«Διεθνή συνεργασία ξεκινούν οι ερευνητές του Αστεροσκοπείου Σκίνακα το 2012 και θα διαρκέσει μέχρι το 2015 με το κορυφαίο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Καλιφόρνιας, το επίσης διάσημο Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας στην Γερμανία και το Αστρονομικό Κέντρο Ερευνών της Ινδίας με θέμα την κατανόηση των μηχανισμών εκπομπής στις υπερμαζικές μαύρες τρύπες» τόνισε σε συνέντευξη στο «Ην-Ων» ο Ομότιμος Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Κρήτης, στο τμήμα Φυσικής και επικεφαλής του Αστεροσκοπείου Σκίνακα κ. Ιωάννης Παπαμαστοράκης.
Οι Υπερμαζικές Μαύρες Τρύπες -συνέχισε- κρύβονται στα κέντρα των ενεργών γαλαξιακών πυρήνων και μπορούν να παρατηρηθούν μόνο έμμεσα.
Ερ. Τι ερευνούν τα μέλη του Τομέα Αστροφυσικής και Διαστημικής Φυσικής του Αστεροσκοπείου;
Απ. Η έρευνα των μελών του Τομέα Αστροφυσικής και Διαστημικής Φυσικής του Αστεροσοπείου Σκίνακα καλύπτει ένα μεγάλο αριθμό θεμάτων, από την μελέτη της ατμόσφαιρας της Γης έως τη μελέτη μακρινών γαλαξιών. Στο ηλιακό σύστημα, μελετάται η εξέλιξη των πλανητικών ατμοσφαιρών. Στο Γαλαξία μας, η γέννηση των άστρων, λευκοί νάνοι, άστρα νετρονίων, μελανές οπές, πλανητικά νεφελώματα και υπολείμματα υπερκαινοφανών. Πέραν του Γαλαξία, η εξέλιξη των γαλαξιών της Τοπικής Ομάδος, η κατανομή σκόνης και εκπομπή υπέρυθρης ακτινοβολίας σε σπειροειδείς γαλαξίες, τα αστρονομικά MASERS, οι πίδακες πλάσματος και μηχανισμοί παραγωγής ενέργειας σε πυρήνες ενεργών γαλαξιακών και κβάζαρς. Τα δεδομένα που αναλύονται προέρχονται από διάφορα οπτικά τηλεσκόπια μεταξύ των οποίων και αυτό του Σκίνακα, αλλά και από διαστημικά τηλεσκόπια όπως το Hubble, τηλεσκόπια ακτίνων Χ (ROSAT, RXTE, CHANDRA, XMM/Newton) και υπέρυθρου (Infrared Space Observatory, Spitzer Space Telescope, Akari, και Herschel Space Telescope) καθώς και από ραντάρ.
Οι κύριες ερευνητικές δραστηριότητες του τομέα και του αστεροσκοπείου του Σκίνακα, συνοψίζονται στα επόμενα:
– Έρευνα σε θέματα που αφορούν την εξέλιξη των πλανητικών ατμοσφαιρών και εκείνης της Γης διεξάγεται με την χρήση υπολογιστικών μοντέλων για την προσομοίωση της ατμοσφαιρικής σύστασης, ροής ακτινοβολίας και θερμοκρασίας. Τα μοντέλα παράγουν την κατακόρυφη δομή της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας και των συγκεντρώσεων των ιχνοστοιχείων. Η έρευνα αυτή συμπεριλαμβάνει μεταβολές του κλίματος της Γης λόγω γεωλογικής εξέλιξης και εξελικτικών αλλαγών της λαμπρότητας του Ήλιου. Επιπλέον μελετάται η εξέλιξη της δομής της ατμόσφαιρας του Τιτάνα. Σχετικά με θέματα φυσικής περιβάλλοντος, μελετώνται μεταβολές του όζοντος της ανώτερης ατμόσφαιρας, το ισοζύγιο ενέργειας στην επιφάνεια και ατμόσφαιρα της Γης και η αειφόρος εκμετάλλευση των υδατικών πόρων.
– Στην ιονοσφαιρική φυσική, διερευνώνται φαινόμενα συμφώνου σκέδασης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από ηλεκτροστατικά κύματα πλάσματος στην ιονόσφαιρα. Πειραματική και θεωρητική διερευνήσει των μηχανισμών ασταθειών πλάσματος και της ηλεκτροδυναμικής στην περιοχή Ε της ιονόσφαιρας μέσων πλατών, παρουσία σποραδικών στρωμάτων E S και ατμοσφαιρικών κυμάτων βαρύτητας. Έρευνα φαινομένων συμφώνου και ασυμφώνου ιονοσφαιρικής σκέδασης στην σελαική ζώνη με το EISCAT (European Incoherent Scatter Experiment) και άλλα radars. Εφαρμοσμένη έρευνα θεμάτων αιολικής ενέργειας (π.χ. αιολικού δυναμικού, τύρβης ανέμου, κ.α.) με μετρήσεις και μαθηματικά μοντέλα.
– Η έρευνα στην αστροφυσική υψηλών ενεργειών περιλαμβάνει συγκεκριμένα την φυσική των ισχυρών μαγνητικών πεδίων, πάλσαρς, αστέρες νετρονίων, μηχανισμούς διάδοσης ακτινοβολίας και δημιουργία του φάσματος εκπομπής στα ανωτέρω αντικείμενα, προσρόφηση της ύλης σε αστέρες νετρονίων και μελανές οπές σε διπλά συστήματα, εκρηκτικές κοσμικές πηγές ακτινών-γάμμα (gamma-ray bursts).
– Σε θέματα Θεωρητικής Αστροφυσικής η έρευνα αποσκοπεί στη μοντελοποίηση αστρονομικών αντικειμένων και της διάδοσης ακτινοβολίας όλων των μηκών κύματος σε διάφορα αστρονομικά περιβάλλοντα. Συγκεκριμένα αντικείμενα μελέτης είναι: α) Πηγές ακτινών Χ (λευκοί νάνοι, αστέρες νετρονίων, μελανές οπές), β) αστρονομικά MASER και γ) Σπειροειδείς γαλαξίες.
Ερ. Ποιος είναι ο ρόλος του τηλεσκοπίου του Αστεροσκοπείου Σκίνακα;
Απ. Το Τηλεσκόπιο 1.3 μ του Αστεροσκοπείου του Σκίνακα, είναι το μεγαλύτερο εν λειτουργία στην Ελλάδα, και χρησιμοποιώντας το η έρευνα στην παρατηρησιακή αστροφυσική περιλαμβάνει: Τη μελέτη, μέσω παρατηρήσεων με στενά συμβολομετρικά φίλτρα και φασματοφωτομετρία, υπερκαινοφανών αστέρων (Σούπερνοβα) και πλανητικών νεφελωμάτων του Γαλαξία μας, με στόχο την καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών εκπομπής και των τελευταίων σταδίων της αστρικής εξέλιξης (όπως ανακάλυψη εκτεταμένης άλω σε πλανητικά νεφελώματα ως αποτέλεσμα αστρικών ανέμων). Μελέτη της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κόμης των κομητών με τον Ηλιακό άνεμο. Φασματοσκοπικές μελέτες διπλών συστημάτων αστέρων που το ένα μέλος είναι Λευκός Νάνος, Αστέρας Νετρονίων ή Μελανή Οπή. Μελέτη κατανομής σκόνης σε σπειροειδείς γαλαξίες. Μελέτη της μεταβλητότητας που παρουσιάζει η εκπομπή ακτινοβολίας στο ορατό φως από ραδιοϊσχυρούς και ραδιοασθενείς ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (όπως BL-Lac αντικείμενα και αντικείμενα τύπου Seyfert 1 και κβάζαρς). Μελέτη πηγών ακτίνων Χ άγνωστης ταυτότητας που έχουνε βρεθεί από δορυφόρους ανίχνευσης ακτίνων Χ (ASCA, XMM-Newton, CHANDRA). Χρησιμοποιώντας διαστημικά τηλεσκόπια σε υπέρυθρα μήκη κύματος (Infrared Space Observatory, Spitzer Space Telescope, Herschel Space Telescope) γίνεται μελέτη των ιδιοτήτων αλληλεπιδρώντων γαλαξιών, ομάδων γαλαξιών (Hickson Compact Groups), ενεργών γαλαξιακών πυρήνων και γαλαξιών υπερφωτεινών στο υπέρυθρο (Ultraluminous Infrared Galaxies). Με βάση τις ιδιότητες αυτές, εξετάζονται προβλήματα παρατηρησιακής κοσμολογίας τα οποία σχετίζονται με τις επιπτώσεις της σκόνης και της ενεργειακή συνεισφοράς των γαλαξιών που είναι φωτεινοί στο υπέρυθρο στα αρχικά στάδια της δημιουργίας του Σύμπαντος.
Ερ. Ποια είναι τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο;
Απ. Τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια βρίσκονται στα αστεροσκοπεία των Άνδεων, της Χαβάης, της Χιλής και των Καναρίων Νήσων.
Ερ. Που βρίσκεται και πότε δημιουργήθηκε το Αστεροσκοπείο του Σκίνακα;
Απ. Το Αστεροσκοπείο Σκίνακα βρίσκεται στο όρος Ίδη (Ψηλορείτης) στην κεντρική Κρήτη σε υψόμετρο 1750 μ. (Γεωγραφικό μήκος 240 53’ 57’’ Ανατολικά, Γεωγραφικό πλάτος 350 12’ 43’’ Βόρεια). Η απόστασή του από την πόλη του Ηρακλείου είναι 25 χλμ. σε ευθεία γραμμή, ενώ οδικώς απέχει 50 χλμ. Καθοδόν, 20 χλμ. πριν φθάσει κάποιος στο Σκίνακα, συναντά την παραδοσιακή πόλη των Ανωγείων, γνωστή για το σημαντικό της ρόλο στη νεώτερη ιστορία της Κρήτης. Βορειοδυτικά από το Αστεροσκοπείο, σε ευθεία απόσταση περίπου 6 χλμ., βρίσκεται το Ιδαίον Άνδρον, το διάσημο σπήλαιο όπου, σύμφωνα με τη μυθολογία, ανατράφηκε ο Δίας.
Η ιδέα να αποτελέσει ο Σκίνακας τόπο αστρονομικής έρευνας ξεκίνησε το καλοκαίρι του 1984 και άρχισε να υλοποιείται με την διάνοιξη δρόμου προς την κορυφή του βουνού. Το Πανεπιστήμιο Κρήτης, το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (τότε Ερευνητικό Κέντρο Κρήτης) και το Ινστιτούτο Max Planck Εξωγήινης Φυσικής της Γερμανίας συμφώνησαν να τοποθετήσουν και να λειτουργήσουν από κοινού ένα τηλεσκόπιο με έμφαση τόσο στην σύγχρονη εκπαίδευση των φοιτητών του Πανεπιστημίου στην Αστρονομία όσο και στην έρευνα εκτεταμένων ουράνιων αντικειμένων όπως οι κομήτες και τα αέρια νεφελώματα.
Η άφιξη του κομήτη του Halley, o οποίος επρόκειτο να γειτνιάσει την άνοιξη του 1986 μετά από 76 χρόνια περιπλάνηση και πάλι τη Γη, έθετε και τον χρονικό ορίζοντα εγκατάστασης του τηλεσκοπίου, του οποίου το ευρύ οπτικό πεδίο και η υπερευαίσθητη ηλεκτρονική κάμερα το έκαναν ιδιαίτερα κατάλληλο για την παρατήρηση του κομήτη. Πράγματι μετά τη διάνοιξη δρόμου μέσα από το βραχώδες βουνό και την κάτω από ιδιαίτερα δύσκολες συνθήκες κατασκευή του πρώτου, πετρόχτιστου Αστεροσκοπείου, εκατοντάδες επώνυμοι και ανώνυμοι πολίτες από όλη την Ελλάδα συνέρευσαν την άνοιξη του 1986 στον Σκίνακα για να συμμετάσχουν στα εγκαίνια και την παρατήρηση του κομήτη του Halley. Το 1988 ολοκληρώθηκε και η κατασκευή του επίσης πετρόχτιστου ξενώνα που χρησίμευσε αμέσως για να στεγάσει το πρώτο σχολείο παρατηρησιακής αστροφυσικής στην Ελλάδα.
Η επιτυχημένη εγκατάσταση και λειτουργία του πρώτου, πλην όμως με 0.3μ διάμετρο κατόπτρου, μικρού τηλεσκοπίου επιβεβαίωσε και τις άριστες συνθήκες που προσφέρει η κορυφή Σκίνακα για αστρονομικές παρατηρήσεις υψηλής ποιότητας στην περιοχή της Μεσογείου. Γι αυτό τα συνεργαζόμενα ιδρύματα απεφάσισαν την περαιτέρω ανάπτυξη του Αστεροσκοπείου με την εγκατάσταση μεγαλύτερου και πολύ σύγχρονου τηλεσκοπίου τύπου Ritchey Cretien με διάμετρο κατόπτρου 1,3μ. Το τηλεσκόπιο, το οποίο εγκαινιάστηκε το φθινόπωρο του 1995, τοποθετήθηκε σε μεταλλικό κτίριο ώστε να ελαχιστοποιούνται τοπικά φαινόμενα θερμικών αναταράξεων (τύρβη). Το τηλεσκόπιο των 1,3μ αποτελεί ένα μεγάλο συλλέκτη φωτός κατασκευασμένο με υψηλές προδιαγραφές ευκρινούς και πιστής απεικόνισης ευρέως οπτικού πεδίου. Οι ιδιότητες αυτές εξασφαλίζουν την άριστη φωτογράφιση και μελέτη εκτεταμένων ουράνιων αντικειμένων όπως γαλαξιών, σμηνών άστρων και γαλαξιών και αέριων νεφελωμάτων. Για την περαιτέρω βελτίωση της παρατήρησης εκτεταμένων αντικειμένων κατασκευάσθηκε Μειωτής Εστιακής Απόστασης ο οποίος προσαρμοσμένος στο Τηλεσκόπιο σχεδόν διπλασιάζει το πεδίο παρατήρησης, προσφέροντας ταυτόχρονα τη δυνατότητα φασματοσκοπίας.
Το έτος 2006, σε συνεργασία με το πανεπιστήμιο του Tuebingen, εγκαταστάθηκε στον Σκίνακα ένα τρίτο τηλεσκόπιο με το όνομα «Γανυμήδης», με διάμετρο κατόπτρου 0.6 μέτρα, το οποίο λειτουργεί με τηλεχειρισμό μέσω διαδικτύου και διαθέτει μεγάλο οπτικό πεδίο.
Το Αστεροσκοπείο Σκίνακα χαρακτηρίζεται από εξαιρετική ευκρίνεια της υπερκείμενης ατμόσφαιρας. Οι θερμικές αναταράξεις στην ατμόσφαιρα της Γης, η λεγόμενη ατμοσφαιρική τύρβη περιορίζει σοβαρά την διακριτική ικανότητα των επίγειων τηλεσκοπίων με αποτέλεσμα ένα άστρο να εμφανίζεται ως εκτεταμένος δίσκος (δίσκος του Seeing) όταν παρατηρείται από τηλεσκόπια στην επιφάνεια της Γης. Το φως του ίδιου άστρου παρατηρούμενο εκτός της ατμόσφαιρας εμφανίζεται ως σημειακή πηγή όπως π.χ. στην εστία του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble. Αστρονομικές τοποθεσίες με εξαιρετικό Seeing είναι ως εκ τούτου εξέχουσας σημασίας για υψηλής ευκρίνειας οπτικές παρατηρήσεις.
Χρησιμοποιώντας συσκευή μέτρησης του Seeing που βασίζεται στην τεχνική DIMM (διαφορική κίνηση εικόνας ενός αστέρα), κατεδείχθη ότι πράγματι η κορυφή του Σκίνακα είναι μια εξαιρετική αστρονομική τοποθεσία, από τις καλύτερες που είναι γνωστές μέχρι σήμερα στη περιοχή της Μεσογείου.
Ερ. Ποιες οι διεθνείς διασυνδέσεις του τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης;
Απ. Το Τμήμα Φυσικής, σε συνεργασία με τη Διεύθυνση Διεθνών Σχέσεων του Πανεπιστημίου Κρήτης έχει δώσει ιδιαίτερη έμφαση στην ανάπτυξη εκπαιδευτικών διασυνδέσεων με χώρες του εξωτερικού. Πιο συγκεκριμένα το Τμήμα Φυσικής υποστηρίζει τις ακόλουθες δράσεις:
Πρόγραμμα Erasmus Φυσικής: Φοιτητές από άλλα Πανεπιστήμια της Ευρώπης μπορούν να έλθουν στο Τμήμα Φυσικής και να παρακολουθήσουν επιλεγμένα προπτυχιακά και μεταπτυχιακά μαθήματα αποκτώντας την αντίστοιχη πιστoποίηση σε ECTS. Επίσης προπτυχιακοί φοιτητές Τμήματος μπορούν να μεταβούν σε χώρες τις Ευρώπης για ένα χρονικό διάστημα 3 – 12 μηνών ώστε να παρακολουθήσουν μαθήματα τα οποία αναγνωρίζονται για την απόκτηση του πτυχίου τους. Προγράμματα ανταλλαγών είναι διαθέσιμα και για μέλη ΔΕΠ του Τμήματος. Περισσότερες πληροφορίες για τους συντονιστές του προγράμματος και τα ιδρύματα εξωτερικού που συμμετέχουν βρίσκονται εδώ.
Διοργάνωση εντατικών προγραμμάτων εκπαίδευσης τύπου «Erasmus Intensive Program». Το επόμενο πρόγραμμα έχει τίτλο: Charged Particle Optics: Theory and Simulation και θα γίνει στο κτίριο Φυσικής τον Αύγουστο του 2011.
– Σε συνεργασία με το Universite de Grenoble της Γαλλίας, προσφέρεται η δυνατότητα σε φοιτητές των δύο ιδρυμάτων της από κοινού εκπόνησης διδακτορικής διατριβής.
– Σε συνεργασία με το Αστεροσκοπείο Σκίνακα, ομάδες μαθητών και φοιτητών από τη Γερμανία επισκέπτονται το Τμήμα και το Αστεροσκοπείο σε ετήσια βάση και εκπαιδεύονται σε σύγχρονα θέματα αστροφυσικής και στη χρήση των τηλεσκοπίου 1.3μ καθώς και των οργάνων του.
– Σε συνεργασία με το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας, το Τμήμα συμμετέχει στις ετήσιες Διαλέξεις Ωνάση κατά τις οποίες κάθε χρόνο ομάδες φοιτητών από όλο τον κόσμο εκπαιδεύονται από διακεκριμένους ομιλητές σε σύγχρονα θέματα έρευνας στη φυσική και άλλες θετικές επιστήμες.
Επιπλέον των παραπάνω, τα μέλη του Τμήματος Φυσικής είναι ιδιαίτερα δραστήρια σε ερευνητικούς τομείς αιχμής και διατηρούν συνεργασίες με κορυφαία πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα του εξωτερικού. Το γεγονός αυτό έχει δώσει τη δυνατότητα σε ένα σημαντικό αριθμό από φοιτητές και αποφοίτους του Τμήματος να μεταβούν σε ιδρύματα της Ευρώπης και των ΗΠΑ για συνέχεια των σπουδών τους.
Βιογραφικό
Ο Γιάννης Παπαμαστοράκης είναι Ομότιμος Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Κρήτης στο τμήμα Φυσικής και επικεφαλής του Αστεροσκοπείου Σκίνακα.
Ο Γιάννης Παπαμαστοράκης γεννήθηκε στο Ηράκλειο. Σπούδασε Φυσική στο Πολυτεχνείο του Μονάχου και εκπόνησε τη διδακτορική του διατριβή στο Ινστιτούτο Max-Planck Εξωγήινης Φυσικής της Γερμανίας. Έλαβε το Διδακτορικό του δίπλωμα (Ph.D.) από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου (Πολυτεχνείο) το 1975 στην Παρατηρησιακή Αστροφυσική.
Στη συνέχεια ασχολήθηκε επί σειρά ετών στο Ινστιτούτο Max-Planck με την εξερεύνηση του γειτονικού διαστημικού χώρου μέσω δορυφορικών παρατηρήσεων. Μετά την έλευσή του, στο νεοσύστατο τότε, Πανεπιστήμιο και Ερευνητικό Κέντρο Κρήτης, δημιούργησε σε συνεργασία των δύο Ιδρυμάτων της Κρήτης με το Γερμανικό Ινστιτούτο Max-Planck, το Αστεροσκοπείο Σκίνακα. Παράλληλα με την ανάπτυξη του Αστεροσκοπείου ασχολείται ερευνητικά σε διάφορα θέματα της Αστροφυσικής όπως κομήτες, πλανητικά νεφελώματα, κατάλοιπα εκρήξεων supernova, αστρικά σμήνη και γαλαξίες. Μεταξύ των άλλων δραστηριοτήτων του, περιλαμβάνεται η οργάνωση και ανάδειξη του θεσμού των Επιστημονικών Διαλέξεων Ωνάση, σε συνεργασία του Κοινωφελούς Ιδρύματος Ωνάση και του Ι.Τ.Ε. Στο Πανεπιστήμιο Κρήτης τοποθετήθηκε ως επίκουρος καθηγητής το 1985, όπου στη συνέχεια εξελίχθηκε σε αναπληρωτή καθηγητή το 1990 και εξελέγη στην βαθμίδα του καθηγητή το 2005. Συνταξιοδοτήθηκε και εξελέγη ομότιμος καθηγητής του Τμήματος Φυσικής το 2009.
Επιστροφή στο 15ο Τεύχος Ην-Ων