Περισσότερα από όσα βλέπει το μάτι: το εξωτικό, υψηλής ενέργειας Σύμπαν Understand article

Μετάφραση από Αιμιλία Ξανθοπούλου (Emily Xanthopoulos). Στο τρίτο άρθρο αυτής της σειράς πάνω στα θέματα της αστρονομίας και του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, μάθετε για τα…

Η εικόνα προσφέρθηκε από
ESA / AOES Medialab

Στα 1960, η έλευση της διαστημικής εποχής ξεκίνησε την περίοδο της αστρονομίας υψηλής ενέργειας. Για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι μπορούσαν να δουν το Σύμπαν με μάτια ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε αυτά τα μήκη κύματος εκπέμπεται από κοσμικές πηγές με ακραίες ιδιότητες όπως εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, ασυνήθιστα υψηλές πυκνότητες η αξιοσημείωτα ισχυρά μαγνητικά πεδία. Ωστόσο, τα επίγεια αστεροσκοπεία δεν ήταν ικανά να καταγράψουν αυτές τις ακτίνες, οι οποίες έχουν μήκη κύματος πολύ μικρά για να διαπεράσουν την ατμόσφαιρα της Γης (εικόνα 1). Χρειάστηκε να εμφανιστούν τα πρώτα διαστημικά αστεροσκοπεία για να αποκαλυφθεί αυτό το ταραχώδες και διαρκώς μεταβαλλόμενο Σύμπαν.

Σε μόλις μισό αιώνα, οι παρατηρήσεις που έγιναν στις πιο υψηλές ενέργειες άλλαξαν σημαντικά την άποψη μας για τον κόσμο. Μελετώντας τον ουρανό ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ, οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει διάφορα νέα είδη αστρονομικών πηγών και έχουν εμπλουτίσει την γνώση τους για πολλούς άλλους τύπους σωμάτων. Για να εξετάσει το Σύμπαν στην περιοχή ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ του ηλεκτρομαγνητικού φάσματοςw1, ο Ευρωπαϊκός Διαστημικός Οργανισμός (European Space Agency (ESA); δέστε το κουτί) χειρίζεται δύο αποστολές: τα XMM-Newton (ακτίνες-Χ) και INTEGRAL (ακτίνες-Χ και ακτίνες-γ) διαστημικά αστεροσκοπεία. Οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται στην αστρονομία ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ και σε αυτές τις δύο αποστολές παρουσιάστηκαν στο δεύτερο άρθρο αυτής της σειράς (Mignone & Barnes, 2011b); αυτό εδώ το άρθρο δίνει μια γενική επισκόπηση για το τι μας έμαθαν αυτές οι αποστολές, από την ζωή των αστέρων ως την δομή του Σύμπαντος. Για μια γενική εικόνα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και τον ρόλο του στην αστρονομία, δείτε το πρώτο άρθρο αυτής της σειράς (Mignone & Barnes, 2011a).

Εικόνα 1: Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, δίνοντας έμφαση στις περιοχές των υψηλών ενεργειών που παρατηρούνται από τα διαστημικά αστεροσκοπεία του ESA XMM-Newton και INTEGRAL. Οι ακτίνες-X εκπέμπονται από κοσμικές πηγές σε εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου˙ Το XMM-Newton ανιχνεύει ακτίνες-Χ στις ενέργειες των 150-1.5 x 104 eV, ενώ το INTEGRAL ανιχνεύει και ακτίνες-Χ στις ενέργειες των 3 x 103-3.5 x 104 eV και ακτίνες-γ στις ενέργειες των 1.5 x 104 keV – 1.0 x 107 keV. Κάντε κλικ στην εικόνα για μεγέθυνση
Η εικόνα προσφέρθηκε από ESA / AOES Medialab

Αποκαλύπτοντας την γέννηση και τον θάνατο των άστρων

Οι αστέρες γεννιούνται όταν η βαρύτητα προκαλεί τεράστια νέφη από αέρια και σκόνη να καταρρέουν. Αυτοί οι πρωτοαστέρες μετέπειτα αναπτύσσονται σε πλήρες άστρα όταν πυρηνική σύντηξη αναφλέγεται στους πυρήνες τους. Το πως ένας αστέρας συνεχίζει να εξελίσσεται εξαρτάται από την μάζα του, όπου οι πιο μεγάλοι αστέρες προορίζονται για μικρότερης διάρκειας ζωή και έναν πιο θεαματικό θάνατο σε σύγκριση με τους μικρότερης μάζας αντίστοιχους τους (εικόνα 2).

Εικόνα 2: Ο κύκλος ζωής των αστέρων. Κάντε κλικ στην εικόνα για μεγέθυνση
Η εικόνα προσφέρθηκε από ESA / AOES Medialab

Αυτά τα πρώτα και τελευταία στάδια του κύκλου ζωής ενός αστέρα, είναι τα πιο ενδιαφέροντα για τους αστρονόμους ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ. Επειδή μερικοί πολύ νέοι αστέρες ακτινοβολούν έντονα κάτω από τις ακτίνες-Χ, οι αστρονόμοι μπορούν να εντοπίσουν πολλούς από αυτούς κοιτάζοντας σε περιοχές σχηματισμού άστρων με τηλεσκόπια ακτίνων-Χ, όπως το XMM-Newton (εικόνα 3). Οι πιο μεγάλοι νέοι αστέρες απελευθερώνουν υψηλής ενέργειας ακτινοβολία και εξαιρετικά θερμό αέριο, που παρατηρούνται στα μήκη κύματος ακτίνων-Χ και επηρεάζουν το πως άλλοι αστέρες διαμορφώνονται στον περιβάλλοντα χώρο. Χρησιμοποιώντας το XMM-Newton οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει φυσαλίδες θερμού αερίου από νεαρά μεγάλα αστέρια σε πολλές περιοχές του ουρανούw2, συμπεριλαμβανομένου και του Νεφελώματος του Ωρίωνα και την περιοχή σχηματισμού άστρων NGC 346. Αυτή η έρευνα τροφοδοτεί την κατανόησή μας για το πώς οι νέοι μεγάλοι αστέρες επηρεάζουν τον σχηματισμό άλλων αστέρων γύρω τους – ένα καυτό θέμα στη σύγχρονη αστροφυσική.

Εικόνα 4: Εικόνα ακτίνων-Χ
του υπολείμματος
υπερκαινοφανούς SN 1006
όπως φαίνεται με το XMM-
Newton. Αυτό το
αντικείμενο είναι τα
απομεινάρια ενός
υπερκαινοφανούς που
παρατηρήθηκε από
Κινέζους αστρονόμους στο
1006 μ.Χ. Ορατά στις πάνω
-αριστερά και κάτω-δεξιά
γωνίες είναι κρουστικά
κύματα όπου σωματίδια
όπως τα ηλεκτρόνια
επιταχύνονται σε πολύ
υψηλές ταχύτητες

Η εικόνα προσφέρθηκε από
CEA / DSM / DAPNIA / SAp
/ J Ballet and ESA
Εικόνα 5: Η αποτύπωση του
καλλιτέχνη ενός διπλού
αστέρα ακτίνων-Χ. Με το
έντονο βαρυτικό του πεδίο
η μαύρη τρύπα στα δεξιά
τραβά ύλη από τον συνοδό
του, έναν μπλε υπεργίγαντα,
στα αριστερά. Η
αφαιρούμενη ύλη
στροβιλίζεται γύρω από την
μαύρη τρύπα,
δημιουργώντας έναν δίσκο
προσαύξησης, που
ακτινοβολεί έντονα στις
υψηλότερες ενέργειες. Δύο
ισχυροί πίδακες σωματιδίων
υψηλής ενέργειας
προέρχονται από περιοχή
της μαύρης τρύπας

Η εικόνα προσφέρθηκε από
ESA / AOES Medialab
Εικόνα 3: Η περιοχή
σχηματισμού των αστέρων
NGC 346 βρίσκεται στο Μικρό
Νέφος του Μαγγελάνου,
που είναι ένας από τους
γειτονικούς γαλαξίες του δικού
μας Γαλαξία. Αυτή η εικόνα
ψευδοχρωμάτων συνδυάζει
παρατηρήσεις που
εκτελέστηκαν με το XMM-
Newton στις ακτίνες-Χ (μπλε)
με δεδομένα που συλλέχθηκαν
στο ορατό (πράσινο) και
υπέρυθρο (κόκκινο)
φως με τα διαστημικά
τηλεσκόπια Hubble και Spitzer,
αντίστοιχα

Η εικόνα προσφέρθηκε από
NASA / JPL-Caltech / D Gouliermis
(Max-Planck Institute for Astronomy,
Heidelberg, Germany) και ESA

Στο τέλος της ζωής τους, οι μεγάλοι αστέρες εκρήγνυνται (όπως περιγράφεται στο Székely & Benedekfi, 2007), θερμαίνοντας το περιβάλλον αέριο σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και επιταχύνοντας τα σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια, σε πολύ υψηλές ταχύτητες. Ως αποτέλεσμα, μια πληθώρα ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ ελευθερώνεται (εικόνα 4). Επιπλέον, πολλά στοιχεία βαρύτερα από τον σίδηρο, όπως ο μόλυβδος, το νικέλιο και ο χρυσός, συντίθενται κατά την διάρκεια των εκρήξεων των υπερκαινοφανών (supernova) (για να μάθετε περισσότερα, δείτε Rebusco et al., 2007). Μερικά από αυτά τα στοιχεία είναι ραδιενεργά και τελικά διασπώνται σε σταθερά ισότοπα, παράγοντας ακτίνες-γ κατά την διαδικασία. Χρησιμοποιώντας το INTEGRAL οι αστρονόμοι έχουν ερευνήσει τον Γαλαξία μας και βρήκαν ίχνη από το ραδιενεργό ισότοπο αλουμίνιο-26. Όπως ακριβώς και οι αρχαιολόγοι, έτσι και οι αστρονόμοι έχουν εμβαθύνει στην ιστορία του γαλαξία μας και έχουν κάνει μια απογραφή των υπερκαινοφανών του παρελθόντος. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι, στον Γαλαξία μας, οι supernovae occur on average once every 50 yearsw3.

Εικόνα 6: Ο κοντινός ενεργός
γαλαξίας, Centaurus A (NGC
5128). Αυτή η εικόνα
ψευδοχρωμάτων συνδυάζει
παρατηρήσεις που έγιναν
με το XMM-Newton στις
ακτίνες-Χ (γαλάζιο, μπλε
και μωβ, κατά σειρά
αυξανόμενης ενέργειας) και
δεδομένα που
συγκεντρώθηκαν σε
μεγαλύτερα, υπέρυθρα
(κίτρινο) και (υπο)
χιλιοστόμετρα (κόκκινο)
μήκη κύματος
χρησιμοποιώντας το
Herschel Space Observatory
του ESA. Στα μήκη κύματος
των ακτίνων -Χ, ένας
αριθμός από σημειακές
πηγές είναι ορατές: αυτές
είναι διπλοί αστέρες
ακτίνων-Χ που ανήκουν
στον Γαλαξία μας

Η εικόνα προσφέρθηκε από
ESA / XMM-Newton (X-rays);
ESA / Herschel / PACS / SPIRE
/ CD Wilson, McMaster
University, Hamilton, Ontario,
Canada (far-infrared and sub-
millimetre)

Μετά από μια έκρηξη υπερκαινοφανούς, αυτό που απομένει από τον αστέρα μεγάλης μάζας είναι ένα εξαιρετικά συμπαγές και πυκνό σώμα – είτε ένας αστέρας νετρονίων η μια μαύρη τρύπα.

Με μια τόσο τεράστια μάζα πιεσμένη μέσα σε έναν περιορισμένο χώρο, αυτά τα υπολείμματα έχουν εξαιρετικά ισχυρά βαρυτικά πεδία και ασκούν μια έντονη έλξη στην κοντινή ύλη, αλλά είναι αρκετά δύσκολο να εντοπιστούν. Παρόλα αυτά, αν ο αστέρας νετρονίων η η μαύρη τρύπα είναι τμήμα ενός δυαδικού αστρικού συστήματος (δύο αστέρες σε τροχιά γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας), μπορεί να αρχίσει να καταβροχθίζει ύλη από τον αστέρα συνοδό του˙ η συσσωρευόμενη μάζα τότε θερμαίνεται σε εκατομμύρια βαθμούς, εκπέμποντας ακτίνες-Χ και ακτίνες-γ. Αυτή η υψηλής ενέργειας εκπομπή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φανερώσει την παρουσία ενός αστέρα νετρονίων η μιας μαύρης τρύπας.

Αυτά τα συστήματα ονομάζονται διπλοί αστέρες ακτίνων-Χ (εικόνα 5) και ανακαλύφθηκαν στα τέλη του 1960 μέσω παρατηρήσεων ακτίνων-Χ. Τότε, οι αστέρες νετρονίων και οι μαύρες τρύπες είχαν προβλεφθεί μόνο από την θεωρία, και έτσι αυτές οι παρατηρήσεις παρείχαν την πρώτη απόδειξη της ύπαρξης τους.

Από τότε, αρκετές γενιές διαστημικών αστεροσκοπείων έχουν βοηθήσει τους αστρονόμους να μάθουν περισσότερα. Τα XMM-Newton και INTEGRAL έχουν μελετήσει πολλούς διπλούς αστέρες ακτίνων-Χ (που μπορούν επίσης να απελευθερώσουν ακτίνες-γ), αποκαλύπτοντας σημαντικές λεπτομέρειες για την φυσική των μαύρων τρυπών και των αστέρων νετρονίων. Για παράδειγμα, οι ακτίνες-γ από τον Cygnus X-1, που παρατηρήθηκαν χρησιμοποιώντας το INTEGRALw4, βοήθησαν τους αστρονόμους να καταλάβουν καλύτερα το πως η ύλη προστίθεται μέσω ενός δίσκου πάνω σε αυτήν την μαύρη τρύπα και μερικώς αποβάλλεται σε δύο συμμετρικούς πίδακες.

Το μακρινό Σύμπαν

Εικόνα 7: Παρατηρήσεις του
πολύ μακρινού σμήνους
γαλαξιών CL J1449+0856,
που πραγματοποιήθηκαν
στις ακτίνες-Χ (μωβ λάμψη)
με το XMM-Newton,
υπερτίθενται πάνω σε μια
εικόνα που πάρθηκε με
επίγεια τηλεσκόπια στο
κοντινό-υπέρυθρο. Τα
περισσότερα σώματα που
είναι ορατά στην εικόνα
είναι πολύ αμυδροί και
μακρινοί γαλαξίες. Οι
γαλαξίες που ανήκουν στο
σμήνος είναι ορατοί σαν
μια ομάδα αμυδρών,
κόκκινων αντικειμένων.
Με μια θερμοκρασία πάνω
από 20 εκατομμύρια
βαθμούς Kelvin, το θερμό
αέριο που διαχύνεται στον
διαγαλαξιακό χώρο
ακτινοβολεί έντονα στις
ακτίνες-Χ

Η εικόνα προσφέρθηκε από
ESA / ESO / Subaru /
R Gobat et al.

Οι αστρονόμοι υψηλών ενεργειών όχι μόνο παρατηρούν την γέννηση και τον θάνατο των άστρων μέσα στον δικό μας Γαλαξία καθώς και στους άλλους κοντινούς γαλαξίες, αλλά χρησιμοποιούν επίσης τις ακτίνες-Χ και τις ακτίνες-γ για να ερευνήσουν το πολύ πιο μακρινό Σύμπαν – συμπεριλαμβανομένων και των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών και των σμηνών των γαλαξιών.

Όλοι οι μεγάλοι γαλαξίες στεγάζουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στους πυρήνες τους (στο κέντρο τους), με μάζες από μερικά εκατομμύρια ως μερικά δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από αυτή του Ήλιου. Μερικοί γαλαξίες, γνωστοί και ως ενεργοί γαλαξίες, περιέχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες οι οποίες, σε αντίθεση με αυτήν που βρίσκεται στο κέντρο του δικού μας Γαλαξία, είναι ενεργές. Καταβροχθίζοντας ύλη από το περιβάλλον τους, αυτές οι μαύρες τρύπες απελευθερώνουν υψηλής ενέργειας ακτινοβολία όπως και ισχυρούς πίδακες υψηλής ενέργειας σωματιδίων (εικόνα 6).

Εικόνα 8: Αυτός ο χάρτης
συγκρίνει την κατανομή της
‘κανονικής’ ύλης, που
ανιχνεύεται μέσω του
θερμού αερίου από το XMM
-Newton (με κόκκινο) και
αστέρες και γαλαξίες που
παρατηρήθηκαν από το
Hubble Space Telescope
(με γκρι), με την κατανομή
της αόρατης σκοτεινής ύλης
(με μπλε), όπως έχει
συναχθεί από το φαινόμενο
των βαρυτικών φακών. Ο
χάρτης δείχνει πως η
‘κανονική’ ύλη στο Σύμπαν
ακολουθεί την δομή μιας
υποκείμενης ‘σκαλωσιάς’
της σκοτεινής ύλης

Η εικόνα προσφέρθηκε από
NASA / ESA / R Massey
(California Institute of
Technology)

Τα XMM-Newton και INTEGRAL του ESA είναι επομένως ιδανικά εργαλεία για να αναζητήσει κανείς ενεργούς γαλαξίες και για να ερευνήσει τους μηχανισμούς που τους ενεργοποιούν. Οι αστρονόμοι δεν μπορούν να δουν όλες τις απαραίτητες λεπτομέρειες στις πιο μακρινές πηγές υψηλής ενέργειας, και έτσι συγκεντρώνουν επίσης δεδομένα από όσους περισσότερους κοντινούς ενεργούς γαλαξίες είναι δυνατόν. Συνδυάζοντας δεδομένα από κοντινούς και μακρινούς γαλαξίες, οι αστρονόμοι έχουν καταλάβει πως οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες προσθέτουν ύλη μέσω ενός δίσκου, και πως αυτοί οι δίσκοι μπορεί να περιβάλλονται από νέφη απορρόφησης αερίωνw5.

Σε ακόμα μεγαλύτερη κλίμακα, οι γαλαξίες τείνουν να συγκεντρώνονται σε σμήνη που φτάνουν τις μερικές χιλιάδες γαλαξιών. Αυτά τα σμήνη είναι οι μεγαλύτερες κατασκευές στο Σύμπαν που συγκρατούνται εξαιτίας της βαρύτητας, και απελευθερώνουν μια διάχυτη λάμψη ακτίνων-Χ. Αυτή η λάμψη, που παρατηρήθηκε πρώτη φορά στα 1970, φανέρωσε ότι ο διαγαλαξιακός χώρος σε ένα σμήνος περιέχει ένα τεράστιο ποσό θερμού αερίου. Μαζί με άλλα αστεροσκοπεία που διερευνούν τον ουρανό κατά μήκος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, το XMM-Newton έχει παρατηρήσει εκατοντάδες σμήνη γαλαξιών (εικόνα 7).

Αυτές οι παρατηρήσεις περιλαμβάνουν και ένα πολύ μακρινό σμήνος που είναι μια από της πρώτες δομές που έχουν σχηματιστεί στο Σύμπανw6, μόλις 3 δισεκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang). Μπορεί να ακούγεται σαν πάρα πολύς χρόνος, αλλά είναι λιγότερο από το ένα τέταρτο της τωρινής ηλικίας του Σύμπαντος.

Τα γαλαξιακά σμήνη βρίσκονται στους πυκνότερους κόμβους του κοσμικού ιστού, το γιγαντιαίο δίκτυο της δομής που συνθέτει το Σύμπαν και αποτελείται ως επί το πλείστον από την αόρατη σκοτεινή ύληw7. Χρησιμοποιώντας το XMM-Newton, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει ύλη εκεί όπου είναι πιο πυκνά επικεντρωμένη, ιχνηλατώντας έτσι την κατανομή της κοσμικής δομής του Σύμπαντος (εικόνα 8).

Από την γέννηση ενός αστέρα ως την δομή του Σύμπαντος – τι ακολουθεί; Αστεροσκοπεία ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ, συμπεριλαμβανομένων και των XMM-Newton και INTEGRAL του ESA, συνεχίζουν να παρακολουθούν στενά τον διαρκώς μεταβαλλόμενο, υψηλής ενέργειας ουρανό, καταγράφοντας ξαφνικές βίαιες εκρήξεις των ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ. Συνεχίζοντας να αποκαλύπτουν στους αστρονόμους ουράνια θαύματα, αυτά τα αξιοθαύμαστα διαστημικά αστεροσκοπεία βοηθούν στην λύση των μυστηρίων του Σύμπαντος μας.

 

Περισσότερα για τον ESA

Ο Ευρωπαϊκός Διαστημικός Οργανισμός (European Space Agency (ESA))w8 είναι η Ευρωπαϊκή πύλη στο διάστημα, οργανώνοντας προγράμματα για να μάθουμε περισσότερα για την Γη, το άμεσο διαστημικό περιβάλλον της, το Ηλιακό μας Σύστημα και το Σύμπαν, και επίσης συνεργάζεται στην ανθρώπινη εξερεύνηση του διαστήματος, στην ανάπτυξη τεχνολογιών και υπηρεσιών βασισμένων στους δορυφόρους, και στην προώθηση των Ευρωπαϊκών βιομηχανιών.

Η Διεύθυνση της Εξερεύνησης της Επιστήμης και Ρομποτικής είναι αφοσιωμένη στο διαστημικό πρόγραμμα του ESA και στην ρομποτική εξερεύνηση του Ηλιακού Συστήματος. Στην προσπάθεια να κατανοήσουμε το Σύμπαν, τους αστέρες και πλανήτες και την προέλευση της ίδιας της ζωής, οι διαστημικοί δορυφόροι του ESA κοιτάζουν στα βάθη του κόσμου και βλέπουν τους πιο μακρινούς γαλαξίες, μελετούν τον Ήλιο με πρωτοφανή λεπτομέρεια, και εξερευνούν τους πλανητικούς μας γείτονες.

Ο ESA είναι μέλος του EIROforumw9, εκδότη του Science in School.

 

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

Resources

Institution

ESA

Author(s)

Η Claudia Mignone, Vitrociset Βέλγιο για τον ESA – Ευρωπαϊκό Διαστημικό Οργανισμό, είναι συγγραφέας των φυσικών επιστημών για τον ESA. Έχει πτυχίο στην αστρονομία από το Πανεπιστήμιο της Μπολόνια, Ιταλία, και διδακτορικό στην κοσμολογία από το Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης, Γερμανία. Πριν να πάει στον ESA, δούλεψε στο γραφείο ευαισθητοποίησης του κοινού (γραφείο δημόσιας προσφοράς) του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (ESO).

Rebecca Barnes, HE Space Operations για τον ESA – Ευρωπαϊκό Διαστημικό Οργανισμό, είναι η εκπαιδευτική λειτουργός για τον ESA Διεύθυνση της Εξερεύνησης της Επιστήμης και Ρομποτικής. Έχει πτυχίο στην φυσική με ειδικότητα στην αστροφυσική από το Πανεπιστήμιο του Leicester, Μεγάλη Βρετανία, και δούλεψε προηγουμένως στα τμήματα της εκπαίδευσης και διαστημικών επικοινωνιών του Εθνικού Διαστημικού Κέντρου της Βρετανίας. Για να μάθετε περισσότερα για τις εκπαιδευτικές δραστηριότητες της Διεύθυνσης της Εξερεύνησης της Επιστήμης και Ρομποτικής του ESA, επικοινωνήστε με την Rebecca στο SciEdu@esa.int


Review

Αυτό το άρθρο, το τρίτο της σειράς, περιγράφει τις Ευρωπαϊκές ερευνητικές δραστηριότητες στο πεδίο της αστρονομίας των υψηλών ενεργειών. Το δεύτερο άρθρο σε αυτή την σειρά περιέγραφε τις τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν από δύο αποστολές του ESA, XMM-Newton (ακτίνες-Χ) και INTEGRAL (ακτίνες-Χ και ακτίνες-γ)˙ αυτό το άρθρο περιγράφει μερικά από τα αποτελέσματα τους, συμπεριλαμβανομένης και της βαθιάς γνώσης της γέννησης και του θανάτου των άστρων, καθώς επίσης και του πιο μακρινού Σύμπαντος.

Για τους μεγαλύτερους μαθητές (16+), το άρθρο είναι ιδανικό για τα μαθήματα φυσικής, όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αστροφυσική (την ζωή των αστέρων, τα κοσμικά σώματα, την θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang), την οπτική και ακόμη και την κβαντομηχανική (φασματικές περιοχές, σχέση ανάμεσα στο μήκος κύματος και ενέργεια, ηλεκτρομαγνητικά κύματα), μάζα και βαρύτητα. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί και σε μαθήματα γεωγραφίας για το Σύμπαν, τα ηλιακά συστήματα και τα κοσμικά αντικείμενα.

Για να το κάνετε επίσης κατάλληλο για τους μικρότερους μαθητές (ηλικίες 10-15 χρονών), θα πρότεινα να διαλέξει ο εκπαιδευτικός ορισμένα τμήματα από το άρθρο για συζήτηση.
Το άρθρο θα μπορούσε επίσης να ήταν πολύ χρήσιμο και στα μαθήματα Αγγλικής γλώσσας, η – εφόσον έχει μεταφραστεί – της Γερμανικής, Γαλλικής η στα μαθήματα άλλων γλωσσών. Επειδή το άρθρο δεν είναι πολύ τεχνικό, ακόμη και εκπαιδευτικοί που δεν είναι πολύ εξοικειωμένοι με τη φυσική θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν.

Αυτό το άρθρο θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να ξεκινήσει συζήτηση, με ερωτήσεις όπως:

  1. Περιγράψτε τις Ευρωπαϊκές Διαστημικές αποστολές XMM-Newton και INTEGRAL.
  2. Δώστε μια γενική επισκόπηση του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (συμπεριλαμβανομένων του ορατού, υπέρυθρου και υπεριώδους).
  3. Ποια είναι η σχέση ανάμεσα στο μήκος κύματος, την ενέργεια και την συχνότητα;
  4. Γιατί χρησιμοποιούμε και διαστημικά τηλεσκόπια εκτός από τα επίγεια τηλεσκόπια;
  5. Γιατί οι πηγές που ακτινοβολούν πιο έντονα στις ακτίνες-γ είναι πιο θερμές από εκείνες που ακτινοβολούν πιο έντονα στις ακτίνες-Χ;
  6. Τι είναι οι διπλοί αστέρες ακτίνων-Χ;
  7. Τι μπορεί να συμβεί στους πολύ μεγάλους αστέρες στα τέλη της ζωής τους;

Gerd Vogt, Ανώτερη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση για το Περιβάλλον και τα Οικονομικά, Yspertal, Αυστρία




License

CC-BY-NC-ND