Zadivljujući svemir
Toliko tajnovit a ipak toliko prekrasan
U OVO doba godine, noćno nebo mami svojim draguljima okićenim blještavilom. Visoko iznad naših glava korača moćni Orion, koji se u siječanjskim večerima lako vidi od Anchoragea na Aljasci do Cape Towna u Južnoafričkoj Republici. Da li ste se skoro zagledali u nebesko blago koje se nalazi u dobro poznatim zviježđima poput Oriona? Astronomi su prije kratkog vremena zavirili u njega koristeći nedavno popravljen Svemirski teleskop Hubble.
O Orionovom pojasu visi njegov mač sastavljen od tri zvijezde. Pahuljasta zvijezda u sredini mača nije uopće zvijezda nego glasovita Orionova maglica, upadljivo lijepa, čak i kad se gleda kroz kućni teleskop. Međutim, njen prozračni sjaj nije razlog zbog kojeg su profesionalni astronomi njome fascinirani.
“Astronomi istražuju Orionovu maglicu kao i mnoge njene mlade zvijezde zato što je to najveće i najaktivnije područje rađanja zvijezda u našem dijelu galaktike”, izvještava Jean-Pierre Caillault u časopisu Astronomy. Maglica je očito kozmički porodiljski odjel! Kad je teleskop Hubble fotografirao Orionovu maglicu, hvatajući detalje koji još nikad nisu bili viđeni, astronomi nisu vidjeli samo zvijezde i svjetlucajući plin već i ono što Caillault opisuje kao “male pahuljaste jajolike oblike. Mrlje narančastog svjetla. Liče na mrvice nečijeg ručka koje su slučajno pale na fotografiju.” Međutim, umjesto da je riječ o greškama koje se dogode prilikom razvijanja filma u tamnoj komori, znanstvenici vjeruju da su ovi pahuljasti jajoliki oblici “protoplanetarni diskovi, prvi sunčevi sustavi u nastanku, viđeni s udaljenosti od 1 500 svjetlosnih godina”. Da li se zvijezde — odnosno, čitavi sunčevi sustavi — rađaju sada u Orionovoj maglici? Mnogi astronomi vjeruju da se to događa.
Od porodiljskog odjela do zvjezdanog groblja
Dok Orion s lukom u ruci krupno korača naprijed, izgleda kao da se sučeljava sa zviježđem Taurusa, odnosno s bikom. Na tom mjestu, blizu vrška bikovog južnog roga, malim se teleskopom može otkriti tračak blijedog svjetla. On se naziva maglica Rakovica i kad se gleda kroz veliki teleskop, izgleda poput eksplozije koja se širi, kao što možete vidjeti na stranici 9. Ako bi Orionova maglica bila zvjezdani vrtić, onda bi susjedna maglica Rakovica mogla biti grob zvijezde koja je iskusila smrt nezamislive žestine.
Tu su nebesku kataklizmu možda zabilježili kineski astronomi koji su opisali “zvijezdu gosta” u zviježđu Bika koja se naglo pojavila 4. srpnja 1054. i sjala tako snažno da se 23 dana vidjela za vrijeme dnevnog svjetla. “Nekoliko tjedana”, primjećuje astronom Robert Burnham, “zvijezda je plamtjela svjetlošću jačine oko 400 milijuna sunaca.” Takvo spektakularno zvjezdano samoubojstvo astronomi nazivaju supernova. Čak i sada, gotovo tisuću godina nakon tog promatranja, fragmenti koji su nastali praskom jure kroz svemir brzinom koja prema procjeni iznosi 80 milijuna kilometara na dan.
Svemirski teleskop Hubble sudjelovao je i na ovom području, zavirujući duboko u srce maglice i otkrivajući “detalje u Rakovici kakve astronomi nisu nikada očekivali”, izvještava časopis Astronomy. Astronom Paul Scowen kaže da će zbog otkrića “astronomi teoretičari razbijati glavu neko vrijeme”.
Astronomi, poput Roberta Kirshnera s Harvarda, vjeruju da je razumijevanje ostataka supernove kao što je maglica Rakovica važno jer se oni mogu koristiti za mjerenje udaljenosti do drugih galaktika, što trenutno predstavlja područje intenzivnog istraživanja. Kao što smo vidjeli, neslaganja u pogledu udaljenosti drugih galaktika nedavno su pokrenula živu debatu o modelu velikog praska koji govori o stvaranju svemira.
Iza Bika, no još uvijek zamjetljivo na sjevernoj hemisferi na zapadanom nebu u siječnju, nalazi se blagi sjaj u zviježđu Andromede. Taj sjaj Andromedina je galaktika, najudaljeniji objekt koji je vidljiv golim okom. Čuda kao što su Orion i Bik nalaze se u našem kozmičkom dvorištu — samo nekoliko tisuća svjetlosnih godina od Zemlje. Sada međutim upiremo pogled dalje, u ogromnu spiralu zvijezda udaljenu prema procjeni dva milijuna svjetlosnih godina koja jako sliči našoj galaktici, Mliječnom putu, ali je još i veća — s nekih 180 000 svjetlosnih godina od jednog ruba do drugog. Dok promatrate blagi sjaj Andromede, vaše se oči kupaju u svjetlosti kojoj je možda više od dva milijuna godina!
Posljednjih su se godina Margaret Geller i drugi posvetili ambicioznim programima izrade karata svih galaktika oko nas i to u tri dimenzije, a rezultati toga pokrenuli su ozbiljna pitanja u vezi s teorijom velikog praska. Umjesto da su zapazili pravilan raspored galaktika u svakom smjeru, kozmički su kartografi otkrili “galaktičku tapiseriju” u strukturi koja se širi već milijunima svjetlosnih godina. “Kako se ova tapiserija istkala od gotovo jednolične materije tek rođenog svemira, jedno je od najvažnijih pitanja u kozmologiji”, stoji u jednom nedavnom izvještaju iz uvaženog časopisa Science.
Ovu smo večer započeli s pogledom u naše siječanjsko noćno nebo i odmah smo otkrili ne samo ljepotu od koje zastaje dah već i pitanja i misterije koji zadiru u samu prirodu i porijeklo svemira. Kako je nastao? Kako je došao do sadašnjeg stupnja složenosti? Što će se dogoditi s nebeskim čudima koja nas okružuju? Može li to tko reći? Pogledajmo.
[Okvir na stranici 8]
Kako znaju koliko je daleko?
Kad nam astronomi kažu kako je Andromedina galaktika udaljena dva milijuna svjetlosnih godina, oni nam zapravo pružaju ocjenu koja se temelji na sadašnjim razmišljanjima. Nitko još nije otkrio metodu neposrednog mjerenja takvih udaljenosti od kojih zastaje razum. Razmak do najbližih zvijezda, koje su u krugu od 200 ili manje svjetlosnih godina, može se neposredno izmjeriti putem zvjezdane paralakse, koja uključuje običnu trigonometriju. Ali to se može primijeniti samo na zvijezde koje su Zemlji tako blizu da izgleda kao da se polagano kreću kako Zemlja putuje oko Sunca. Većina zvijezda i sve galaktike mnogo su dalje. Od tog trenutka počinje nagađanje. Čak i zvijezde koje se nalaze u našem dvorištu, kao naprimjer čuveni crveni superdiv Betelgeuse u Orionu, predmet su nagađanja, čije se udaljenosti prema procjeni kreću od 300 pa do preko 1 000 svjetlosnih godina. Stoga nas ne bi trebalo iznenaditi ako otkrijemo da postoje nesuglasice između astronoma u pogledu galaktičkih udaljenosti koje su milijun puta veće.
[Okvir na stranici 8]
Supernove, pulsari i crne rupe
U srcu maglice Rakovica leži jedno od najneobičnijih tijela poznatog svemira. Prema znanstvenicima, sićušno tijelo umrle zvijezde, koje se steglo do nevjerojatne gustoće, vrti se u svom grobu brzinom od 30 okretaja u sekundi i emitira radio valove koji su na Zemlji prvi put otkriveni 1968. godine. Naziva se pulsar i opisuje se kao rotirajući ostatak supernove koji je toliko stiješnjen da se elektroni i protoni u atomima prvobitne zvijezde, stisnuti jedni uz druge, pretvaraju u neutrone. Znanstvenici kažu kako je to nekad bila masivna jezgra superdivovske zvijezde kao što su Betelgeuse ili Rigel koje se nalaze u Orionu. Kad je zvijezda eksplodirala i kad su vanjski slojevi od eksplozije odletjeli u svemir, ostala je samo stisnuta jezgra, bijelo usijani žar čiji se nuklearni požar davno ugasio.
Zamislite da se zvijezda koja je glomazna kao dva naša Sunca stisne u loptu promjera 15 do 20 kilometara! Zamislite da se planeta Zemlja stisne na 120 metara. Šesnaest bi kubičnih centimetara tog materijala težilo više od 16 milijardi tona.
Čak i ovaj opis nije izgleda konačno slovo po pitanju stezanja materije. Ako bismo Zemlju stisnuli sve do veličine špekule, Zemljino bi gravitacijsko polje konačno postalo toliko snažno da čak ni svjetlo ne bi moglo umaknuti. Na tom bi stupnju naša sićušna planeta izgledala kao da nestaje unutar onog što se naziva crna rupa. Iako većina astronoma vjeruje u crne rupe, njihovo postojanje još uvijek nije dokazano i izgleda da se i ne pojavljuju tako često kako se prije par godina mislilo.
[Okvir na stranici 10]
Jesu li te boje stvarne?
Ljudi koji promatraju nebo pomoću svojih kućnih teleskopa često dožive razočaranje kada prvi put ugledaju poznatu galaktiku ili maglicu. Gdje su te predivne boje koje su vidjeli na fotografijama? “Boje galaktika ne mogu se vidjeti neposredno ljudskim okom, čak ni najvećim teleskopima koji postoje”, primjećuje astronom i znanstveni pisac Timothy Ferris, “jer je njihovo svjetlo preslabo da bi stimuliralo receptore za boje koji se nalaze u mrežnici.” To je neke osobe navelo na zaključak kako su prekrasne boje koje se vide na astronomskim fotografijama lažne, jednostavno nekako dodane prilikom izrade fotografija. To međutim nije istina. “Boje su zaista stvarne”, piše Ferris, “a fotografije predstavljaju najbolje napore astronoma da ih točno reproduciraju.”
U svojoj knjizi Galaxies, Ferris objašnjava da su fotografije nejasnih udaljenih tijela, kao što su galaktike ili većina maglica, “produkt vremena osvjetljavanja, koje su dobivene tako da se teleskop usmjeri prema galaktici i da se fotografska ploča osvjetljava čak nekoliko sati tijekom kojih svjetlo zvijezda prodire u fotografsku emulziju. Za to vrijeme mehanizam koji pomiče teleskop anulira rotaciju Zemlje i zadržava teleskop usmjeren prema galaktici dok astronomi, ili u nekim slučajevima automatski upravljački sustav, rade male korekcije.”
[Slike na stranici 7]
(Vidi publikaciju)
1 Zviježđe Orion, poznati prizor na siječanjskom nebu širom svijeta
2 Orionova maglica, zapanjujući pogled pahuljaste “zvijezde” izbliza
3 Duboko unutar Orionove maglice — je li to kozmički porodiljski odjel?
[Zahvale]
#2: Astro Photo - Oakview, CA
#3: C. R. O’Dell/Rice University/NASA photo
[Slika na stranici 9]
Andromedina galaktika, najudaljeniji objekt koji je vidljiv golim okom. Brzina kojom se vrti izgleda narušava Newtonov zakon gravitacije te pokreće pitanje tamne materije koja je nevidljiva za teleskope
[Zahvala]
Astro Photo - Oakview, CA
[Slika na stranici 9]
Maglica Rakovica u zviježđu Bika — zvjezdani grob?
[Zahvala]
Bill i Sally Fletcher
[Slike na stranici 10]
Gore: Cartwheel galaktika. Manja galaktika sudarila se s njom, proletjela kroz nju i ostavila za sobom plavičasti prsten od milijardi novoformiranih zvijezda koje okružuju Cartwheel galaktiku
[Zahvala]
Kirk Borne (ST Scl) i NASA
Ispod: Maglica Mačje oko. Djelovanje dviju zvijezda koje kruže jedna oko druge najlakše objašnjava zamršene strukture
[Zahvala]
J. P. Harrington i K. J. Borkowski (Sveučilište Maryland) i NASA