Ελληνικό τηλεσκόπιο μετρά τη θερμοκρασία από προσκρούσεις μετεωριτών

Μια Ελληνίδα ερευνήτρια μέτρησε για πρώτη φορά τη θερμοκρασία των λάμψεων από προσκρούσεις μετεωριτών στη Σελήνη με το τηλεσκόπιο του Κρυονερίου, στο πλαίσιο του προγράμματος παρατήρησης NELIOTA της ESA και του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών.

Όταν μικρά σώματα -μετέωρα και μικροί αστεροειδείς- πέφτουν πάνω στην επιφάνεια της Σελήνης με απίστευτα μεγάλες ταχύτητες, δημιουργούν αστραπιαίες λάμψεις φωτός που είναι ορατές από τη Γη. Τώρα, για πρώτη φορά, η Δρ Χρύσα Αβδελίδου του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), μέτρησε τη θερμοκρασία αυτών των καυτών λάμψεων, χρησιμοποιώντας ένα ελληνικό τηλεσκόπιο.

Η ανακάλυψη θα βοηθήσει τους επιστήμονες να μάθουν περισσότερα πράγματα για τα αντικείμενα που πέφτουν στη Γη και πώς μπορεί να επηρεασθούν οι δορυφόροι. Ουσιαστικά, χάρη στο NELIOTA, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν το φεγγάρι ως ένα γιγάντιο εργαστήριο για τη μελέτη των προσκρούσεων σωμάτων και των λάμψεων που αυτά παράγουν.

Η ESA παρακολουθεί τα ουράνια αντικείμενα (Νear-Εarth Οbjects ή NEOs), δηλαδή τους αστεροειδείς, κομήτες και μετεωρίτες, που μπορεί να πέσουν στη Γη. Για το σκοπό αυτό, μελετά τη συχνότητα και την κατανομή της πτώσης των μετεωριτών και άλλων τέτοιων μικρών αντικειμένων στην επιφάνεια της γειτονικής Σελήνης. Οι επιστήμονες, με τη βοήθεια του NELIOTA, θέλουν να μάθουν πόσο συχνά πέφτουν τέτοια σώματα και πόσο απειλητικά μπορεί να γίνουν για ένα δορυφόρο σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη ή για μια μελλοντική διαστημική αποστολή της ESA.

Τέτοια μετέωρα και μικροί αστεροειδείς που πέφτουν στη Γη, καίγονται στην προστατευτική ατμόσφαιρά της δημιουργώντας «πεφταστέρια», κάτι που όμως δεν συμβαίνει στο φεγγάρι, το οποίο έχει μόνο ένα υπερβολικά λεπτό στρώμα αερίων γύρω του. Χωρίς μια πυκνή ατμόσφαιρα να επιβραδύνει τα μετέωρα, τα οποία ζυγίζουν από μερικά γραμμάρια έως μερικά κιλά, αυτά χτυπούν τη Σελήνη με ταχύτητα 20 έως 70 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, αφήνοντας μια στιγμιαία λάμψη. 

Η Δρ Χρύσα Αβδελίδου, η οποία έκανε σχετική ανακοίνωση στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στη Γιούτα, υπολόγισε ότι οι θερμοκρασίες των λάμψεων από τις προσκρούσεις είναι μεταξύ των 1.700 και 3.700 βαθμών Κέλβιν (κατά προσέγγιση 1.425 έως 3.430 βαθμούς Κελσίου). Η μέτρηση της θερμοκρασίας της λάμψης επιτρέπει να υπολογισθεί η μάζα και άρα το μέγεθος του σώματος που έπεσε στη Σελήνη. Οι έως τώρα παρατηρήσεις της συμφωνούν με τις θεωρητικές μελέτες, όπως δήλωσε στο Αθηναϊκό και Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων.

Το NELIOTA στο Κρυονέρι

Το πρόγραμμα NELIOTA (Near-earth object Lunar Impacts and Optical TrAnsients) ξεκίνησε φέτος τον Μάρτιο, χρησιμοποιώντας το αναβαθμισμένο διαμέτρου 1,2 μέτρων τηλεσκόπιο του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών σε υψόμετρο 900 μέτρων, στο όρος Κυλλήνη Κορινθίας (με επιστημονική υπεύθυνη την Άλκηστη Μπονάνου) για να παρατηρεί σε δύο μήκη κύματος τις διάσπαρτες αμυδρές λάμψεις πάνω στη Σελήνη.

Το τηλεσκόπιο διαχωρίζει το εισερχόμενο από τη Σελήνη φως σε δύο κατευθύνσεις και χρησιμοποιεί δύο ψηφιακές κάμερες τελευταίας τεχνολογίας για την καταγραφή των δεδομένων με ταχύτητα 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Ένα αυτοματοποιημένο λογισμικό αναλύει το βίντεο της παρατήρησης και εντοπίζει τις τυχόν λάμψεις στην επιφάνεια της Σελήνης. Οι κάμερες είναι εφοδιασμένες με κατάλληλα φίλτρα, που επιτρέπουν την εκτίμηση της θερμοκρασίας των λάμψεων της πρόσκρουσης.

Το τηλεσκόπιο έχει ήδη καταγράψει 22 τέτοια συμβάντα και σε αυτά βασίσθηκαν οι αναλύσεις της Δρ Αβδελίδου. «Το τηλεσκόπιο έχει δύο μάτια: το ένα παρατηρεί στο ερυθρό φως και το άλλο στο υπέρυθρο. Συνδυάζοντας τα δεδομένα από τις δύο κάμερες, μπορούμε να μετρήσουμε τη θερμοκρασία των σεληνιακών λάμψεων, πράγμα που κάναμε για πρώτη φορά», εξηγεί. Οι λάμψεις αυτές διαρκούν ελάχιστα, από 43 έως 182 χιλιοστά του δευτερολέπτου, καθώς το σημείο της πρόσκρουσης παραμένει καυτό για λίγο ακόμη, αφότου η ορατή λάμψη έχει πια σβήσει.

«Γνωρίζοντας τη θερμοκρασία», προσθέτει, «μπορούμε καλύτερα να εκτιμήσουμε την πυκνότητα του προσκρούοντος σώματος, πράγμα που μας δίνει ενδείξεις σχετικά με την προέλευσή του. Προέρχεται από αστεροειδείς ή από κομήτες; Εφόσον αυτοί οι δύο έχουν διαφορετική σύνθεση και πυκνότητα, οι μετρήσεις που κάνουμε, μας βοηθούν να απαντήσουμε στο ερώτημα αυτό».

Ένα άλλο μυστήριο που ελπίζουν να λύσουν οι επιστήμονες μέσω του NELIOTA, είναι ο φυσικός μηχανισμός που παράγει τις σελήνιακές λάμψεις. «Ελπίζουμε ότι τα νέα δεδομένα, που είναι ελεύθερα διαθέσιμα για όλη την επιστημονική κοινότητα, θα μας βοηθήσουν να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για το τι συμβαίνει, όταν ένα σώμα από αστεροειδή χτυπά τη Σελήνη με τέτοια μεγάλη ταχύτητα και πώς η ενέργειά του κατανέμεται», λέει η ελληνίδα ερευνήτρια.

Συνεργασία με το LRO της NASA

Παράλληλα, χρησιμοποιεί τα στοιχεία του δορυφόρου Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) της NASA για να προσδιορίσει τη σύνθεση κάθε σώματος που πέφτει στη Σελήνη. Τα στοιχεία του LRO και του NELIOTA μπορούν να συνδυασθούν για να εντοπισθούν τα σημεία όπου έχουν συμβεί μεγάλες προσκρούσεις.

«Το επόμενο βήμα της δουλειάς μου», λέει η Δρ Αβδελίδου, «είναι να βρω αυτούς τους κρατήρες και είμαι ήδη σε επικοινωνία με συναδέλφους από την Αμερική, οι οποίοι εργάζονται πάνω στα δεδομένα της αμερικανικής αποστολής LRO, που φωτογραφίζει την επιφάνεια της Σελήνης».

Στο μεταξύ, έχει επεκτείνει τη μελέτη των λάμψεων από τις προσκρούσεις μέσω προσομοίωσής τους στο εργαστήριο. Η Δρ Αβδελίδου είναι επισκέπτρια ερευνήτρια στο Κέντρο Αστροφυσικής και Πλανητικής Επιστήμης του Πανεπιστημίου του Κεντ στο Καντέρμπουρι, όπου -σε συνεργασία με τον Δρ Μαρκ Πράις- χρησιμοποεί ένα υλικό που είναι ανάλογο της επιφάνειας της Σελήνης. Με ένα «όπλo» εκτοξεύει μικρά βλήματα βασάλτη, με ταχύτητες 0,5 έως 6 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο, και μετά καταγράφει το παραγόμενο φως της λάμψης.

ΑΠΕ-ΜΠΕ, in.gr