Γρήγορη περιστροφή γύρω από τη Μεγάλη Άρκτος

Από την οπτική μας εδώ στη Γη, οι αστερισμοί φαίνονται να είναι σταθερές ομάδες αστεριών, ακίνητες στον ουρανό. Τι θα γινόταν όμως αν μπορούσαμε να αλλάξουμε αυτή την προοπτική;

Στην πραγματικότητα, θα ήταν σχεδόν αδύνατο. Θα έπρεπε να ταξιδέψουμε δεκάδες έως εκατοντάδες έτη φωτός μακριά από τη Γη για να αρχίσει να γίνεται αισθητή οποιαδήποτε αλλαγή στους αστερισμούς. Από αυτή τη στιγμή, το πιο μακρινό που έχουμε διανύσει (ή οποιοδήποτε αντικείμενο που έχουμε φτιάξει) είναι λιγότερο από ένα πεντακόσιο του έτους φωτός.

Απλά για πλάκα, ας πούμε ότι μπορούσαμε. Πώς θα έμοιαζαν τότε τα γνωστά μας μοτίβα; Τα αστέρια που τα αποτελούν είναι όλα σε διαφορετικές αποστάσεις από εμάς, ταξιδεύουν γύρω από τον γαλαξία με διαφορετικές ταχύτητες και ζουν πολύ διαφορετικές ζωές. Πολύ λίγα από αυτά είναι ακόμη και βαρυτικά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Βλέποντας από το πλάι, χωρίζονται σε αγνώριστα τοπία, οι ιστορίες τους για θεούς και θεές, άροτρα και κουτάλες, εκτεθειμένες ως καθαρή ανθρώπινη φαντασία. Μας υπενθυμίζεται ότι ζούμε σε ένα πολύ μεγάλο μέρος.

Orion

Τα κεντρικά αστέρια που αποτελούν τον Ωρίωνα, τα οποία συνήθως σχεδιάζονται ως κυνηγοί, έχουν ερμηνευτεί με διαφορετικούς τρόπους κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας. Συχνά έχουν ληφθεί ως ανδρική φιγούρα. Στη Βαβυλωνία, ήταν «ο αληθινός Ποιμενικός του Ανού». Στην αρχαία Αίγυπτο, ήταν πρώτα ο θεός «Όσιρις» και αργότερα ο φαραώ «Ουνάς». Η ουγγρική λαογραφία απεικόνιζε τον Ωρίωνα είτε ως τοξότη είτε ως θεριστή, ενώ οι μουσουλμάνοι τον γνώριζαν ως al-jabbar «ο γίγαντας». Στην Ινδία, οι κουκκίδες συνδέθηκαν για να απεικονίσουν το «Mriga, το ελάφι» και οι Ινδιάνοι Lakota της Βόρειας Αμερικής σχεδίασαν έναν βίσονα.

Το πιο γνωστό μοτίβο και ιστορία του Ωρίωνα προέρχεται από τους Έλληνες. Γιος του Ποσειδώνα (θεός της θάλασσας) και της Ευρυάλης (μια γοργόνα και αδελφή της Μέδουσας), ο Ωρίωνας ήταν ένας γίγαντας με υπερφυσική δύναμη και εξαιρετικές κυνηγετικές ικανότητες. Σε ένα αλαζονικό καύχημα, απείλησε να σκοτώσει κάθε ζωντανό πλάσμα στη Γη. Η Γαία (η θεά της Γης και όλων των ζώων) το έμαθε και έστειλε έναν σκορπιό να τον σκοτώσει. Τόσο ο Ωρίωνας όσο και ο σκορπιός ρίχτηκαν σε αντίθετα άκρα του ουρανού, το ένα ανατέλλει ενώ το άλλο δύει, αναπαράγοντας για πάντα τον μύθο.

Ακόμα κι αν δεν είστε εξοικειωμένοι με τη μυθολογία, το πιθανότερο είναι ότι γνωρίζετε τον Ωρίωνα και τον έχετε δει να κρέμεται πάνω από το κεφάλι σας κάποια χειμωνιάτικη νύχτα. Αποτελείται επίσημα από πάνω από 200 αστέρια, αλλά χρειάζονται μόνο 10 φωτεινά σημεία (οκτώ αστέρια και δύο νεφελώματα) για να περιγράψει το σχήμα που οι περισσότεροι άνθρωποι συνδέουν με αυτό - ένα σχήμα που είναι ακόμα ορατό μέσω της φωτορύπανσης στις περισσότερες πόλεις. Ο Betelgeuse και η Bellatrix σηματοδοτούν τους ώμους του Ωρίωνα. Alnitak, Alnilam, και Mintaka ζώνη του? Ο Saiph και ο Rigel τα γόνατα ή τα πόδια του. M43, M42, and ι Ori το σπαθί του.

Κοιτάζοντας τον Ωρίωνα σας μεταφέρει πάνω από 1.000 έτη φωτός στο διάστημα και πάνω από 1.000 χρόνια πίσω στο χρόνο (ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε ένα χρόνο). Το πλησιέστερο αστέρι σε εμάς στην απλοποιημένη έκδοση του Ωρίωνα είναι το Bellatrix, σε απόσταση περίπου 243 ετών φωτός. το πιο απομακρυσμένο είναι το Alnilam σε περίπου 1.342 έτη φωτός. Τα δύο κορυφαία σημεία του ξίφους του Ωρίωνα, M43 και M42, είναι περίπου 1.600 και περίπου 1.344 έτη φωτός, αντίστοιχα. Αυτό σημαίνει ότι το φως που φτάνει στα μάτια σας από καθένα από αυτά τα σημεία δεν είναι όλα της ίδιας ηλικίας. Το φως από το Bellatrix έφυγε από το αστέρι όταν ο Captain Cook ήταν επικεφαλής της πρώτης αποστολής του HMS Endeavor. Το φως από το Alnilam και το M42 (γνωστό και ως το νεφέλωμα του Ωρίωνα) αναχώρησε από τις πηγές του περίπου την εποχή που οι Άραβες ξεκίνησαν την πρώτη τους πολιορκία της Κωνσταντινούπολης. Και το φως από το M43 (γνωστό και ως Νεφέλωμα του De Mairan) έφυγε από τη γενέτειρά του λίγα χρόνια αφότου οι Βησιγότθοι λεηλάτησαν τη Ρώμη το 410. Με μια ματιά προς τα πάνω στον νυχτερινό ουρανό, ουσιαστικά βλέπετε όλη αυτή την ιστορία.

Μεγάλη Άρκτος

Η Μεγάλη Άρκτος δεν είναι ένας πλήρης αστερισμός, αλλά ένας αστερισμός —μια μικρότερη αναγνωρίσιμη ομάδα αστεριών. Τα επτά φωτεινά σημεία που σκιαγραφούν το σκάφος περιλαμβάνουν τα φωτεινότερα αστέρια στον αστερισμό της Μεγάλης Άρκτου (ή Μεγάλης Άρκτου), του τρίτου μεγαλύτερου αστερισμού στον ουρανό. Ενώ αυτός ο αστερισμός αναγνωρίζεται από πολλούς πολιτισμούς, υπάρχει ένας εκπληκτικός αριθμός διαφορετικών ερμηνειών του σχήματός του.

Στη βόρεια Ευρώπη απεικονίζεται πιο συχνά ως άροτρο ή βαγόνι, ενώ στην Ινδία αντιπροσωπεύει τους «Επτά μεγάλους σοφούς». Στη Μογγολία, είναι οι «Επτά Θεοί». Εδώ, στη Βόρεια Αμερική, βλέπουμε τα αστέρια σε σχήμα κουτάλας, αλλά και ως την πλάτη της μεγάλης αρκούδας στον πλήρη αστερισμό.

Ενώ τα αστέρια της Μεγάλης Άρκτου δεν είναι τόσο απλωμένα σε απόσταση από τη Γη όσο εκείνα του Ωρίωνα (εκτείνονται σε βάθος λιγότερο από 50 έτη φωτός), η ιστορία της ανακάλυψής τους είναι συναρπαστική. Το μεσαίο "αστέρι" στη λαβή του σκάφους είναι στην πραγματικότητα δύο ξεχωριστά σημεία φωτός που συγχωνεύονται μεταξύ τους για όποιον τα βλέπει μέσα από μια αρκετή ποσότητα φωτορύπανσης. Αλλά πάρτε ένα τηλεσκόπιο ή βγείτε έξω από την πόλη και θα δείτε πραγματικά δύο φωτεινά σημεία, που ονομάζονται Mizar και Alcor.

Μερικές φορές αναφέρεται ως «Άλογο και Καβαλάρη», λέγεται ότι η ικανότητα διάκρισης αυτών των δύο αστεριών χρησιμοποιήθηκε ως τεστ όρασης από τον Ρωμαϊκό Στρατό. Στις αρχές του 1600 με την εμφάνιση του τηλεσκοπίου, ο Benedetto Castelli, φίλος του Galileo Galilei, ανακάλυψε ότι ο ίδιος ο Mizar ήταν δύο αστέρια σε ένα δυαδικό σύστημα, το Mizar A και το Mizar B, που περιφέρονταν το ένα γύρω από το άλλο σε χρονικές κλίμακες χιλιάδων ετών. Δύο αιώνες αργότερα, οι φασματοσκοπικές παρατηρήσεις έδειξαν ότι το Mizar A ήταν επίσης δυαδικό. Είκοσι χρόνια μετά, οι φασματοσκοπικές παρατηρήσεις του Mizar B έδειξαν ότι είναι ένα ακόμη δυαδικό, ανεβάζοντας τον συνολικό αριθμό των αστεριών στο σύστημα Mizar-Alcor σε πέντε. Σχεδόν έναν αιώνα μετά από αυτό, το 2009, δύο ξεχωριστές ομάδες αστρονόμων ανακοίνωσαν ότι το Alcor ήταν πραγματικά το Alcor A και το Alcor B, επίσης ένα δυαδικό σύστημα, ανεβάζοντας τον αριθμό σε έξι.

Την επόμενη φορά που θα κοιτάξετε τη Μεγάλη Άρκτος, σκεφτείτε τον χορό που γίνεται σε αυτό το ασαφές σημείο φωτός:φωλιασμένα ζεύγη αστεριών που κάνουν κύκλους το ένα γύρω από το άλλο, τα δύο αστέρια του Mizar A μια φορά το ένα γύρω από το άλλο κάθε 20 μέρες περίπου, τα δύο αστέρια του Mizar B κάθε έξι μήνες, του Mizar A και του Mizar B μία φορά κάθε 5.000 χρόνια και του Alcor A και B κάθε αιώνα ενώ ταυτόχρονα κάνουν ένα ταξίδι 750.000 ετών γύρω από το δυαδικό σύστημα Mizar.

Κασσιόπη

Η Κασσιόπη είναι ένας από τους αστερισμούς που αναφέρονται στο Almagest , πραγματεία του δεύτερου αιώνα του Πτολεμαίου για τα μαθηματικά και την αστρονομία. Αντλώντας από βαβυλωνιακά κείμενα και τα έργα του Έλληνα μαθηματικού Ίππαρχου, ο Πτολεμαίος εντόπισε συνολικά 48 αστερισμούς, όλοι από τους οποίους αναγνωρίζονται ακόμη και σήμερα. Στην κοσμοθεωρία του Πτολεμαίου, τα αστέρια κάθονταν στην επιφάνεια μιας σταθερής ουράνιας σφαίρας σε κάποια μεγάλη απόσταση που περιστρεφόταν γύρω από τη Γη. Δεν φανταζόταν ότι τα πέντε λαμπρότερα αστέρια της Κασσιόπης θα μπορούσαν στην πραγματικότητα να απλώνονται σε απόσταση 550 ετών φωτός από τη Γη. Ή ότι το πλησιέστερο (β Cas) μπορεί να είναι μόνο 54 έτη φωτός μακριά.

Ο αστερισμός πήρε το όνομά του από την Κασσιόπη, τη βασίλισσα της Αιθιοπίας (αυτό που σήμερα γνωρίζουμε ως Αιθιοπία). Παντρεμένη με τον Κηφέα, βασιλιά της Αιθιοπίας, η Κασσιόπη είχε μια ιδιότητα κοινή για τα περισσότερα μυθολογικά πρόσωπα:την αλαζονεία. Κάποτε καυχιόταν ότι η κόρη της, η Ανδρομέδα, ήταν πιο όμορφη από τις θαλάσσιες νύμφες του Ποσειδώνα, τις Νηρηίδες, και ίσως ότι ακόμη και η ίδια ήταν πιο όμορφη. Γι' αυτό ο Ποσειδώνας έστειλε το θαλάσσιο τέρας, τον Κήτο, να επιτεθεί στην Αιθιοπία. Αφού συμβουλεύτηκε ένα χρησμό, η Κασσιόπη είπε ότι ο μόνος τρόπος για να σώσει τον λαό της ήταν να θυσιάσει τη μοναχοκόρη της ως προσφορά στον Κήτο. Όπως συμβαίνει συχνά στην ελληνική μυθολογία, ένας ήρωας έφτασε ακριβώς την ώρα για να σώσει την Ανδρομέδα. Ο Περσέας σκότωσε το τέρας Κήτος, έσωσε την Ανδρομέδα και μετά την παντρεύτηκε. Για να μην μείνει ατιμώρητη η Κασσιόπη, ο Ποσειδώνας την τοποθέτησε στον ουρανό δεμένη στον θρόνο της. Δεδομένου ότι η Κασσιόπη βρίσκεται σε τόσο μεγάλο ουράνιο γεωγραφικό πλάτος, ο αστερισμός μπορεί να δει κανείς όλο το χρόνο να περιστρέφεται γύρω από τον ουρανό, πάντα στραμμένος προς το Βόρειο Αστέρι. Έτσι, για το μισό κάθε βράδυ, η βασίλισσα κρέμεται ανάποδα ως τιμωρία για τη ματαιοδοξία της.

Ο β Cas (γνωστός και ως Caph) βρίσκεται αυτή τη στιγμή στη διαδικασία να μετατραπεί σε κόκκινο γίγαντα. Τρεις φορές το μέγεθος του ήλιου και σχεδόν 30 φορές πιο φωτεινό, αυτή τη στιγμή περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του μία φορά την ημέρα. Για σύγκριση, ο ήλιος μας χρειάζεται πάνω από 26 ημέρες για να κάνει μια πλήρη περιστροφή. β Το Cas περιστρέφεται τόσο γρήγορα, που στην πραγματικότητα διογκώνεται στον ισημερινό του, καθιστώντας το 24 τοις εκατό πιο παχύ από ό,τι θα ήταν αν περιστρεφόταν κανονικά.

Το γ Cas είναι το πιο μακρινό από τα πέντε αστέρια που αποτελούν την Κασσιόπη, σε απόσταση μεγαλύτερη από 600 έτη φωτός μακριά. Είναι αυτό που είναι γνωστό ως μεταβλητό αστέρι:ένα αστέρι που ποικίλλει σε φωτεινότητα με κάποια κανονικότητα. Το γCas είναι στην πραγματικότητα το ομώνυμο για μια συγκεκριμένη κατηγορία μεταβλητών αστέρων γνωστών ως μεταβλητές Gamma Cassiopeiae. Μερικές φορές μπορεί να ξεπεράσει δύο από τους φωτεινότερους συντρόφους του, το α Cas και το β Cas, και με 19 φορές μεγαλύτερη μάζα και πέντε φορές πιο ζεστό, εκπέμπει 55.000 φορές περισσότερη ενέργεια από τον ήλιο μας.

Εκτός από το γ Cas, τα α Cas και β Cas είναι επίσης γνωστό ότι είναι μεταβλητά αστέρια, και τα δύο διαφορετικών τάξεων. δ Cas ποικίλλει επίσης σε φωτεινότητα, αλλά για διαφορετικό λόγο - είναι ένα δυαδικό σύστημα έκλειψης, που σημαίνει ότι είναι δύο αστέρια αντί για ένα και το αεροπλάνο στο οποίο περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο είναι στην πραγματικότητα αιχμηρό όπως φαίνεται από τη Γη. Έτσι, όταν το δ Cas εμφανίζεται πιο φωτεινό, και τα δύο αστέρια είναι ορατά και όταν το δ Cas εξασθενεί, το ένα αστέρι επισκιάζει το άλλο.

Έτσι, αν η Κασσιόπη φαίνεται ποτέ λίγο πιο φωτεινή ή λίγο πιο αμυδρή, από νύχτα σε νύχτα ή από μήνα σε μήνα, τώρα ξέρετε γιατί. Αυτά τα σταθερά, ακίνητα και αμετάβλητα αστέρια του Πτολεμαίου είναι στην πραγματικότητα κάθε άλλο παρά.

Ο Summer Ash είναι ο Διευθυντής Επικοινωνίας για το Τμήμα Αστρονομίας του Πανεπιστημίου Κολούμπια. Είναι επίσης η "In-House Astrophysicist" για το The Rachel Maddow Show και τα tweet ως @Summer_Ash.