Η επιστήμη της αστρονομίας

   Η Αστρονομία (όρος εκ ελληνικών λέξεων «ἄστρον» + «νέμω») είναι η φυσική επιστήμη που ερευνά όλα τα ουράνια σώματα (όπως άστρα, γαλαξίες, νεφελώματα, πλανήτες (συμπεριλαμβανομένης της Γης) δορυφόροι, αστεροειδείς, κομήτες και άλλα), τη Φυσική, τη Χημεία, την προέλευση και την εξέλιξη τέτοιων αντικειμένων, τα φαινόμενα που συμβαίνουν στον χώρο έξω από την ατμόσφαιρα της Γης, τα οποία συμπεριλαμβάνουν εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων (Supernova), εκλάμψεις ακτινών γ και κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου.

Η αστρονομία θεωρείται κατ' εξοχήν ελληνική επιστήμη αφού θεμελιώθηκε από τους αρχαίους Έλληνες φιλοσόφους οι οποίοι έκαναν σημαντικά βήματα στην επιστήμη της Αστρονομίας. Μερικά από αυτά είναι η σφαιρικότητα της γης (,Πυθαγόρας, 6ος αιώνας π.Χ.), η πρόταση ηλιοκεντρικού συστήματος (Αρίσταρχος ο Σάμιος, 310 - 230 π.Χ.), η μέτρηση της ακτίνας της Γης (Ερατοσθένης, 276 - 192 π.Χ.) και η κατάρτιση καταλόγου ουρανίων σωμάτων (Ίπαρχος, 2ος π.Χ. Αιώνας). Άλλοι αρχαίοι λαοί όπως οι Βαβυλώνιοι και οι Αιγύπτιοι ασχολήθηκαν με την Αστρονομία. Γνωρίζουμε επίσης την κατάρτιση ημερολογίων από τους αρχαίους Αιγύπτιους με πρακτικούς σκοπούς, όπως την συστηματοποίηση των καλλιεργειών κοντά στο Νείλο.

Επίσης, θα ήθελα να αναφέρω τις ειδικεύσεις των Αστρονόμων – Αστροφυσικών μιας και είναι πολύ σημαντικές.

Αστρονόμος – Αστροφυσικός με ειδίκευση στη Γαλαξιακή δύναμη .(Η μελέτη του σχηματισμού, της δομής και της εξέλιξης των γαλαξιών.)

Με ειδίκευση στη Μελέτη του ηλιακού συστήματος.( Η μελέτη του   σχηματισμού, της δομής και της εξέλιξης του Ηλιακού συστήματος.)

Με ειδίκευση στη Ραδιοαστρονομία.(Η μελέτη των ραδιοκυμάτων που προέρχονται από διάφορα ουράνια αντικείμενα και από τον μεσοαστρικό χώρο( ο χώρος μεταξύ των άστρων).

Με ειδίκευση στην αστρομετρία.(Η μελέτη των θέσεων και των κινήσεων των αστέρων.)

Με ειδίκευση στην Κοσμολογία-Κοσμογένεση.(Η μελέτη της δομής και της εξέλιξης του σύμπαντος.)

Με ειδίκευση στην Οπτική Αστρονομία.(Η οπτική επεξεργασία πληροφοριών [...] και η μελέτη φραγμάτων όγκου σε φωτοδιαθλαστικά υλικά.)

Με ειδίκευση στην Πλανητολογία.(Η μελέτη του σχηματισμού, της δομής και της εξέλιξης των πλανητών.)

Με ειδίκευση στο Μεσοπλανητικό Χώρο.(Η μελέτη του σχηματισμού, της δομής και της εξέλιξης της μεσοπλανητικής ύλης και της ακτινοβολίας που εντοπίζεται στο μεσοπλανητικό διάστημα.)

Με ειδίκευση στο σχηματισμό και την εξέλιξη των αστέρων.(Προφανές)

Για χιλιάδες χρόνια πιστευόταν ότι η Γη ήταν το κέντρο του σύμπαντος και ότι όλα περιστρέφονται γύρω από αυτήν. Ακούγεται λογικό αν σκεφτεί κάποιος ότι μόνο από αυτήν τη οπτική γωνία μπορούσαν να δουν το θέμα. Αυτό το “Γεωκεντρικό” μοντέλο αποτέλεσε τα θεμέλια της ψευδοεπιστήμης (ψεύτικης επιστήμης) της αστρολογίας. Τώρα γνωρίζουμε ότι όλα στο ηλιακό μας σύστημα περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο (Ηλιοκεντρικό σύστημα).

Ένας από τους πιο σημαντικούς και διάσημους αστρονόμους θεωρείται ο Γαλιλαίος. Ο Γαλιλαίος πιστεύεται ότι ήταν ο πρώτος άνθρωπος ο οποίος χρησιμοποίησε ένα τηλεσκόπιο (δικής του κατασκευής) στρέφοντάς το στα «αστέρια» ώστε να τα παρατηρήσει. Ήταν θερμός υποστηρικτής του Ηλιοκεντρικού Μοντέλου και όχι μόνο πίστευε ότι η Γη είναι σφαιρική αλλά και ότι περιστρέφεται. Παρατήρησε τους δορυφόρους του Δία και τις φάσεις τις Αφροδίτης. Δυστυχώς, όμως, ο Γαλιλαίος στιγματίστηκε ως αιρετικός και καταδικάστηκε σε κατ' οίκον περιορισμό. Πέθανε μερικά χρόνια αργότερα. Ωστόσο, ο Ισαάκ Νεύτων, γεννημένος την χρονιά του θανάτου του Γαλιλαίου ανακάλυψε τις ιδιότητες του φωτός το οποίο περνάει μέσα από ένα τριγωνικό πρίσμα. Έτσι μετά από κάποιο καιρό έφτιαξε ένα τηλεσκόπιο διαφορετικού σχεδιασμού. Παραδόξως, παρά τις παρατηρήσεις του σχετικά με την βαρυτική έλξη, το τηλεσκόπιο θα τον κάνει διάσημο σε όλη την Ευρώπη το 1671.

          

  Συνεχίζοντας, ενδιαφέρον είναι και το θέμα του θανάτου ενός άστρου παρόμοιου με τον Ήλιο. Στις μέρες μας επικρατεί η γνώμη πως όταν ένα άστρο πεθαίνει γίνεται μαύρη τρύπα. Αυτό έχει όντως μία βάση, αλλά δεν είναι η μοναδική εξήγηση.

   Αρχικά, το καύσιμο των άστρων είναι το υδρογόνο, το οποίο μετατρέπεται σε ήλιο. Όταν τελειώσουν τα αποθέματα υδρογόνου, τότε αυξάνεται η θερμοκρασία του. Ο πυρήνας συστέλλεται και το άστρο διαστέλλεται (Φάση του Κόκκινου Γίγαντα). Μόλις τελειώσει αυτή η αντίδραση, το ήλιο θα μετατραπεί σε πιο βαριά στοιχεία. Ύστερα για ένα χρονικό διάστημα, σταθεροποιείται. Όταν τελειώσουν και τα αποθέματα ηλίου, τότε συμπιέζεται και συστέλλεται. Αν η συνολική μάζα του άστρου είναι μικρότερη από 10 ηλιακές μάζες, τότε ο πυρήνας συστέλλεται ενώ τα εξωτερικά τμήματά του διαστέλλονται τόσο πολύ έτσι ώστε κάποια στιγμή να αεριοποιηθούν τόσο πολύ που να χαθούν. Ωστόσο, ο πυρήνας που απομένει έχει  περίπου το μέγεθος της Γης και κοντινή μάζα με του Ηλίου (Λευκός Νάνος). Ο λευκός νάνος θα ζήσει για δισεκατομμύρια χρόνια χάνοντας την ενέργειά του σιγά – σιγά.

      Εάν όμως η συνολική του μάζα είναι πάνω από 10 ηλιακές μάζες, τότε, συνεχίζει να διαστέλλεται δημιουργώντας βαρύτερα στοιχεία στο εσωτερικό του(Φάση Κόκκινου Υπεργίγαντα). Μόλις φτάσει στο σημείο που ο σίδηρος θα πρέπει να μετατραπεί σε βαρύτερο στοιχείο, λόγω μιας αντίδρασης, το άστρο «κρυώνει» και τα ηλεκτρόνια ενώνονται με τα πρωτόνια. Έτσι δημιουργούνται νετρόνια. Πλέον ο πυρήνας αποτελείται μόνο από νετρόνια.Έτσι μη μπορώντας να συμπιεστεί άλλο, εκρήγνυται δημιουργώντας ένα Supernova. Εάν η μάζα του εναπομείναντος πυρήνα είναι μεγαλύτερη από 2 ηλιακές μάζες, τότε σταθεροποιείται (Αστέρας Νετρονίων – Pulsar).Εάν όμως είναι μεγαλύτερη από 2 ηλιακές μάζες, τότε τα νετρόνια συνθλίβονται δημιουργώντας μία μαύρη τρύπα η οποία έχει ασύλληπτα τεράστια βαρυτική έλξη.

       Ένα από τα πιο σημαντικά επιτεύγματα της “μοντέρνας” παρατήρησης του διαστήματος, κατά τη γνώμη μου, είναι η κατασκευή και η μετέπειτα επιδιόρθωση του τηλεσκοπίου Hubble, η οποία αρχικά αποδοκιμάστηκε από τους σύγχρονους σκεπτικιστές και επιστήμονες της εποχής. Ωστόσο, το τηλε-σκόπιο Hubble δεν έχει σταματήσει να παρατηρεί αστέρες, νεφελώματα κ.α. ουράνια αντικείμενα με μεγάλη ακρίβεια. Εκτοξεύθηκε τον Απρίλιο του 1990 και τοποθετήθηκε στην χαμηλή τροχιά της Γης η οποία εκτείνεται στα 2000 χμ. πάνω από τη Γη. Σε σχέση με άλλα επίγεια παρατηρητήρια που χρησιμοποιούν ραδιοτηλεσκόπια, το τηλεσκόπιο Hubble είναι πιο ακριβές στις παρατηρήσεις του. Άλλα παρόμοια τηλεσκόπια είναι το τηλεσκόπιο Spitzer, το τηλεσκόπιο Kepler και το Μελλοντικό τηλεσκόπιο James Webb το οποίο θα συνεχίσει το έργο του τηλεσκοπίου Hubble.

Αξιοσημείωτο επίτευγμα είναι και η αποστολή Cassini – Huygens. Ήταν το πρώτο διαστημόπλοιο που τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη Κρόνο και το τέταρτο που επισκέφθηκε τον Κρόνο. Ξεκίνησε στις 15 Οκτωβρίου 1997 και, μετά από ένα μακρύ διαπλανητικό ταξίδι, τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο την 1η Ιουλίου 2004. Στις 25 Δεκεμβρίου 2004, περίπου στις 02:00 UTC, το Huygens αποχωρίστηκε από το κυρίως σώμα του Cassini και στη συνέχεια, έφθασε στο ένα από τους 18 δορυφόρους του Κρόνου, Τιτάνα στις 14 Ιανουαρίου 2005, όπου εισχώρησε στην ατμόσφαιρα του, και προσεδαφίστηκε στέλνοντας πληροφορίες πίσω στη Γη. Χάρις σε αυτήν την αποστολή ξέρουμε ότι στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα κυριαρχεί το άζωτο και οι υδρογονάνθρακες, που του δίνουν μια θολή πορτοκαλί απόχρωση καθώς και ότι περίπου 500 χιλ. πάνω απ' την επιφάνειά του, η ατμόσφαιρα τελειώνει σε μια άλω (οπτικό φαινόμενο που προκαλείται από τη διάθλαση και ανάκλαση του ηλιακού φωτός πάνω στους παγοκρυστάλλους των νεφών) φορτισμένων σωματιδίων. Τελευταίο σημαντικό επίτευγμα είναι το voyager 2 το οποίο έχει ξεπεράσει τα όρια του ηλιακού μας συστήματος και φέρει έναν δίσκο από χρυσάφι με ένα χαιρετισμό προς τα τυχόν νοήμονα όντα που ίσως συναντήσουν κάποτε το σκάφος. Ο δίσκος περιλαμβάνει ήχους, μουσική και 115 εικόνες από τον πλανήτη Γη.

    Προφανώς, αυτό το θέμα δεν εξαντλείται σε μόνο ένα άρθρο και ελπίζω να έχει μεγάλη απήχηση.

Τάσος Παπαγιώργος