UPERNOVA: Τα βεγγαλικά του Σύμπαντος, πηγή ζωής 

Η ονομασία supernova οφείλεται στον αστροφυσικό Fritz Zwicky, που υπηρετούσε τη δεκαετία του 1930 στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της  Καλιφόρνιας (Calteck). Ο Zwicky είχε απαίσιο χαρακτήρα, με αποτέλεσμα να μην τον συναναστρέφεται κανείς από τους συναδέλφους του και οι ικανότητές του στη φυσική αμφισβητούνταν σοβαρά. Είχε όμως ένα μεγάλο χάρισμα, διέθετε εκπληκτική διαίσθηση.

Στις  αρχές της  δεκαετίας του 1930 άρχισε να ασχολείται με ένα πρόβλημα που ικανότεροι συνάδελφοί του μελετούσαν από χρόνια, χωρίς να κατορθώσουν να το λύσουν : τα φωτεινά σημεία που κατά καιρούς εμφανίζονταν στον ουρανό, ανάμεσα στα αστέρια, και εξαφανίζονταν στη συνέχεια. Επειδή ο James Chadwick στην Αγγλία είχε μόλις ανακαλύψει το νετρόνιο, ο Zwicky σκέφθηκε μήπως μπορούσε να δώσει μια εξήγηση μέσω του νετρονίου. Αν δηλαδή ένας αστέρας πεθαίνοντας συμπυκνωνόταν τόσο πολύ, όσο πυκνός ήταν ο πυρήνας του, τα άτομα θα συνθλίβονταν μεταξύ τους και τα ηλεκτρόνια θα εισέβαλλαν στον πυρήνα σχηματίζοντας, με τα θετικά φορτισμένα σωματίδιά του, νετρόνια, θα γινόταν δηλαδή  ένας αστέρας νετρονίων.

Η ιδέα ήταν μεγαλοφυής. Ο αστέρας νετρονίων έχει ασύλληπτη πυκνότητα. Ενα κυβικό εκατοστό αυτού του αστέρα ζυγίζει  πάνω από 30 δισεκατομμύρια κιλά. Με την κατάρρευση ενός αστέρα νετρονίων η ενέργεια που θα περίσσευε θα ήταν τόσο μεγάλη που θα πραγματοποιούσε τη μεγαλύτερη δυνατή έκρηξη στο Σύμπαν. Αυτή την έκρηξη ο Zwicky την ονόμασε supernova (υπερκαινοφανή).

O Zwicky και ο συνεργάτης του Baade δημοσίευσαν τον Ιανουάριο του 1934 στο περιοδικό Physical Review μια πολύ περιεκτική σύνοψη της διάλεξης που είχαν δώσει στο Στάνφορντ. Στη δημοσίευση υπήρχαν  πολύ περιληπτικά εξαιρετικές, νέες επιστημονικές ανακαλύψεις, όπως η πρώτη αναφορά στη σουπερνόβα και τους  αστέρες νετρονίων, ο τρόπος σχηματισμού  τους, η κλίμακα της εκρηκτικότητάς τους  κ.λπ. Στο τέλος της δημοσίευσης οι επιστήμονες συνέδεαν τις εκρήξεις των υπερκαινοφανών με την μυστηριώδη κοσμική ακτινοβολία που μόλις πριν λίγο καιρό είχε διαπιστωθεί πως κατέκλυζε το Σύμπαν. Η εργασία αυτή των Zwicky και  Baade περιείχε τόσα νέα στοιχεία για την επιστήμη της κοσμολογίας που ο αστροφυσικός  του  Calteck Kip Thorne  τη χαρακτήρισε ως «ένα από τα σημαντικότερα  κείμενα της  φυσικής  και  της  αστρονομίας». Συμπλήρωσε όμως πως ο Zwicky «δεν κατανοούσε αρκετά τους νόμους της φυσικής ώστε να μπορεί να θέσει σε εφαρμογή τις ιδέες του». Ο Thorne είχε δίκιο, γιατί ο Zwicky δεν μπόρεσε να συλλάβει πως όταν ο αστέρας γίνει τόσο συμπαγής, όσο ένας αστέρας νετρονίων, η βαρυτική δύναμη είναι τόσο ισχυρή που ούτε το φως δεν μπορεί να εισχωρήσει και είναι πια μια μαύρη τρύπα.

Οι ιδέες του Zwicky  δεν κίνησαν την προσοχή των συναδέλφων του, γιατί όπως είπαμε, δεν του είχαν καμιά εκτίμηση. Ακόμη και όταν  πέντε χρόνια αργότερα ο μέγας Robert Oppen heimer ασχολήθηκε με τους αστέρες νετρονίων, δεν ανέφερε καθόλου την εργασία των Zwicky και Baade, παρ’ όλο που αυτοί εργάζονταν σε διπλανό του γραφείο.

Η ανακάλυψη – με τηλεσκόπιο – της έκρηξης ενός  υπερκαινοφανούς είναι πολύ δύσκολη εργασία. Οι αστέρες ζουν πολλά δισεκατομμύρια χρόνια αλλά πεθαίνουν μόνο μια φορά και αφάνταστα γρήγορα. Οι περισσότεροι σβήνουν ταπεινά και απλώς χάνονται. Ελάχιστοι έχουν το βασιλικό προνόμιο να εκρήγνυνται όπως οι υπερκαινοφανείς,καταυγάζοντας το στερέωμα με εκτυφλωτική λάμψη και λούζοντας, έστω για λίγο, με θεϊκά πυροτεχνήματα τα αστέρια του γαλαξία.

Αντίθετα από ό,τι πιστεύει ο κόσμος, οι αστρονόμοι δεν σαρώνουν τον ουρανό με τα τηλεσκόπιά τους. Τα τηλεσκόπια είναι πολύ δυσκίνητες μηχανές που παίρνουν πολύ ώρα για να συντονισθούν. Συνήθως σκοπεύουν ορισμένο κομμάτι του  διαστήματος . Αυτή είναι η αιτία που μέχρι το 1980 είχαν ανιχνευθεί λιγότεροι από 60 υπερκαινοφανείς. Το 1987 ο Saul Perlmutter στο  Lawrence Berkeley εφάρμοσε συσκευές φορτισμένου ζεύγους, δηλαδή υψηλής ποιότητας ψηφιακές κάμερες, στο τηλεσκόπιο. Οι κάμερες σαρώνουν το στερέωμα επί εικοσιτετραώρου βάσεως. Τραβούν χιλιάδες φωτογραφίες και οι υπολογιστές επιλέγουν τα (ελάχιστα) φωτεινότερα σημάδια στις φωτογραφίες, που εντοπίζουν την παρουσία υπερκαινοφανών.

Ο κοσμολόγος Fred Hoyle, ο επιστήμων που ονόμασε ειρωνικά την αρχή του Σύμπαντος Big Bang, ήταν εκείνος που συνειδητοποίησε πως  για να παραχθούν τα βαρύτερα του υδρογόνου και του ηλίου στοιχεία (άνθρακας, σίδηρος κ.λ.π.), τα απαραίτητα για τη δημιουργία της  ζωής,  απαιτούνταν θερμοκρασίες πολύ υψηλότερες από αυτές του πυρήνα των αστέρων. Τότε έστρεψε τις έρευνές του στους υπερκαινοφανείς. Οι ποσότητες ενέργειας που απελευθερώνονται κατά την έκρηξή τους δημιουργούν θερμοκρασίες πάνω από 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, προκαλώντας τις πυρηνικές συντήξεις που γεννούν τα βαρέα χημικά στοιχεία, τα στοιχεία της ζωής.

Ο Hoyle σε συνεργασία με άλλους, το 1957, έδειξε πώς δημιουργούνται τα βαρύτερα στοιχεία, μέσω των εκρήξεων supernova. Ενας από τους συνεργάτες του, οW.A. Fowler, τιμήθηκε γι’ αυτή την ανακάλυψη με το βραβείο Nobel. Το όνομα του Fred Hoyle δεν αναφέρθηκε πουθενά!

Πηγή : Bill Bryson: «A Short History of Nearly Everything», 2003, by Bill Bryson.

ΝΟΜΠΕΛΗ ΦΙΛΙΩ