Κυριακή 16 Οχτώβρη 2011
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
Μανδύας απόκρυψης μαγνητικών πεδίων

Αριστερά απεικονίζεται το μαγνητικό πεδίο ενός κυλινδρικού μαγνήτη. Στη μέση, ένας δεύτερος μαγνήτης επηρεάζει το πεδίο του πρώτου. Δεξιά, το μαγνητικό πεδίο του δεύτερου μαγνήτη αποκρύπτεται μέσα στο μανδύα, ο οποίος επιπλέον επιτρέπει στο πεδίο του πρώτου μαγνήτη να πάρει τη μορφή που θα είχε, αν δεν υπήρχε καθόλου ο δεύτερος μαγνήτης
Αριστερά απεικονίζεται το μαγνητικό πεδίο ενός κυλινδρικού μαγνήτη. Στη μέση, ένας δεύτερος μαγνήτης επηρεάζει το πεδίο του πρώτου. Δεξιά, το μαγνητικό πεδίο του δεύτερου μαγνήτη αποκρύπτεται μέσα στο μανδύα, ο οποίος επιπλέον επιτρέπει στο πεδίο του πρώτου μαγνήτη να πάρει τη μορφή που θα είχε, αν δεν υπήρχε καθόλου ο δεύτερος μαγνήτης
Μετά τους μανδύες απόκρυψης αντικειμένων από προσπίπτοντα σ' αυτά κύματα φωτός και ήχου, ακόμα και κύματα νερού, επιστήμονες ανακοίνωσαν πρόσφατα και τη δυνατότητα κατασκευής μανδύα απόκρυψης από μαγνητικά πεδία, έτσι που ένα μαγνητικό υλικό να μη γίνεται αντιληπτό από την επίδρασή του στο μαγνητικό πεδίο που το περιβάλλει.

Βεβαίως, η εξουδετέρωση ενός στατικού μαγνητικού πεδίου ώστε να μην επηρεάζει ένα αντικείμενο δεν είναι δύσκολη υπόθεση. Αρκεί το αντικείμενο να τοποθετηθεί μέσα σε ένα δοχείο φτιαγμένο από υπεραγώγιμο υλικό. Τα ηλεκτρικά ρεύματα εξ επαγωγής όταν πλησιάσει στο δοχείο ένας μαγνήτης, καθώς μπορούν να κινηθούν χωρίς αντίσταση μέσα στον υπεραγωγό, θα προκαλέσουν ένα ίσης έντασης και αντίστροφης πολικότητας μαγνητικό πεδίο, που θα εξουδετερώσει πλήρως το εξωτερικά εφαρμοζόμενο. Αυτό δε συμβαίνει με τους συνήθεις αγωγούς, που απορροφούν λόγω αντίστασης τα επαγόμενα ηλεκτρικά ρεύματα.

Ομως αυτό δεν κάνει το υπεραγώγιμο κουτί μανδύα απόκρυψης, καθώς έξω από το κουτί το πεδίο που παράγεται από τον υπεραγωγό, αλλοιώνει το εφαρμοζόμενο πεδίο και κατ' αυτό τον τρόπο αποκαλύπτει την παρουσία του. «Σπρώχνει» τις δυναμικές γραμμές του εξωτερικού πεδίου προς τα έξω, δημιουργώντας μία «τρύπα» σ' αυτό. Τη λύση θα έδινε ένα υλικό που θα απωθούσε τα μαγνητικά πεδία προς τη μια κατεύθυνση και θα τα έλκυε προς την αντίθετη. Ομως, τέτοιο υλικό δεν υπάρχει.

Η πρακτική λύση στο πρόβλημα, όπως υπέδειξαν πρόσφατα ερευνητές του πανεπιστημίου της Μπαρτσελόνα, είναι να περιβληθεί το κυλινδρικό υπεραγώγιμο κουτί με διαδοχικές στρώσεις από δύο διαφορετικά υλικά, από τα οποία το ένα μαγνητίζεται εύκολα και έλκει τις δυναμικές γραμμές του πεδίου προς το κουτί (π.χ. στρώμα πλαστικού με ενσωματωμένα ρινίσματα σιδήρου) και το άλλο είναι υπεραγώγιμο και σπρώχνει το πεδίο, εμποδίζοντάς το να κατευθυνθεί προς το κέντρο. Με 10 τέτοιες στρώσεις, εκτιμούν οι ερευνητές, το κουτί θα μπορούσε να αντέξει αρκετά ισχυρά πεδία, όντας μαγνητικά «αόρατο» σε αυτά.

Μια συσκευή με μανδύα απόκρυψης μαγνητικών πεδίων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί είτε για την προστασία κάποιας περιοχής από εξωτερικά μαγνητικά πεδία, χωρίς να είναι ορατή σε αυτά, ή για να αποκρύψει ένα μαγνητικό αντικείμενο και να εμποδίσει το μαγνητικό του πεδίο να εξαπλωθεί στο γύρω χώρο. Πιθανότερη είναι η εφαρμογή του στην ιατρική. Ενας στρατηγικά τοποθετημένος μανδύας θα μπορούσε όχι μόνο να προστατέψει τον ασθενή στον οποίο έχουν τοποθετηθεί χειρουργικά ευαίσθητες ηλεκτρονικές συσκευές, αλλά θα εξαφάνιζε και την τρύπα 10 έως 15 εκατοστών στις μαγνητικές αξονικές τομογραφίες, εξαιτίας αυτών των συσκευών.

Εξωπλανήτες κρυμμένοι σε κοινή θέα!

Νέο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας επιτρέπει τον εντοπισμό εξωπλανητών σε φωτογραφίες κοντινών άστρων τραβηγμένες πριν από μια δεκαετία

Η αριστερή εικόνα δείχνει την όψη του άστρου HR 8799 όπως καταγράφηκε το 1998, από το όργανο NICMOS του τροχιακού τηλεσκοπίου Χαμπλ. Η μεσαία εικόνα δείχνει το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των δεδομένων αυτών με σύγχρονο εξεζητημένο λογισμικό, που αφαιρεί το μεγαλύτερο μέρος από το φως του άστρου, αποκαλύπτοντας τους τρεις πλανήτες που περιφέρονται γύρω του. Η δεξιά εικόνα δείχνει τις τροχιές και των 4 γνωστών εξωπλανητών γύρω από το HR 8799
Η αριστερή εικόνα δείχνει την όψη του άστρου HR 8799 όπως καταγράφηκε το 1998, από το όργανο NICMOS του τροχιακού τηλεσκοπίου Χαμπλ. Η μεσαία εικόνα δείχνει το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των δεδομένων αυτών με σύγχρονο εξεζητημένο λογισμικό, που αφαιρεί το μεγαλύτερο μέρος από το φως του άστρου, αποκαλύπτοντας τους τρεις πλανήτες που περιφέρονται γύρω του. Η δεξιά εικόνα δείχνει τις τροχιές και των 4 γνωστών εξωπλανητών γύρω από το HR 8799
Δύο εξωπλανήτες, που δεν είχαν γίνει αντιληπτοί ως τώρα, αποκάλυψε η επανεξέταση με τη βοήθεια νέας τεχνολογίας δεδομένων από παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Χαμπλ, που χρονολογούνται από το 1998. Είναι ένα απροσδόκητο δώρο στους επιστήμονες, που έχουν έτσι μια «χρονομηχανή», η οποία τους επιτρέπει να μελετήσουν την κίνηση των πλανητών αυτών στη διάρκεια μιας δεκαετίας, συγκρίνοντας τη θέση τους με εκείνη που δείχνουν πρόσφατες παρατηρήσεις.

Η νέα πρωτοπόρα τεχνική πετυχαίνει να αφαιρέσει τη λάμψη του άστρου που καλύπτει την πολύ ασθενέστερη αντανάκλαση από τους πλανήτες που περιφέρονται γύρω του. Ετσι, εντοπίστηκαν στα παλιά δεδομένα του Χαμπλ οι τρεις από τους τέσσερις εξωπλανήτες του αστέρα HR 8799, σε απόσταση 130 ετών φωτός από τη Γη, καθώς ο τέταρτος, ο πιο εσωτερικός, βρίσκεται στο όριο του κορονογραφικού δίσκου που κρύβει στις φωτογραφίες το φωτεινό δίσκο του άστρου. Η ανακάλυψη των τριών εξωπλανητών του HR 8799 είχε γίνει το 2007 και του τέταρτου το 2010, από τα τηλεσκόπια Κεκ και Τζέμινι Νορθ, αλλά αυτό δε μειώνει καθόλου τη σημασία της νέας τεχνικής.

Εντοπίζοντας τους πλανήτες σε φωτογραφίες τραβηγμένες με διαφορά ετών, είναι δυνατός ο προσδιορισμός της τροχιάς τους (ακτίνα, εκκεντρότητα, κλίση κτλ.). Η τροχιά τους είναι κρίσιμη για την κατανόηση των πλανητικών συστημάτων, καθώς οι μεγάλοι πλανήτες μπορούν να προκαλέσουν διαταράξεις ο ένας στην κίνηση του άλλου. Οι τρεις αεριώδεις γίγαντες πλανήτες του HR 8799, ξεκινώντας από μέσα προς τα έξω, έχουν περίοδο περιφοράς περίπου 100, 200 και 400 γήινα χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι οι αστρονόμοι πρέπει να περιμένουν πολύ για να δουν πώς κινούνται. Η παλαιότητα 10 ετών των δεδομένων του Χαμπλ τους επιτρέπει να έχουν καλή εκτίμηση για τις τροχιές χωρίς να χρειάζεται να περιμένουν άλλα 10 χρόνια. Βέβαια, ο εξώτερος από τους τέσσερις πλανήτες έχει αλλάξει ελάχιστα θέση μέσα σε μια δεκαετία.

Οι εξωπλανήτες δεν είχαν εντοπιστεί το 1998, επειδή δεν υπήρχαν ακόμα τότε οι τεχνικές επεξεργασίας εικόνας που υπάρχουν σήμερα και αξιοποιούν έναν τεράστιο όγκο από δεδομένα. Οταν οι αστρονόμοι εφάρμοσαν την τότε τεχνική για την αφαίρεση της ακτινοβολίας του HR 8799, το υπολειπόμενο φως ήταν αρκετό για να σκεπάζει τους συγκριτικά ελάχιστα φωτεινούς πλανήτες.

Το 2009 ο Ντ. Λαφρενιέρ του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ ανέπτυξε και εφάρμοσε μια βελτίωση της τεχνικής, χρησιμοποιώντας βιβλιοθήκη με άστρα αναφοράς ίδιου τύπου με το HR 8799, καταφέρνοντας να αφαιρέσει με μεγαλύτερη επιτυχία το φως του άστρου, ανακαλύπτοντας έτσι την εικόνα του εξώτερου πλανήτη. Η ομάδα του Ρ. Σούμερ, στο Ινστιτούτου Επιστήμης Διαστημικών Τηλεσκοπίων της Βαλτιμόρης, βελτίωσε παραπέρα την τεχνική, μειώνοντας το εναπομένον φως του άστρου, αυξάνοντας την αντίθεση της εικόνας και αφαιρώντας τα φωτεινά σημεία λόγω διάθλασης, που είναι συνήθη τεχνουργήματα στις φωτογραφίες από τηλεσκόπια. Ετσι, εντόπισε δύο ακόμα από τους πλανήτες του HR 8799.

Τώρα η ομάδα του Σούμερ σκοπεύει να εφαρμόζει την ίδια μέθοδο για την ανάλυση δεδομένων από το Χαμπλ για 400 άλλα άστρα, βελτιώνοντας την ποιότητα των εικόνων κατά μία τάξη μεγέθους (10 φορές) σε σχέση με το επίπεδο του 1998. Από την ανάλυση αυτή θα εντοπίσει άστρα που πιθανώς έχουν πλανήτες. Για τους εξωπλανήτες που θα εντοπίσει αυτή η νέα αναζήτηση θα υπάρχουν αυτομάτως δεδομένα δεκαετίας!

Το σύστημα του HR 8799 είναι το μόνο πλανητικό σύστημα με πολλούς εξωπλανήτες, για το οποίο υπάρχει απευθείας οπτική παρατήρηση, έστω και μετά την εφαρμογή των φίλτρων μέσω λογισμικού.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγές: www.nasa.gov, news.sciencemag.org



Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ