Γκέμινγκα

Ο Γκέμινγκα (Geminga) ή 2CG 195+04 ή PSR J0633+1746 είναι ένα πάλσαρ (Pulsar), δηλαδή ένας ταχύτατα περιστρεφόμενος και παλλόμενος αστέρας νετρονίων. Είναι μάλιστα ένας από τους πλησιέστερους στη Γη (μάλλον ο δεύτερος κοντινότερος μετά τον PSR J0108-1431), με μία απόσταση που υπολογίζεται σήμερα στα περίπου 250 παρσέκ. Βρίσκεται στον αστερισμό Δίδυμοι, πράγμα διαφαινόμενο και από την ονομασία του, που αποτελεί σύντμηση των λέξεων «Gemini gamma-ray source» = «πηγή ακτίνων γ των Διδύμων», επιλεγμένη έτσι ώστε να ταυτίζεται με την έκφραση «gh'è minga», η οποία στη λομβαρδική διάλεκτο του Μιλάνου σημαίνει «αυτή που δεν είναι εκεί». Η θέση του Γκέμινγκα είναι στο νοτιοδυτικό μέρος του αστερισμού, προς την πλευρά του Ωρίωνα, και τον εμφανίζει κοντά στον αστέρα γ Διδύμων, ο οποίος ωστόσο στον χώρο βρίσκεται περίπου τρεις φορές πλησιέστερα στη Γη.

Γκέμινγκα (Geminga)

Είδος	αστέρας νετρονίων
Αστερισμός	Δίδυμοι
Συντεταγμένες (εποχή 2000.0):	α = 6h:33m:54s , δ = +17°.46΄13΄΄
Φαινόμενο μέγεθος	25,5
Φασματικός τύπος	πάλσαρ
Απόσταση από τη Γη	815 έτη φωτός

Ως πηγή ακτίνων γ

Η φύση του Γκέμινγκα παρέμενε άγνωστη επί 20 χρόνια μετά την ανακάλυψή του από τον δεύτερο «Μικρό Αστρονομικό Δορυφόρο» (SAS-2) της NASA. Συγκεκριμένα, ανακαλύφθηκαν από τον SAS-2 τρεις σημειακές πηγές ακτίνων γ που εξέπεμπαν κατά παλμούς, οι δύο από τις οποίες ταυτοποιήθηκαν γρήγορα: ήταν δύο ήδη γνωστοί πάλσαρ. Η τρίτη σημειακή πηγή όμως παρέμενε ασύνδετη με οποιοδήποτε ήδη γνωστό σώμα. Η ακτινοβολία του παρουσίαζε απίστευτη ένταση. Ενώ η κατανομή του εμφανίζει μέγιστο για τα φωτόνια ενέργειας στη ζώνη των 100 ως 200 εκατομμυρίων eV αποτελεί συγχρόνως τη δεύτερη σε ισχύ ουράνια πηγή φωτονίων με ενέργειες στη ζώνη των GeV (δισεκατομμυρίων eV), όπως φαίνεται πάντα από τη θέση της Γης.

Η θέση του Γκέμινγκα στον Γαλαξία (άκρο δεξιά). Πηγή: NASA/DOE/International LAT Team.

Το 1975 εκτοξεύθηκε ο πρώτος ευρωπαϊκός δορυφόρος αστρονομίας ακτίνων γ, ο COS B. Από τα 7 χρόνια λειτουργίας του, οι 5 μήνες αφιερώθηκαν στην παρατήρηση αυτού και μόνο του μυστηριώδους αντικειμένου. Η θέση του ανακαλύφθηκε με ακρίβεια μισής μοίρας, βρισκόταν επομένως σε μια συγκεκριμένη περιοχή του ουρανού ίση με εκείνη που καλύπτει ο δίσκος της Σελήνης. Μέσα στο οπτικό αυτό πεδίο περιέχονται πολλές χιλιάδες άστρα του Γαλαξία μας και η αναζήτηση ενός που θα σχετιζόταν ίσως με την πηγή θα ήταν σχεδόν αδύνατη. Ευτυχώς, υπήρχαν ήδη μερικές πρώτες ενδείξεις που ωθούσαν την έρευνα προς την κατεύθυνση των πάλσαρ. Πράγματι, με τις παρατηρήσεις του COS B από τα 50 MeV έως τα 5 GeV, διαπιστώθηκε εκτός των άλλων και ότι το φάσμα της πηγής γ παρουσιάζει χαρακτηριστικά παρόμοια με εκείνα του φάσματος ακτίνων γ του πάλσαρ των Ιστίων (Vela Pulsar ή PSR 0833-45): αξιοσημείωτη σταθερότητα πάνω από τα 300 MeV με ένταση που μειώνεται καθώς αυξάνει η ενέργεια Ε σύμφωνα με την προσεγγιστική σχέση 1/Ε2. Στις χαμηλότερες ενέργειες πάλι, αμφότερες οι πηγές είναι ελαφρά μεταβλητές. Η παράλληλη φασματική συμπεριφορά της ακτινοβολίας υποδεικνύει ότι προκαλείται από κοινό και για τις δύο πηγές μηχανισμό.

Με βάση τα παραπάνω δεδομένα, παρουσιαζόταν η δυνατότητα για την ανίχνευση της πηγής γ σε άλλες περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, όπως το ορατό φως ή τα ραδιοκύματα. Η προοπτική κίνησε το ενδιαφέρον μιας ομάδας συνεργαζόμενων αστροφυσικών του Μιλάνου, αποτελούμενης από τους Giovanni Bignami, Patrizia Caraveo και Sandro Mereghetti. Ξεκίνησαν δοκιμάζοντας να συσχετίσουν την πηγή των ακτίνων γ με κάποιο ορατό αστέρα. Οι πλάκες του τηλεσκοπίου Σμιτ των 122 cm στο Αστεροσκοπείο του Πάλομαρ καλύπτουν φωτογραφικά το σύνολο του στερεώματος μέχρι το 20ό μέγεθος. Η εξέτασή τους όμως δεν απέδωσε καρπούς, παρά το γεγονός ότι έγινε με κάθε προσοχή. Η απόπειρα να ανιχνευθεί η πηγή στα ραδιοκύματα δεν σημείωσε μεγαλύτερη επιτυχία. Σε αυτό οφείλεται και η παράδοση η σχετική με την προέλευση του ονόματος με το οποίο είναι γνωστή η πηγή, που προαναφέρθηκε στην εισαγωγή: «Gh’ e minga» = «η απούσα».

Ως πηγή ακτίνων Χ

Ο αμερικανικός δορυφόρος αστρονομικής έρευνας στις ακτίνες Χ Αϊνστάιν εξέταζε ήδη από το 1979 το στερέωμα με ισχυρότερα μέσα. Η διακριτική του ικανότητα, εξαιτίας όχι τόσο της τεχνολογικής προόδου όσο των μεγαλύτερων αριθμών φωτονίων στις ακτίνες Χ, ήταν 500 φορές καλύτερη από εκείνη του COS B. Μόλις οι αστροφυσικοί είχαν την ιδέα και τον χρησιμοποίησαν για τον εντοπισμό του Γκέμινγκα, μέσα σε λιγότερο από 200 λεπτά συλλογής φωτονίων ακτίνων Χ το 1983, βρέθηκαν στην περιοχή 4 πηγές. Οι δύο ταυτοποιήθηκαν ως αστέρες του Γαλαξία και η τρίτη ως ένας μακρινός γαλαξίας. Η τέταρτη, που ήταν η ισχυρότερη και σημειακή, δεν αντιστοιχούσε σε τίποτα. Πήρε το τυπικό όνομα 1E 0630+178, που υποδηλώνει τις συντεταγμένες του. Ταυτιζόταν άραγε η πηγή 1E 0630+178 με τον Γκέμινγκα; Εάν αυτό συνέβαινε πράγματι, θα έπρεπε να δεχθούν ότι το αντικείμενο εκπέμπει χίλιες φορές περισσότερη ενέργεια στις ακτίνες γ απ’ ό,τι στις ακτίνες Χ και περίπου 1800 φορές τουλάχιστον περισσότερη ενέργεια στις ακτίνες Χ απ’ ό,τι στο ορατό φως.

Η παράδοξη αυτή κατάσταση είχε πάντως ένα λογικό συμπέρασμα: Η συνύπαρξη μιας πολύ ισχυρής πηγής ακτίνων γ με μια επίσης ισχυρή πηγή ακτίνων Χ, σε συνδυασμό με την παράλληλη απουσία ανιχνεύσιμου ορατού φωτός, συνιστά μια χονδροειδή ένδειξη για τη μορφή του φάσματος του αντικειμένου και υποδεικνύει ότι είναι πολύ θερμό, με θερμοκρασίες μεγαλύτερες του ενός εκατομμυρίου K στην επιφάνειά του. Από όλα τα είδη αστρονομικών σωμάτων, οι πάλσαρ αντιστοιχούν καλύτερα στη στοιχειώδη αυτή περιγραφή. Στην περίπτωση αυτή δεν ανιχνευόταν εκπομπή ραδιοκυμάτων (ούτε καν με το υπερευαίσθητο ραδιοαστεροσκοπείο VLA), στην οποία να ανακαλυφθούν οι χαρακτηριστικοί ταχείς παλμοί που δημιουργεί η περιστροφή αυτών των σωμάτων. Οι ακτίνες Χ όμως φαίνονταν να παρουσιάζουν σαφώς μια περιοδικότητα σχεδόν ενός λεπτού. Επιπλέον, η ίδια περιοδικότητα έδειχνε να αναπαράγεται και στις ακτίνες γ. Κατά τα επόμενα έτη, 1984 και 1985, ο ευρωπαϊκός τεχνητός δορυφόρος EXOSAT επέτρεψε ακριβέστερες παρατηρήσεις στις ακτίνες Χ, οι οποίες ενίσχυσαν τα παραπάνω δεδομένα. Επίσης, η μορφή του φάσματος των ακτίνων Χ υποδηλώνει ότι η απορρόφησή τους από τη μεσοαστρική ύλη είναι εξαιρετικά ασθενής, πράγμα που σημαίνει ότι βρισκόμαστε πολύ κοντά στην πηγή τους. Ωστόσο μια δυσκολία αρκετά σοβαρή εξακολουθεί να υφίσταται: Αν ο Γκέμινγκα συναποτελεί με την πηγή ακτίνων Χ 1E 0630+178 ένα πάλσαρ, δηλαδή το υπόλειμμα από μια έκρηξη ενός προϊστορικού υπερκαινοφανούς αστέρα, τότε γιατί δεν έχουν παρατηρηθεί τα άλλα παράγωγα προϊόντα που δημιούργησε η έκρηξη και τα οποία στις περιπτώσεις αυτές σχηματίζουν συνήθως ένα φωτεινό διαστελλόμενο νεφέλωμα;

Παρόλα αυτά, τα πράγματα έμοιαζαν να βαδίζουν προς τη λύση τους. Οι χαμηλής ενέργειας και μεγάλου εύρους παλμοί εκπομπής ακτίνων Χ από τον 1E 0630+178 φέρνουν πράγματι στον νου τη θερμική εκπομπή του πάλσαρ των Ιστίων, που προέρχεται πιθανώς από την επιφάνεια του σώματος. Η ταύτιση όμως των πηγών ακτίνων Χ και γ δεν ήταν δυνατό να θεωρείται οριστική όσο οι αστρονόμοι δεν την είχαν ολοκληρώσει με την ανακάλυψη του Γκέμινγκα και στο ορατό φως, κάτι που δεν άργησε να πραγματοποιηθεί.

Ταυτοποίηση του οπτικού αντιστοίχου

Η ανάπτυξη ανιχνευτών φωτός CCD έδωσε την ευκαιρία για την οπτική ανίχνευση και των πηγών των Διδύμων. Πράγματι, μια από τις πρώτες κάμερες CCD επέτρεψε τελικά την ανακάλυψη του οπτικού αντίστοιχου του Γκέμινγκα. Τη χρησιμοποίησαν από κοινού ο φυσικός υψηλών ενεργειών και αστροφυσικός Ζακ Πωλ και η ομάδα του Μιλάνου πάνω στο γαλλοκαναδικό τηλεσκόπιο στη Χαβάη. Αρχικά ανακάλυψαν έναν αστέρα με φαινόμενο μέγεθος 21, στα τέλη του 1983 και του έδωσαν το όνομα G. Γρήγορα όμως κατάλαβαν ότι ήταν υπερβολικά ψυχρός ώστε να συνιστά καλό υποψήφιο. Αλλά στις 7 Ιανουαρίου 1984 η έρευνα αποδείχθηκε απίστευτα αποδοτική. Με τα λόγια του Ζακ Πωλ: «Μέσα σε μια και μόνη εξαιρετικά καλή νύκτα είχαμε σαρώσει τη σχετική περιοχή και είχαμε πιάσει στο δίχτυ μας τρία φωτεινά σημεία...» Το λαμπρότερο ήταν το G. Να είναι ο Γκέμινγκα το ένα από τα υπόλοιπα δύο; Μέσα στην αμφιβολία τα βαπτίζουν G΄ και G΄΄. Μια νέα παρατήρηση, που έλαβε χώρα τον Ιανουάριο 1987 με τη βοήθεια της προόδου των τεχνικών ως προς την απεικόνιση, επιβεβαίωσε την ύπαρξη των φωτεινών σημείων και ανέδειξε το G΄΄ ως τον καλύτερο υποψήφιο.

Το σοβαρότερο σημείο υπέρ του G΄΄ είναι το κυανοπράσινο χρώμα του, τελείως συμβατό με την ακτινοβολία υψηλής ενέργειας που χαρακτηρίζει τον Γκέμινγκα. Εξάλλου το φάσμα του δεν εμφανίζει τη μορφή μιας κλασικής θερμικής εκπομπής, όπως εκείνο ενός συνηθισμένου αστέρα, αλλά προσεγγίζει περισσότερο την ακτινοβολία που προβλέπεται για έναν αστέρα νετρονίων (του οποίου η παρατηρησιακή εικόνα είναι ένας πάλσαρ) στερούμενος εξωτερικού θύλακα αερίου. Αλλά το G΄΄ είναι ένας αστέρας τρομακτικά αμυδρός. Το φαινόμενο μέγεθός του είναι 25,5 και σημαίνει ότι λάμπει 100 εκατομμύρια φορές ασθενέστερα από το αμυδρότερο αντικείμενο που είναι ορατό με γυμνό μάτι. Οι αστρονόμοι βρέθηκαν στο ακραίο όριο των δυνατοτήτων των οργάνων τους και η καινούργια πραγματικότητα που ξεπρόβαλε από την οπτική πλευρά του φάσματος ήταν κάπως φευγαλέα όσον αφορά την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικών με την ακριβή φύση της πηγής. Εκεί όμως που δεν υπάρχει αμφιβολία είναι η αξία του συνδυασμού των πρώτων οπτικών παρατηρήσεων με εκείνες που πραγματοποιήθηκαν σχεδόν 9 έτη αργότερα.

Συγκεκριμένα, στις 5 Νοεμβρίου 1992 ο Αλαίν Σμετ (A. Smette) είχε χρησιμοποιήσει το Τηλεσκόπιο Νέας Τεχνολογίας (NTT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (ESO) στην κορυφή Λα Σίγια των χιλιανών `Ανδεων, παίρνοντας 10 εικόνες με έκθεση 15 λεπτών για την καθεμιά κάτω από θαυμάσιες συνθήκες. Αφού τις υπέβαλε στη συνηθισμένη επεξεργασία, πρόσεξε ότι κάτι έμοιαζε να έχει μεταβληθεί σε σχέση με εικόνες από προηγούμενα έτη. Αμέσως τα δεδομένα μεταδόθηκαν δορυφορικά στο Μιλάνο. Η σύγκριση με τις εικόνες του 1984 και του 1987 έδειξε καθαρά ότι το G΄΄ είχε μετακινηθεί προς τα βορειοανατολικά κατά 1,5 δευτερόλεπτο του τόξου από την εποχή των πρώτων εικόνων της Χαβάης. Καθώς η έκρηξη ενός αστέρα σε υπερκαινοφανή δεν μπορεί να είναι ποτέ εντελώς συμμετρική προς όλες τις κατευθύνσεις, η βιαιότητα του φαινομένου εξαποστέλλει τον πυρήνα του, που έχει καταρρεύσει σε αστέρα νετρονίων, να διασχίζει το διάστημα με υψηλή ταχύτητα. Αν λοιπόν ο Γκέμινγκα βρίσκεται σχετικά κοντά στη Γη, και είναι αστέρας νετρονίων, τότε θα έπρεπε να μπορούμε να τη δούμε να μετατοπίζεται στο στερέωμα, σε σχέση με τους μακρινούς αστέρες. Και αυτό ακριβώς έγινε. Επιβεβαιώθηκε έτσι ότι το G΄΄ και ο Γκέμινγκα ταυτίζονται, ότι πρόκειται για αστέρα νετρονίων που γεννήθηκε μέσα σε μια έκρηξη, καθώς και η εγγύτητά του στο Ηλιακό Σύστημα, πράγμα που υποδήλωνε και η πολύ μικρή απορρόφηση των ακτίνων Χ και γ από την ενδιάμεση μεσοαστρική σκόνη. Πραγματικά η ιδία κίνηση του 1,5 ΄΄ σε 9 έτη με την ταχύτητα των υπόλοιπων πάλσαρ (100 περίπου χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο) μεταφραζόταν σε μια απόσταση από τη Γη περί τα 300 έτη φωτός. Πιο συγκεκριμένα, η ιδία κίνηση του Γκέμινγκα υπολογίσθηκε σε 178,2 χιλιοστά του δευτερολέπτου της μοίρας ανά έτος, τιμή που για την απόστασή του αντιστοιχεί σε μία προβαλλόμενη γραμμική ταχύτητα 205 χιλιόμετρα/sec, πολύ υψηλή για συνηθισμένο αστέρα, συγκρίσιμη με αυτή του Αστέρα του Μπάρναρντ. Ο προσδιορισμός αυτής της παραμέτρου επιτρέπει και κάτι άλλο: την επαλήθευση του ότι η ποσότητα της απελευθερούμενης ενέργειας με τη μορφή των ακτίνων γ και Χ έχει την ίδια τάξη μεγέθους με εκείνη που απελευθερώνεται από έναν τυπικό αστέρα νετρονίων. Παρότι η απόσταση των 300 ετών φωτός έχει διορθωθεί σήμερα σε 815 έτη φωτός, σε ένα γαλαξία με διάμετρο άνω των 100.000 ετών φωτός αυτές αποτελούν αποστάσεις μέσα στη γαλαξιακή μας γειτονιά. Ο «εγγύτατος των πάλσαρ» άρχισε σιγά-σιγά να προκαλεί τη συνειδητοποίηση και ενός άλλου γεγονότος: η έκρηξη που αναμφίβολα θα συνόδευσε τη γέννησή του θα πρέπει πραγματικά να συγκλόνισε τη Γη.

Λίγο νωρίτερα, τον Μάρτιο του 1991 η ανάλυση των δεδομένων από τον γερμανικό τεχνητό δορυφόρο ROSAT (Röntgen Satellit) υπήρξε τελεσίδικη: Ο ROSAT, όπως υποδηλώνει και το όνομά του, συνιστά ένα υπερευαίσθητο τηλεσκόπιο ακτίνων Χ με ειδίκευση στις ακτίνες χαμηλών ενεργειών («μαλακές ακτίνες Χ»). Μέτρησε λοιπόν με μεγάλη ακρίβεια την περίοδο του σήματος από την πηγή 1E 0630+178 σε 0,237 δευτερόλεπτο, πράγμα που αντιστοιχεί σε 4,2 περιστροφές ανά δευτερόλεπτο, ρυθμό ενός τυπικού πάλσαρ. Η ακρίβεια του ROSAT μας επιτρέπει επιτέλους από τώρα και στο εξής να λέμε ότι η πηγή 1E 0630+178 στις ακτίνες Χ, ο Γκέμινγκα και ο αστέρας G΄΄ δεν είναι παρά ένα και το αυτό: ένας συνηθισμένος πάλσαρ.

Με τα λόγια της Ιζαμπέλ Γκρενιέ, αστροφυσικού με πολυετή συμμετοχή στην «περιπέτεια Γκέμινγκα» από την πλευρά των ακτίνων γ, «όλες οι αναλύσεις τείνουν να επιβεβαιώσουν ότι πρόκειται για ένα κοινό αστέρα νετρονίων, ή πάλσαρ, του οποίου η μοναδική αλλά ανεκτίμητη ιδιαιτερότητα είναι ότι έχει εκραγεί πολύ κοντά στη Γη.»

Παρατηρησιακά ωστόσο ο Γκέμινγκα είναι όντως ιδιαίτερη και για κάτι άλλο: Αποτελεί μέλος της ολιγάριθμης κατηγορίας πάλσαρ που έχουν ανιχνευθεί τόσο στις ακτίνες Χ όσο και στις γ, αφού μόνο 4 άλλοι ανήκουν σε αυτή, επί συνόλου σχεδόν χιλίων γνωστών πάλσαρ. Είναι όμως ο μοναδικός από τους 5 που δεν έχει ανιχνευθεί στα ραδιοκύματα, πράγμα που χρειάζεται ασφαλώς κάποια εξήγηση. Γιατί εκεί είναι πάντοτε απών...

Μια έκρηξη της πλειστοκαίνου και οι συνέπειές της

Μετά την επιβεβαίωση του γεγονότος, ένα ερώτημα που προβάλλει φυσιολογικά είναι και το πότε περίπου έλαβε χώρα η έκρηξη. Η απάντηση δεν είναι τόσο δύσκολο να βρεθεί. Από τη στιγμή που η περίοδος περιστροφής του Γκέμινγκα είναι γνωστή, η ιστορία του μπορεί να αναλυθεί χάρη στα υπάρχοντα θεωρητικά πρότυπα της μέσης ζωής ενός αστέρα νετρονίων. Σύμφωνα με αυτά, ο αστέρας περιστρέφεται κατά τη γέννησή του πολύ ταχύτερα και με την πάροδο του χρόνου η περίοδος περιστροφής αυξάνεται βαθμιαία. Αν λοιπόν είναι γνωστή η σημερινή περίοδος P και η επιβράδυνση dP/dt αυτής της περιόδου, είναι δυνατός ο υπολογισμός της ηλικίας του πάλσαρ. Στην περίπτωση του Γκέμινγκα ανακαλύφθηκε, όπως αναμενόταν θεωρητικά, η επιβράδυνση του ρυθμού περιστροφής. Η εκτίμηση της ηλικίας του (και συνακόλουθα του χρόνου που έχει παρέλθει από την έκρηξη του υπερκαινοφανούς) σταθεροποιήθηκε περί τις 340.000 έως 350.000 χρόνια. Επειδή ο Γκέμινγκα κινείται με μεγάλη ταχύτητα, βρίσκουμε ότι πριν από τόσα χρόνια δεν θα ήταν (για ένα γήινο παρατηρητή) στους Διδύμους, αλλά στον γειτονικό αστερισμό, τον Ωρίωνα. Για τον ίδιο λόγο, μετά από άλλες 500 χιλιάδες χρόνια θα βρίσκεται στον Λύγκα, τον αστερισμό που συνορεύει με τους Διδύμους από τα βορειοανατολικά. Ωστόσο η απόστασή του από τη Γη δεν μεταβλήθηκε σημαντικά από τη γέννησή του μέχρι σήμερα. Ποιες ήταν λοιπόν οι συνέπειες από την έκρηξη στη Γη;

Οι συνέπειες από μια τέτοια έκρηξη δεν περιορίζονται στην περιοχή ενός πλανητικού συστήματος, αλλά εκτείνονται σε ολόκληρο τον αχανή χώρο των εκατομμυρίων κυβικών ετών φωτός γύρω από τον Γκέμινγκα. Το πιο εμφανές σημείο επισημάνθηκε από δύο Αμερικανούς αστρονόμους της NASA σε μια δημοσίευσή τους στο περιοδικό Nature τον Φεβρουάριο 1993. Συγκεκριμένα, οι Νηλ Γκέρελς και Γουάν Τσεν του Διαστημικού Κέντρου Γκοντάρ της NASA υποστήριξαν την υπόθεση ότι ο Γκέμινγκα ευθύνεται για τη δημιουργία της «τοπικής φυσαλίδας». Η προχωρημένη ανάλυση του φωτός που προέρχεται από τους γειτονικούς στο Ηλιακό Σύστημα αστέρες, έχει αποκαλύψει ότι το διάστημα που παρεμβάλλεται ανάμεσα σ’ εμάς και σ’ αυτούς είναι εξαιρετικά φτωχό σε μεσοαστρική ύλη (η πυκνότητα της ύλης του ισοδυναμεί αριθμητικά με λιγότερα από 10.000 άτομα ανά κυβικό μέτρο), όσο και θερμότερο από τον μέσο όρο του διαστρικού χώρου. Υπάρχουν στο εσωτερικό των γαλαξιών πολλές περιοχές με αέριο που έχει αυτά τα φυσικά χαρακτηριστικά. Σχηματίζουν απέραντες κοιλότητες, διαμέτρου πολλών εκατοντάδων ετών φωτός, «σκαμμένες» μέσα σε ένα ψυχρότερο και πυκνότερο περιβάλλον. Οι αστρονόμοι πιστεύουν πως τις δημιουργούν οι εκρήξεις υπερκαινοφανών απωθώντας μακριά την ύλη που βρίσκεται γύρω τους. Καθώς αυτές οι φυσαλίδες καταλαμβάνουν μέχρι και το 90% του όγκου ενός γαλαξία, οι περισσότεροι αστέρες, όπως και ο Ήλιος, λάμπουν στο εσωτερικό κάποιας από αυτές. Για τη δική μας λοιπόν φυσαλίδα ευθύνεται μάλλον το ωστικό κύμα του υπερκαινοφανούς του Γκέμινγκα.

Με τη βοήθεια της παραπάνω θεωρίας εξηγείται και το αίνιγμα της απουσίας των ιχνών από την έκρηξη με τη μορφή ενός φωτεινού νεφελώματος: καθώς ισχυρίζονται οι Γκέρελς και Τσεν, αν εμείς δεν τα βλέπουμε, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι παρατηρούμε μετά την εποχή που εξαπλώθηκαν μέχρι του σημείου να μας συμπεριλάβουν στο εσωτερικό τους. Με άλλα λόγια βρισκόμαστε μέσα τους. Κατά τον Ζακ Πωλ πάντως: «Η τοπική φυσαλίδα ίσως να είναι πολύ αρχαιότερη από ό,τι νομίζουμε. Πιθανώς επίσης έχει δημιουργηθεί από περισσότερους του ενός υπερκαινοφανείς, των οποίων τα ίχνη δεν έχουν ακόμα ανακαλυφθεί. Μπορεί κάλλιστα να έχουμε με τον ίδιο τρόπο 10 έως 15 αστέρες νετρονίων μέσα σε μια ακτίνα συγκρίσιμη με την απόσταση του Γκέμινγκα, τα οποία να συνιστούν εξίσου καλούς υποψήφιους. Αλλά η ανίχνευσή τους θα πρέπει να περιμένει, ώσπου να λάβει χώρα ένα συστηματικό πρόγραμμα για την ανακάλυψη βαρυτικών φακών. Η περίπτωση του Γκέμινγκα ίσως να είναι μόνο η αρχή. Για τον ίδιο άλλωστε αγνοούμε πολλά ακόμα...»

Η έκρηξη του Γκέμινγκα βρήκε τον πλανήτη Γη να διανύει τη γεωλογική εποχή της Μέσου Πλειστοκαίνου. Το Πλειστόκαινο αποτελεί την αρχαιότερη υποπερίοδο της Τεταρτογενούς (ή Ανθρωποζωικής) Περιόδου, που άρχισε πριν από περίπου 1,8 εκατομμύριο χρόνια και συνεχίζεται μέχρι τις ημέρες μας. Η Τεταρτογενής, όπως δηλώνει και το δεύτερο όνομά της, ξεκινά με το γένος του ανθρώπου να έχει ήδη κάνει την εμφάνισή του και να κατοικεί κυρίως τις θερμότερες περιοχές του πλανήτη. Η πανίδα και η χλωρίδα ήταν σχεδόν ταυτόσημες με τις σημερινές ως προς τα είδη, αν και διέφεραν ως προς τη σχετική ευδοκίμησή τους και τη γεωγραφική τους κατανομή. Σε αυτό το περιβάλλον έφθασε ο αντίκτυπος από την κοσμική έκρηξη, που η σειρά του να ερευνηθεί ήρθε επιτέλους από τη στιγμή που η έρευνα άρχισε να προσανατολίζεται προς τα εκεί.

Ετοιμάζοντας με μεγάλο κόπο ένα πρότυπο εργασίας σύμφωνα με το οποίο η έκρηξη είχε συμβεί σε απόσταση «μόνο» 100 ετών φωτός από τη Γη, οι ερευνητές έχουν προβεί σε μερικές χονδρικές εκτιμήσεις σχετικά με τις συνέπειες πάνω στον πλανήτη μας. Μία έκρηξη υπερκαινοφανούς αποτελεί το βιαιότερο και ισχυρότερο φαινόμενο σε ένα γαλαξία.

Το πρώτο αποτέλεσμα που αισθάνθηκε η Γη ήταν οπτικό: Η έκρηξη φώτισε κυριολεκτικά τον νυκτερινό ουρανό, αφού υπήρξε κατά το μέγιστο της λαμπρότητάς του πέντε φορές φωτεινότερη από τη Σελήνη. Ορατή και κατά τη διάρκεια της ημέρας, παρά την εκτυφλωτική παρουσία του Ηλίου, καταύγαζε τη νύκτα σε σημείο που να διαταράσσει τους βιολογικούς ρυθμούς των φυτών και των ζώων. Το θέαμα αυτό είχε διάρκεια αρκετών μηνών εμφανίζοντας μια βαθμιαία εξασθένηση, ομαλή αλλά σχετικά βραδεία, ώσπου χάθηκε σιγά-σιγά μέσα στα άλλα άστρα και τελικά έπαψε να είναι ακόμα και ορατό με γυμνό μάτι. Μαζί με το απλό φως, έπεσαν στην επιφάνεια της Γης προερχόμενα από τον Γκέμινγκα και όλα τα είδη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, έχοντας διανύσει τη μεταξύ τους απόσταση με την ταχύτητα του φωτός, μέσα σε 800 περίπου χρόνια. Είναι γνωστές οι βλαβερές συνέπειες των ηλιακών υπεριωδών ακτίνων για τους ζωντανούς οργανισμούς. Επί ένα μεγάλο διάστημα, οι ακτίνες αυτές ενισχύονταν με εκείνες που έστελνε η έκρηξη. Για τους κατοίκους της Γης, το φωτεινό σημείο παραχώρησε τη θέση του σε ένα νέφος αερίου αποτελούμενο από τα λείψανα του αστέρα. Διαστελλόμενο διαρκώς, μέσα σε περίπου δέκα χιλιάδες χρόνια αυτό που ήταν ένα μικροσκοπικό νεφέλωμα είχε κατακλύσει το ήμισυ σχεδόν του ουρανού, προτού να καταπιεί την ίδια τη Γη με το Ηλιακό Σύστημα μέσα του. Η στιγμή εκείνη θα πρέπει ασφαλώς να στάθηκε αξέχαστη όσο και ανησυχητική για τους πρώτους ανθρώπους. Πρέπει κανείς να φανταστεί ένα βόρειο σέλας πολλαπλάσιο σε ισχύ από το σημερινό, να σαρώνει τον ουρανό χωρίς διακοπή επί πολλά χρόνια. Αλλά η ομορφιά ενός τέτοιου θεάματος δεν πρέπει αποπροσανατολίζει από τους κινδύνους που έκρυβε. Πράγματι, το δεύτερο αυτό κύμα που αντιπροσώπευε το νεφέλωμα, ήταν αυτό που θα χαρακτηριζόταν με τη συμβατική ορολογία το ωστικό κύμα από την έκρηξη. Παρέσυρε μαζί του, κινούμενα με ταχύτητα χιλιάδων χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο, όλα τα σωματίδια ύλης που επιταχύνθηκαν και εκτινάχθηκαν από τον αστέρα κατά την έκρηξη. Επειδή η ύλη αυτή ήταν εξαιρετικά αραιωμένη όταν έφθασε στη Γη, δεν προκάλεσε μηχανικά αποτελέσματα, όπως π.χ. δόνηση ή παλίρροιες. Αλλά ήταν ιδιαίτερα εμπλουτισμένη σε ορισμένους ραδιενεργούς πυρήνες. Ποιες υπήρξαν άραγε οι συνέπειές του;

Εδώ αρχίζει κανείς να εγκαταλείπει τη σφαίρα των γεγονότων και να εισέρχεται σε εκείνη των εικασιών. Ο πολύχρονος βομβαρδισμός από μια καταρρακτώδη ροή κοσμικών ακτίνων, υποστηρίζεται, μπορεί να προκάλεσε τα πιο ποικίλα αποτελέσματα στην ατμόσφαιρα της Γης: Εξαφάνιση κατά 75% του στρώματος του όζοντος, αύξηση του διοξειδίου του αζώτου, ελαφρά συσκότιση του ουρανού κατά τη διάρκεια της ημέρας και τη μείωση των υδρατμών στην τροπόσφαιρα. Αυτά μπορεί με τη σειρά τους να επέφεραν μια πτώση της μέσης παγκόσμιας θερμοκρασίας κατά λίγους βαθμούς ή ξηρασία με συνακόλουθη ανακατανομή της χλωρίδας, δεν είναι καθόλου βέβαιο όμως ότι συνέβησαν στην πραγματικότητα. Κατά τη χρονολογική αντιστοιχία, μπορεί ίσως να καταλογισθεί στο Γκέμινγκα η πρώτη εποχή παγετώνων ή η εξαφάνιση μερικών γιγαντιαίων θηλαστικών όπως τα μαμούθ. Οι συνέπειες στη βιόσφαιρα είναι πιθανόν πιο συγκεκριμένες, με σημαντικότερη απευθείας συνέπεια πάνω στους ζωντανούς οργανισμούς τις γενετικές μεταλλάξεις. Στο σημείο αυτό, ο νους αλλά και η φαντασία των επιστημόνων βρίσκουν πρόσφορο έδαφος. Προς το παρόν θα ήταν τουλάχιστον πρόωρο το να ισχυρισθεί κάποιος ότι η εμφάνιση της ευφυίας στον άνθρωπο πρέπει να έχει σχέση με τον Γκέμινγκα επειδή την εποχή εκείνη τοποθετείται κατά σύμπτωση το πρώτο ίχνος του Homo Sapiens.

Μήπως όμως η έκρηξη ευνόησε με ένα διαφορετικό τρόπο την εμφάνιση και την ανάπτυξη του σύγχρονου ανθρώπου; Η έκρηξη που γέννησε τον Γκέμινγκα συμπίπτει έτσι κι αλλιώς με μια εποχή-σταθμό στη γένεση της ανθρωπότητας. Παράγοντες όπως η πτώση της θερμοκρασίας μπορεί να βοήθησαν π.χ. στην κυριαρχία επί της φωτιάς και τη συνακόλουθη εμφάνιση των πρώτων σημείων εκείνου που θα ονομάζαμε κοινωνική οργάνωση.

Η εξήγηση με κοσμική προέλευση μεγάλων γεγονότων-σταθμών στην ιστορία της Γης είναι υπερβολικά συνηθισμένη σήμερα. Θεωρίες για την εμφάνιση της ζωής (μεσοαστρικά νέφη ή κομήτες φορτωμένοι με προβιωτικά μόρια), για μεγάλες βιολογικές καταστροφές (εξαφάνιση των δεινοσαύρων), και τώρα για τον ερχομό της ενσυνείδητης ζωής, εμφανίζουν την ιστορία της Γης να βρίθει από κοσμικά συμβάντα, αντίθετα με μια (παλαιότερη) αντίληψη της Γης ως ενός κόσμου απομονωμένου και ανεξάρτητου μέσα στο Σύμπαν.

Προκειμένου να δοθεί επιστημονική βάση στις παραπάνω θεωρίες, ένα ίχνος από τη διέλευση του ωστικού κύματος της εκρήξεως του Γκέμινγκα θα μπορούσε να αποτελεί η παρουσία μέσα στο γήινο υπέδαφος ισοτόπων όπως το βηρύλλιο-10. Αυτό το ισότοπο έχει ημιζωή ενός εκατομμυρίου ετών. Επειδή η Γη έχει ηλικία 4,6 δισεκατομμυρίων ετών, το Be-10 θα έχει εξαφανιστεί εδώ και πολύ καιρό αν το περιείχε αρχικά ο γήινος φλοιός. Αν υπάρχει, θα πρέπει να προέρχεται από το διάστημα, δεδομένου ότι είναι γνωστό πως παράγεται σε μεγάλες ποσότητες από τις εκρήξεις υπερκαινοφανών.

Πιθανός πλανήτης

Το 1997 ο Τζων Μάτοξ και η ομάδα του (John Mattox et al.) ισχυρίσθηκαν ότι είχαν ανακαλύψει έναν πλανήτη που περιφερόταν γύρω από τον Γκέμινγκα, χρονομετρώντας τους παλμούς των ακτίνων γ αυτής. Ο πλανήτης (Geminga b) υποτίθεται ότι περιφέρεται σε απόσταση 3,3 AU από τον αστέρα νετρονίων μία φορά κάθε 5,1 γήινα έτη και έχει μάζα 70% μεγαλύτερη από τη μάζα της Γης, επομένως θα κατατασσόταν στους γεωειδείς πλανήτες. Ωστόσο, αυτή η ανακάλυψη αμφισβητείται σήμερα, καθώς πρόσφατες αναλύσεις των δεδομένων υποδεικνύουν ότι οι ανιχνευθείσες μικρομεταβολές στους παλμούς οφείλονται σε στατιστικό θόρυβο, δεν είναι δηλαδή βέβαιο ότι υπάρχουν.

Βιβλιογραφία

• W. Becker κ.ά.: «Geminga: Relative phases of the X-ray and γ-ray pulses», Astronomy & Astrophysics, 273:421 (1993)
• C.E. Fichtel κ.ά.: «High-energy gamma-ray results from the second small astronomy satellite», ApJ, 198:163–182, Μάιος 1975.
• I.A. Grenier κ.ά.: «The spectral variability of the γ-ray emission from Geminga and Vela, and its implications», Astronomy & Astrophysics, 269:209 (1993)
• J.R. Mattox κ.ά.: «SAS 2 observation of pulsed high-energy gamma radiation from Geminga», ApJ, 401:L23–L26, Δεκέμβριος 1992.

Πηγές

• Μανιμάνης, Βασίλειος: «Geminga: Η έκρηξη που καταύγασε τη Γη», Περισκόπιο της Επιστήμης, τεύχος 169 (Ιανουάριος 1994), σελίδες 49-54
• Robredo, J.-F.: «La supernova qui a soufflé la terre», Science & Vie, Μάιος 1993, σελ. 68

Δείτε επίσης

• Κατάλογος αστέρων των Διδύμων

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• Spaceflight Now: 'Cannonball pulsar' seen flying across space
• ESA: Hipparcos pinpoints an amazing gamma-ray clock