσεις που έκανε αποκάλυψαν ότι η διαδικασία στέρησης του D100 από υδρογόνο και σκόνη άρχισε από την περιφέρεια, από τους βραχίονες και προχωρά προς το κέντρο του, έχοντας φτάσει σε ακτίνα μόλις 6.400 ετών φωτός απ' αυτό. Αυτή η κεντρική περιοχή είναι η μόνη που συνεχίζει να υποστηρίζει τον σχηματισμό νέων άστρων. Αλλά όχι για πολύ.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»