Βραβεύτηκε με το βραβείο Rossi η Χρύσα Κουβελιώτου

Από σελίδα της NASA, 15 Ιανουαρίου 2003

Τρεις επιστήμονες κέρδισαν το φετινό Βραβείο Bruno Rossi, που απονέμεται από το Τμήμα Αστροφυσικής Υψηλής Ενέργειας της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας (AAS), για την θεμελιώδη εργασία τους πάνω στον προσδιορισμό των magnetars, τα εξωτικά αστέρια με τα πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία.

Οι τρεις επιστήμονες που μοιράστηκαν το βραβείο είναι ο Robert Duncan και ο Christopher Thompson, που πρόβλεψαν την ύπαρξη των magnetars και τους έδωσαν αυτό το όνομα, και η Χρύσα Κουβελιώτου, η οποία έδωσε τα πρώτα παρατηρητικά στοιχεία.

Ο Duncan είναι αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν. Ο Thomson είναι στο Καναδικό ίδρυμα για τη Θεωρητική Αστροφυσική στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο. Μαζί έβαλαν τη θεωρητική προκαταρκτική εργασία για το magnetar από το 1992. Το magnetar, θεώρησαν, θα ήταν ένα γρήγορα περιστρεφόμενο άστρο νετρονίων με ένα μαγνητικό πεδίο πάνω από εκατό τρισεκατομμύρια φορές ισχυρότερο από το μαγνητικό πεδίο του ήλιου και της Γης.  Το άστρο νετρονίων είναι ο συμπαγής, παραμένων πυρήνας από ένα άστρο που ήταν μεγαλύτερο από τον ήλιο, που στο τέλος της ζωής του εξερράγη σαν ένα γεγονός σουπερνόβα.

Όταν εκπέμπουν παλμούς μπορούν σ' ένα μόνο δευτερόλεπτο να ελευθερώνουν τόση ενέργεια όσο παράγει ο Ήλιος μας σε ένα χρόνο. Οι αστρονόμοι υποπτεύονται πως τέτοιες κολοσσιαίες ενέργειες σχετίζονται με την έντονη βαρύτητα ενός αστέρα νετρονίων.

Για πρώτη φορά, χωρίς όμως οι επιστήμονες να γνωρίζουν την πηγή των ακτίνων γάμμα, καταγράφηκε μια βίαιη έκρηξη (κύμα) ακτίνων-γ από ένα σοβιετικό διαστημόπλοιο το 1967.  Μέχρι το 1997 η εξήγηση παρέμεινε άγνωστη.

Για τις εργασίες της η τρίτη βραβευθείσα Χρύσα Κουβελιώτου, που εργάζεται στο Εθνικό Διαστημικό Κέντρο Επιστήμης και Τεχνολογίας (NSSTC) της NASA, χρησιμοποίησε το διαστημικό παρατηρητήριο ακτίνων-Χ Rossi της NASA και τον Ιαπωνικό Δορυφόρος για τη Κοσμολογία και Αστροφυσική.

Η Κουβελιώτου βρήκε μαζί με τους συναδέλφους της, ότι ένα άστρο νετρονίων που μελετούσαν επιβραδυνόταν ακριβώς με τον ίδιο ρυθμό που απαιτείται για ένα μαγνητικό πεδίο 800 τρισεκατομμυρίων Gauss -- του ίδιου μεγέθους που πρόβλεψαν οι Duncan και Thompson. Για σύγκριση το γήινο μαγνητικό πεδίο είναι για μισό Gaus. Είναι τόσο ισχυρό, που σε απόσταση 200.000 χιλιομέτρων μπορεί να σβήσει το μαγνητικό περιεχόμενο μιας πιστωτικής κάρτας.

Η Κουβελιώτου έχει προσδιορίσει από τότε αρκετούς ακόμα magnetars, που επίσης χαρακτηρίστηκαν ως Επαναλήπτες Μαλακών Ακτίνων-γ (Soft Gamma-ray Repeaters), επειδή ελευθερώνουν παλμούς ακτίνων γάμμα. Οι επιστήμονες επίσης έχουν βρει ότι Ανώμαλα Πάλσαρ Ακτίνων-X, που ελευθερώνουν παλμούς ακτίνων Χ, είναι επίσης magnetars.

Στις 28 Φεβρουαρίου 1997, η Ελληνίδα αστροφυσικός Χρύσα Κουβελιώτου  αξιοποιώντας με εκπληκτική ταχύτητα τα δεδομένα που έστελνε ο δορυφόρος BeppoSAX, μια διεθνής ερευνητική ομάδα (που είχαν δημιουργήσει αυτή και ο σύζυγός της, Ολλανδός αστροφυσικός Jan van Paradijs του Πανεπιστημίου του Amsterdam ), κατάφερε να καταγράψει μια έκρηξη ακτίνων-γ - GRB - 970228 (ο αριθμός είναι απλά η ημερομηνία) μια λάμψη που έσβηνε αργά σε οπτικά μήκη κύματος.

Λίγους μήνες αργότερα, το αστεροσκοπείο Keck, στη Χαβάη, έπαιρνε το οπτικό φάσμα μίας ακόμα έκλαμψης. Δε χωρούσε αμφιβολία: τα GRB βρίσκονταν πολύ μακριά από τον γαλαξία μας, κι είχαν τεράστια ενέργεια.

Τα συγκρουόμενα μαγνητικά πεδία -- που επιβραδύνουν την περιστροφή του αστεριού και είναι η αιτία η επιφάνεια περιοδικά να κάνει ρωγμή -- είναι πιθανά η αιτία που έχει ένα magnetar την ασυνήθιστη ακτινοβολία.

Το βραβείο αυτό απονέμεται κάθε χρόνο προς τιμή του καθηγητή Bruno Rossi, μια αυθεντία των κοσμικών ακτίνων με τις οποίες ασχολήθηκε και πειραματίστηκε στο εργαστήριο Los Alamos και στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης, που έδωσε τη γέννηση στο πεδίο της αστρονομίας των ακτίνων-X. Το βραβείο Rossi περιλαμβάνει επίσης ένα βραβείο 1.500 δολαρίων.

Αστέρες νετρονίων

Τα άστρα νετρονίων ως επί το πλείστον δημιουργούνται από ύλη τεράστιας πυκνότητας που συμπεριφέρεται σαν σαν υγρό, πλήρως ιοντισμένα, που έχουν ένα φλοιό σταθερό, πάχους περίπου δύο χιλιόμετρα, αποτελούμενους από νετρόνια.

Η δημιουργία τους σαν αστέρες νετρονίων γίνεται μετά την εξάντληση των πυρηνικών τους καυσίμων και κάτω από την επίδραση της τεράστιας βαρύτητας οι πυρήνες πλησιάζουν τόσο πολύ που εφάπτονται. Στην κατάσταση αυτή τα ηλεκτρόνια βρίσκουν 'στέγη' μέσα στους πυρήνες, όπου ενώνονται με τα πρωτόνια φτιάχνουν νετρόνια και νετρίνα. Τα τελευταία φεύγουν από τον αστέρα που έτσι αποτελείται κυρίως από νετρόνια.

Στους 'συνηθισμένους' αστέρες νετρονίων ο φλοιός είναι σταθερός. Στους 'magnetars' όμως ο φλοιός συμπιέζεται από κολοσσιαίες δυνάμεις του μαγνητικού πεδίου.

Οι σεισμοί των αστέρων τραντάζουν τον αστέρα νετρονίων προξενώντας μικρούς κυματισμούς στο μαγνητικό πεδίο.

Κατά την περιστροφή τους εκπέμπουν ακτινοβολία από το άστρο με μεγάλη βιαιότητα. Οι αστρονόμοι τα ονομάζουν Soft Gamma Repeaters.