Πώς ανιχνεύεται ένα σουπερνόβα - Σαμάνθα Κούλα

Δείτε ολόκληρο το μάθημα: http://ed.ted.com/lessons/how-to-detect-a-supernova-samantha-kuula

Μόλις τώρα, κάπου στο σύμπαν, ένα αστέρι εξερράγη. Στην πραγματικότητα, ένα σουπερνόβα συμβαίνει κάθε δευτερόλεπτο, περίπου, στο παρατηρήσιμο σύμπαν. Παρόλα αυτά, δεν έχουμε μπορέσει ακριβώς να δούμε ένα σουπερνόβα στις πρώτες βίαιες στιγμές του. Είναι δυνατή η έγκαιρη ανίχνευσή του; Η Σαμάνθα Κούλα δίνει λεπτομέρειες για την επιστήμη πίσω από ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σουπερνόβα.

Μάθημα από Σαμάνθα Κούλα, κινούμενη απεικόνιση από Νικ Χίλντιτς.

Μόλις τώρα, κάπου στο σύμπαν,
ένα αστέρι εξερράγη.

Κι άλλο ένα.

Στην πραγματικότητα,

ένα σουπερνόβα συμβαίνει,
περίπου, κάθε δευτερόλεπτο

στο παρατηρήσιμο σύμπαν

και υπάρχει ένα κατά μέσο όρο
κάθε 25 με 50 χρόνια

σε έναν γαλαξία μεγέθους
και ηλικίας του Γαλαξία μας.

Ακόμα δεν έχουμε μπορέσει ακριβώς
να δούμε ένα να συμβαίνει

από τις πρώτες βίαιες στιγμές του.

Φυσικά, πώς θα μπορούσαμε;

Υπάρχουν εκατοντάδες δισεκατομμύρια
αστέρια αρκετά κοντά

που θα μπορούσαμε να δούμε
την έκρηξη του σουπερνόβα

να ξεσπά στην επιφάνεια του αστεριού.

Θα έπρεπε, όμως, να έχουμε

τα καλύτερα τηλεσκόπιά μας
επικεντρωμένα στο σωστό σουπερνόβα,

ακριβώς τη σωστή στιγμή,
για να πάρουμε σημαντικά δεδομένα.

Αρκεί να επισημάνουμε
ότι οι πιθανότητες να συμβεί αυτό

είναι αστρονομικά χαμηλές.

Αλλά τι κι αν μπορούσαμε
να προβλέψουμε ένα σουπερνόβα

πριν το φως του φτάσει σε εμάς;

Αυτό μπορεί να μοιάζει αδύνατο.

Όπως και να 'χει, τίποτα δεν ταξιδεύει

ταχύτερα από την ταχύτητα
του φωτός, σωστά;

Από όσο ξέρουμε, ναι.

Αλλά σε μια κούρσα, το γρήγορα
δεν έχει σημασία όταν κάνεις μια παράκαμψη

ενώ κάποιος άλλος πηγαίνει ευθεία
μέχρι τη γραμμή τερματισμού.

Ακριβώς γι' αυτόν τον λόγο,

τα φωτόνια δεν κερδίζουν
την κούρσα του σουπερνόβα στη γη.

Τα νετρίνα την κερδίζουν.

Να γιατί.

Υπάρχουν δύο ειδών σουπερνόβα.

Ο Τύπος 1 είναι όταν ένα αστέρι συσσωρεύει
τόση πολλή ύλη από ένα γειτονικό αστέρι,

που μια πυροδοτούμενη πυρηνική αντίδραση
το αναφλέγει και προκαλεί την έκρηξή του.

Στον Τύπο 2, το αστέρι μένει
από πυρηνικά καύσιμα,

έτσι οι βαρυτικές δυνάμεις
που τραβούν προς τα μέσα

καταπιέζουν τις κβαντικές
μηχανικές δυνάμεις που σπρώχνουν έξω,

και ο αστρικός πυρήνας
καταρρέει υπό το δικό του βάρος

σε ένα εκατοστό του δευτερολέπτου.

Ενώ οι εξωτερικές επιφάνειες του αστεριού

δεν επηρεάζονται
από τον πυρήνα που κατέρρευσε,

τα εσωτερικά άκρα
επιταχύνουν μέσα από το κενό,

συντρίβονται στον πυρήνα και ανακάμπτουν
για να ξεκινήσει η έκρηξη.

Και στα δύο αυτά σενάρια,

το αστέρι αποβάλλει
μια ασύγκριτη ποσότητα ενέργειας,

όπως και μεγάλο ποσοστό ύλης.

Στην πραγματικότητα, όλα τα άτομα
που είναι πιο βαριά από το νικέλιο,

μαζί και στοιχεία
όπως ο χρυσός και το ασήμι,

σχηματίζονται μόνο
σε αντιδράσεις σουπερνόβα.

Στο σουπερνόβα Τύπου 2,

περίπου το 1% της ενέργειας
αποτελείται από φωτόνια,

τα οποία γνωρίζουμε ως φως,

ενώ το 99% ακτινοβολεί ως νετρίνα,

τα στοιχειώδη σωματίδια που είναι γνωστά
για τη σπάνια αλληλεπίδρασή τους

με οτιδήποτε.

Αρχίζοντας από το κέντρο του αστεριού,

η ανατιναγμένη ύλη χρειάζεται
δεκάδες λεπτά ή ακόμα και ώρες,

ή σε σπάνιες περιπτώσεις, αρκετές μέρες,

να φτάσει και να διασπαστεί
στην επιφάνεια του αστεριού.

Παρόλα αυτά, τα νετρίνα,
χάρη στη μη διαδραστικότητά τους,

χρειάζονται μια πολύ πιο άμεση διαδρομή.

Μέχρι την ώρα που υπάρχει οποιαδήποτε
ορατή αλλαγή στην επιφάνεια του αστεριού,

τα νετρίνα τυπικά έχουν αρκετές ώρες
πρωτοπορία σε σχέση με τα φωτόνια.

Γι' αυτόν τον λόγο
οι αστρονόμοι και οι φυσικοί

έχουν καταφέρει να στήσουν
ένα πρόγραμμα που λέγεται SNEWS,

Σύστημα Έγκαιρης
Προειδοποίησης Σουπερνόβα.

Όταν ανιχνευτές ανά τον κόσμο
εντοπίζουν εκρήξεις νετρίνων,

στέλνουν μηνύματα σε έναν κεντρικό
υπολογιστή στη Νέα Υόρκη.

Αν πολλαπλοί ανιχνευτές λάβουν παρόμοια
σήματα μέσα σε δέκα δευτερόλεπτα,

το SNEWS κινητοποιεί έναν συναγερμό
προειδοποίησης ότι επίκειται σουπερνόβα.

Με τη βοήθεια πληροφοριών
απόστασης και κατεύθυνσης

από τους ανιχνευτές νετρίνων,

τόσο οι ερασιτέχνες αστρονόμοι,
όσο και οι επιστήμονες

σκανάρουν τους ουρανούς
και μοιράζονται πληροφορίες

για να εντοπίσουν γρήγορα
το νέο γαλαξιακό σουπερνόβα

και να στρέψουν τα μεγαλύτερα
τηλεσκόπια του κόσμου

προς αυτήν την κατεύθυνση.

Το τελευταίο σουπερνόβα που έστειλε
ανιχνεύσιμα νετρίνα στη γη ήταν το 1987

στη γωνία του Νεφελώματος Ταραντούλα

στο Μέγα Νέφος του Μαγγελάνου,
ενός κοντινού γαλαξία.

Τα νετρίνα του έφτασαν στη γη
περίπου τρεις ώρες πριν από το ορατό φως.

Περιμένουμε ακόμα ένα
οποιαδήποτε μέρα τώρα,

και όταν συμβεί αυτό,

το SNEWS πρέπει να σας δώσει την ευκαιρία

να είστε ανάμεσα στους πρώτους
που θα γίνουν μάρτυρες σε κάτι

που κανείς άνθρωπος δεν έχει δει ποτέ.