160 × 230 SPINE: 5.3 FLAPS: 75
Τ
ο ταξίδι του ήλιου γύρω από τον Γαλαξία είναι ένα πραγματικό επαναλαμβανόμενο γεγονός. Όμως τα μεγέθη στην αστρονομία είναι σχεδόν πάντα πέρα από τα ανθρώπινα όρια. Οι μεταβολές στον χρόνο συμβαίνουν τυπικά σε εκατομμύρια έτη και τα ουράνια σώματα έχουν συνήθως μεγέθη πολλαπλάσια της Γης μας.
Αυτά τα αντικείμενα που θαυμάζουν οι αστρονόμοι, ερασιτέχνες και επαγγελματίες, βρίσκονται σήμερα σχεδόν όλα σε μεγάλη απόσταση. Για τον σκοπό του βιβλίου κάποια από αυτά θα βρεθούνε αρκετά κοντά στη Γη ώστε να κυριαρχήσουν στον νυχτερινό ουρανό. Μέσα από την περιγραφή των αντικειμένων όπως αστρικά σμήνη, νεφελώματα, υπολείμματα αστεριών αλλά και γαλαξίες ο αναγνώστης έρχεται σε επαφή με κάποια μυστικά της αστρονομίας.
Ο σκοπός του βιβλίου είναι να δώσει την ευκαιρία στον αναγνώστη να γνωρίσει τα ουράνια αντικείμενα, αλλά και να έρθει σε επαφή με κάποιες τελευταίες ανακαλύψεις στην αστρονομία.
ISBN 978-618-205-530-4
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ Βατάτζη 55, 114 73 Αθήνα | Τηλ.: 210 64 31 108 ocelotos@ocelotos.gr | www.ocelotos.gr
9 786182 055304
Λέων Παπασωτηρίου
Πολλά από αυτά τα αντικείμενα μπορεί κάποιος να τα παρατηρήσει με ένα ερασιτεχνικό τηλεσκόπιο. Όμως σχεδόν όλα είναι αόρατα με το γυμνό μάτι.
ΤΟ ΤΑΞΙΔΙ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ
Έτσι, για αυτό το ταξίδι διάρκειας 225 εκατομμυρίων ετών στο βιβλίο μας χρησιμοποιούμε κάποια ρομπότ, τα Ανδρήρ. Επίσης, υποθέτουμε ότι θα συναντήσουν στο ταξίδι τους πολλά ενδιαφέροντα αστρονομικά αντικείμενα.
Ο Λέων Παπασωτηρίου ασχολείται ερασιτεχνικά με την αστρονομία εδώ και 30 έτη. Είναι μέλος της Αστρονομικής Ένωσης Σπάρτης. Ως ερασιτέχνης αστρονόμος μελετάει, μέσα από δημοσιεύσεις ερευνητών και εξειδικευμένα βιβλία αστρονομίας, τις σύγχρονες ανακαλύψεις της αστρονομίας. Έχει παρουσιάσει εργασίες σε συνέδρια ερασιτεχνικής αστρονομίας. Η βασική του αστρονομική ενασχόληση είναι η εκλαΐκευση αυτής της επιστήμης, σε σχολεία, σε βραδιές παρατήρησης νυχτερινού ουρανού αλλά και σε όποια ανάλογη δραστηριότητα. Μέσα από το τηλεσκόπιό του χιλιάδες άνθρωποι είχαν την ευκαιρία να θαυμάσουν τα αντικείμενα του σύμπαντος, αλλά και να ενημερωθούν για το θεωρητικό υπόβαθρο της αστρονομίας. Επίσης, είναι φανατικός κυνηγός ολικών εκλείψεων ηλίου από το 2006 (μέχρι το 2023 έχει παρατηρήσει 9 ολικές εκλείψεις ηλίου). Διατηρεί την εκλαϊκευτική ιστοσελίδα αστρονομίας www.astrotheory.gr, με ικανοποιητική επισκεψιμότητα.
ΤΟ ΤΑΞΙΔΙ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ
Τιτλος
Το ταξίδι του ήλιου Συγγραφέας
Λέων Παπασωτηρίου Σειρα
Επιστημονικά [5358] 0124/01 Επιmελεια - Διορθωση
Μαρίνα Σταμέλου Layout - Design Myrtilo, Λένα Παντοπούλου Copyright© 2024 Λέων Παπασωτηρίου Πρώτη Εκδοση
Αθήνα, Ιανουάριος 2024 ISBN 978-618-205-530-4
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ Βατάτζη 55, 114 73 Αθήνα | Τηλ.: 210 64 31 108
ocelotos@ocelotos.gr | www.ocelotos.gr
Το παρόν έργο πνευματικής ιδιοκτησίας προστατεύεται κατά τις διατάξεις της ελληνικής νομοθεσίας, (Ν. 2121/1993, όπως έχει τροποποιηθεί και ισχύει σήμερα) καθώς και από τις διεθνείς συμβάσεις περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Απαγορεύεται η καθ’ οιονδήποτε τρόπο ή μέσο (ηλεκτρονικό, μηχανικό ή άλλο) αντιγραφή, φωτοανατύπωση και γενικώς αναπαραγωγή, μετάφραση, διασκευή, αναμετάδοση στο κοινό σε οποιαδήποτε μορφή και η εν γένει εκμετάλλευση του συνόλου ή μέρους του έργου χωρίς τη γραπτή άδεια του δικαιούχου συγγραφέα.
Λέων Παπασωτηρίου
ΤΟ ΤΑΞΙΔΙ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ
Περιεχόμενα Πρόλογος ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 7 Εισαγωγή ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 9 Πού είμαστε σήμερα ���������������������������������������������������������������������������������� 12 Ο γαλαξιακός χάρτης ����������������������������������������������������������������������������12 Η γειτονιά μας ����������������������������������������������������������������������������������������14 Η σπείρα ��������������������������������������������������������������������������������������������������15 Προς τα πού πάμε ������������������������������������������������������������������������������������� 17 Ολική έκλειψη ηλίου ��������������������������������������������������������������������������������� 19 Εκεί που γεννιούνται τα αστέρια ������������������������������������������������������������� 22 Το Υδρογόνο �������������������������������������������������������������������������������������������22 Τα μεγάλα αστέρια και οι νάνοι �����������������������������������������������������������23 Μεγαλώνοντας σε ηλικία ����������������������������������������������������������������������25 Στον νυχτερινό ουρανό �������������������������������������������������������������������������26 Το αστρικό σχολείο ������������������������������������������������������������������������������������ 27 Νεαρά αστέρια ����������������������������������������������������������������������������������������27 Αστέρια και πλανήτες ����������������������������������������������������������������������������28 Η εξέλιξη ενός σμήνους �������������������������������������������������������������������������29 Δύο αστρονομικά μεγέθη ����������������������������������������������������������������������29 Η λαμπρότητα ����������������������������������������������������������������������������������������31 Χωρίς αστέρια δεν γίνεται! ����������������������������������������������������������������� 33 Ο ντροπαλός γίγαντας ����������������������������������������������������������������������������� 35 Αστέρια σε διάγραμμα ���������������������������������������������������������������������������35 Θάνατος αστεριού – δημιουργία κοσμήματος ����������������������������������������� 41 Ο λευκός νάνος και το πλανητικό νεφέλωμα ������������������������������������41 Τα πολύπλοκα πλανητικά νεφελώματα ����������������������������������������������43 Τα πλανητικά νεφελώματα είναι σπάνια ���������������������������������������������43 Μία διαφορετική έκρηξη σουπερνόβα ������������������������������������������������44 Ένα πλανητικό από κοντά ���������������������������������������������������������������������45 Ο χαμένος γαλαξίας ���������������������������������������������������������������������������������� 48 Κοιτάμε πολύ μακριά �����������������������������������������������������������������������������48 Ο μεγάλος αδελφός-γαλαξίας ��������������������������������������������������������������48 Πού είναι η Ανδρομέδα; ������������������������������������������������������������������������50 Η πίσω πλευρά του Γαλαξία μας ����������������������������������������������������������52 Το ταξίδι του Ήλιου
5
Τα πιο παράξενα αντικείμενα ������������������������������������������������������������������� 54 Ένας μεγάλος ατομικός πυρήνας ���������������������������������������������������������54 Μόνο μαύρο! �������������������������������������������������������������������������������������������57 Οι μπάλες από αστέρια ����������������������������������������������������������������������������� 59 Τα απόλυτα αστρικά σμήνη �������������������������������������������������������������������59 Μόνο από μακριά �����������������������������������������������������������������������������������60 Σφαιρωτά σμήνη – ένας άλλος κόσμος ����������������������������������������������62 Η ροή αστεριών ����������������������������������������������������������������������������������������� 64 Πώς βρίσκουμε τα αστρικά ρεύματα ���������������������������������������������������65 Μια ματιά στο μακρινό σύμπαν ��������������������������������������������������������������� 68 Το μυστικό για να κοιτάξουμε μακριά �������������������������������������������������69 Η πιο αρχαία ακτινοβολία ���������������������������������������������������������������������71 Τι βλέπουμε στο αρχαίο σύμπαν ����������������������������������������������������������72 Μία ξεχωριστή τελίτσα στον νυχτερινό ουρανό ��������������������������������75 Ένα αστέρι με παιδιά ��������������������������������������������������������������������������������� 77 Ένας φιλόξενος πλανήτης ���������������������������������������������������������������������78 Πώς βλέπουμε εξωπλανήτες �����������������������������������������������������������������80 Τα μυστικά του ιδανικού πλανήτη �������������������������������������������������������81 Συμπεράσματα από ένα κοσμικό έτος ������������������������������������������������������ 85 ΠΗΓΕΣ ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 88
6 λεων παπασωτηριου
Πρόλογος
Π
ολλές φορές ακούμε την έκφραση «η ζωή είναι ένα συναρπαστικό ταξίδι». Αυτό περιέχει μια δόση αλήθειας, που δυστυχώς δεν μπορούμε να την αντιληφθούμε πλήρως. Αντιλαμβανόμαστε την περιστροφή της Γης με την εναλλαγή της ημέρας με τη νύχτα, καθώς και την περιφορά της Γης γύρω από τον ήλιο, με την εναλλαγή των εποχών. Ωστόσο, ο ήλιος μας δεν είναι ακίνητος μέσα στο σύμπαν. Εκτός από την κίνησή του στο σύμπαν μαζί με τον Γαλαξία στον οποίο ανήκει, ταξιδεύει γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας. Ολοκληρώνει μια περιφορά κάθε 225 εκατομμύρια έτη περίπου, με ταχύτητα 220 km/s. Αυτό το χρονικό διάστημα το ονομάζουμε κοσμικό έτος. Σε αυτήν τη διαδρομή του ο ήλιος προσεγγίζει διαφορετικά γαλαξιακά περιβάλλοντα. Ήρεμες –βαρετές, θα λέγαμε– περιοχές όπου δεν σημειώνεται καμία μεταβολή σε εκατομμύρια χρόνια, αλλά και περιοχές όπου γεννιούνται νέα αστέρια, ένα κατά μέσον όρο σε λιγότερο από 1.000 γήινα έτη! Η τροχιά του ήλιου γύρω από τον Γαλαξία είναι σχεδόν κυκλική και ταλαντώνεται ελαφρώς πάνω κάτω στον γαλαξιακό δίσκο κάθε 60 εκατομμύρια έτη. Ο σκοπός αυτού του βιβλίου είναι να ενημερωθεί ο αναγνώστης για την εξέλιξη του Γαλαξία μας και τις συνθήκες που επικρατούν σε διάφορες περιοχές του. Αυτή η γνώση μπορεί να μας δώσει απαντήσεις σε ερωτήματα που έχουν να κάνουν με τη δημιουργία του Γαλαξία και τη δημιουργία του ηλιακού μας συστήματος, άρα και την ίδια την εμφάνιση της ζωής στη Γη μας. Με τα σημερινά μέσα (προηγμένα επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων και νετρίνων, υπερ-υπολογιστές με τεράστια ικανότητα ανάλυσης δεδομένων, κ.λπ.) ο άνθρωπος είναι για πρώτη φορά στην ιστορία σε θέση να απαντήσει με μεγάλη βεβαιότητα στα παραπάνω ερωτήματα. Επίσης, το ταξίδι του ήλιου γύρω από τον Γαλαξία αποτελεί μια ευκαιρία για τον αναγνώστη να γνωρίσει τα διάφορα «εξωτικά» αντικείμενα που υπάρχουν σε αυτόν, από σμήνη αστεριών ως υπέρπυκνα αστρικά πτώματα. Παράλληλα, ο αναγνώστης θα έχει την ευκαιρία να γνωρίσει μερικά πολύ σημαντικά στοιχεία για τον νυχτερινό ουρανό
Το ταξίδι του Ήλιου
7
που παρατηρεί κανείς με τα μάτια του σε μια ξάστερη νύχτα χωρίς φεγγάρι, σε σκοτεινό ουρανό. Για να είναι αυτό το ταξίδι του ήλιου πιο ευχάριστο, θα υποθέσουμε ότι ανθρωποειδή ρομπότ απολαμβάνουν, χωρίς να τα απασχολεί ο χρόνος, από τη Γη αυτόν τον γύρο του Γαλαξία. Θα τα ονομάσουμε Ανδρήρ. Το όνομά τους προέρχεται από τα ονόματα των παιδιών μου, Ανδρομέδα και Ηρακλής, στα οποία αφιερώνω αυτό το βιβλίο. Για να μην προκαλείται σύγχυση, η φανταστική ιστορία των Ανδρήρ είναι γραμμένη με πλάγια γραφή σε αυτό το βιβλίο. Όλα τα υπόλοιπα κείμενα είναι βασισμένα στις σύγχρονες ανακαλύψεις της επιστήμης που ονομάζεται Αστρονομία.
8 λεων παπασωτηριου
Εισαγωγή
Τ
ο ταξίδι αυτό έχει τόσο μεγάλη διάρκεια, που θα ήταν παράλογο να υποθέσουμε ότι το παρακολουθεί ένας άνθρωπος ή ακόμα και αρκετές γενιές ανθρώπων. Την τελευταία φορά που ο ήλιος βρισκόταν περίπου στη σημερινή του θέση στον γαλαξιακό δίσκο, πριν από 225 εκατομμύρια χρόνια, η επιφάνεια της Γης δεν έμοιαζε πολύ με αυτό που είναι σήμερα. Οι 7 σημερινές ήπειροι ήταν ενωμένες σε μία, την Παγγαία. Οι δεινόσαυροι άρχισαν να κυριαρχούν εκείνη την εποχή και τα πρώτα θηλαστικά έκαναν την εμφάνισή τους στο παρασκήνιο της εξέλιξης. Όταν ο ήλιος θα έχει ολοκληρώσει άλλη μία περιφορά γύρω από τον Γαλαξία, η Γη πάλι δεν θα μοιάζει σε τίποτα από αυτό που ξέρουμε σήμερα. Οι σημερινές ήπειροι δεν θα υπάρχουν πια και η ατμόσφαιρα θα έχει αλλάξει σημαντικά, από φυσικές διεργασίες. Η Γη θα έχει υποστεί, βάσει πιθανοτήτων, μερικές σημαντικές προσκρούσεις αστεροειδών, εκρήξεις υπερηφαιστείων και άλλα καθοριστικά γεγονότα. Αυτά θα επηρεάσουν την επιφάνειά της, αλλά και την εξέλιξη της ζωής, με τρόπο που δεν μπορούμε καν να φανταστούμε σήμερα.
Η παλιά καλή Παγγαία
Ο άνθρωπος είχε πάντα μια έμφυτη περιέργεια για το άγνωστο. Τον κυρίευε, σε όλες τις φάσεις του πολιτισμού, ο έναστρος ουρανός. Στην αστρονομία χρησιμοποιούμε για τα ουράνια αντικείμενα εκφράσεις όπως θάνατος, γέννηση, νάνος, γίγαντας και άλλες που παραπέμπουν Το ταξίδι του Ήλιου
9
160 × 230 SPINE: 5.3 FLAPS: 75
Τ
ο ταξίδι του ήλιου γύρω από τον Γαλαξία είναι ένα πραγματικό επαναλαμβανόμενο γεγονός. Όμως τα μεγέθη στην αστρονομία είναι σχεδόν πάντα πέρα από τα ανθρώπινα όρια. Οι μεταβολές στον χρόνο συμβαίνουν τυπικά σε εκατομμύρια έτη και τα ουράνια σώματα έχουν συνήθως μεγέθη πολλαπλάσια της Γης μας.
Αυτά τα αντικείμενα που θαυμάζουν οι αστρονόμοι, ερασιτέχνες και επαγγελματίες, βρίσκονται σήμερα σχεδόν όλα σε μεγάλη απόσταση. Για τον σκοπό του βιβλίου κάποια από αυτά θα βρεθούνε αρκετά κοντά στη Γη ώστε να κυριαρχήσουν στον νυχτερινό ουρανό. Μέσα από την περιγραφή των αντικειμένων όπως αστρικά σμήνη, νεφελώματα, υπολείμματα αστεριών αλλά και γαλαξίες ο αναγνώστης έρχεται σε επαφή με κάποια μυστικά της αστρονομίας.
Ο σκοπός του βιβλίου είναι να δώσει την ευκαιρία στον αναγνώστη να γνωρίσει τα ουράνια αντικείμενα, αλλά και να έρθει σε επαφή με κάποιες τελευταίες ανακαλύψεις στην αστρονομία.
ISBN 978-618-205-530-4
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ Βατάτζη 55, 114 73 Αθήνα | Τηλ.: 210 64 31 108 ocelotos@ocelotos.gr | www.ocelotos.gr
9 786182 055304
Λέων Παπασωτηρίου
Πολλά από αυτά τα αντικείμενα μπορεί κάποιος να τα παρατηρήσει με ένα ερασιτεχνικό τηλεσκόπιο. Όμως σχεδόν όλα είναι αόρατα με το γυμνό μάτι.
ΤΟ ΤΑΞΙΔΙ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ
Έτσι, για αυτό το ταξίδι διάρκειας 225 εκατομμυρίων ετών στο βιβλίο μας χρησιμοποιούμε κάποια ρομπότ, τα Ανδρήρ. Επίσης, υποθέτουμε ότι θα συναντήσουν στο ταξίδι τους πολλά ενδιαφέροντα αστρονομικά αντικείμενα.
Ο Λέων Παπασωτηρίου ασχολείται ερασιτεχνικά με την αστρονομία εδώ και 30 έτη. Είναι μέλος της Αστρονομικής Ένωσης Σπάρτης. Ως ερασιτέχνης αστρονόμος μελετάει, μέσα από δημοσιεύσεις ερευνητών και εξειδικευμένα βιβλία αστρονομίας, τις σύγχρονες ανακαλύψεις της αστρονομίας. Έχει παρουσιάσει εργασίες σε συνέδρια ερασιτεχνικής αστρονομίας. Η βασική του αστρονομική ενασχόληση είναι η εκλαΐκευση αυτής της επιστήμης, σε σχολεία, σε βραδιές παρατήρησης νυχτερινού ουρανού αλλά και σε όποια ανάλογη δραστηριότητα. Μέσα από το τηλεσκόπιό του χιλιάδες άνθρωποι είχαν την ευκαιρία να θαυμάσουν τα αντικείμενα του σύμπαντος, αλλά και να ενημερωθούν για το θεωρητικό υπόβαθρο της αστρονομίας. Επίσης, είναι φανατικός κυνηγός ολικών εκλείψεων ηλίου από το 2006 (μέχρι το 2023 έχει παρατηρήσει 9 ολικές εκλείψεις ηλίου). Διατηρεί την εκλαϊκευτική ιστοσελίδα αστρονομίας www.astrotheory.gr, με ικανοποιητική επισκεψιμότητα.