14.04.2019.

DVE BUDUĆE BOMBE

Jednom prilikom sam, s jeseni, boravio na Crnom Vrhu. Vreme je bilo vedro i idealno za astrofotografiju: nema Meseca, nema noćne smene, nema... Jednostavno je to ovako nekako izgledalo (jedino što nije bilo nikakvih još uvek ilegalnih hemijskih preparata kao u navedenom slučaju).
Avantura te večeri oko snalaženja, tačnije nesnalaženja će biti opisana nekom drugom prilikom. Zasad sam montirao teleobjektiv na teleskop i krenuo da lovim dvostruko jato u Perseju (Double cluster, NGC869 i 884).

Međutim, prethodno sam se zagrevao i palačinka 24 STM je poslužila za  fotografisanje Labuda u zenitu. Objektiv je širom otvoren (f2.8) i dužina eksponiranja jednog jedinog snimka je bila 130sec.


Magline se lepo vide za dva minuta i nemodifikovan aparat. Razlog je činjenica da Eos 40D ima dosta slab filter na senzoru kad su u pitanju Ha-alfa frekvencije; propušta oko 25% svetlosti na 656.5nm. Noviji Eosi, počevši od 550D i 60D propuštaju jedva oko 5% pa se kod njih modifikacija savetuje - dok se ja nekako i mogu provući sa četrdeseticom bez modifikacije.

Rubovi su dosta dobro ispali. Generalno jako malo objektiva ima koji bi na punom otvoru mogli lepo da nacrtaju zvezde na periferiji. Doduše, f2.8 nije neka velika zahtevnost za jedan fiksni objektiv, ali radi se o jednom od nekoliko najjeftinijih objektiva u Canon ponudi. Jedina realna zamerka bi mogla da ide u pravcu vinjetiranja, ali ako je to jedini problem onda to i nije neki problem.

Od ranije sam sa dvostrukim jatom u Perseju imao neke nesređene račune, još od kad se ispostavilo da je 55-250 IS potpuno frljnuo rubove na 135mm, evo ovde imate izveštaj o tome. U prvom momentu sam pomislio da je objektiv loš, međutim radilo se o činjenici da se prilikom stekinga svako odstupanje jednostavno multiplikuje. Ako zum lagano popušta između prvog i zadnjeg frejma, onda će finalni stek izgledati opako decentriran - čak i ako pojedinačni snimci to recimo nisu. Ovde jesu pojedinačni snimci decentrirani ali u neuporedivo manjoj meri. Očigledno je da je fijasku kumovalo više uzroka a jedan je svakako promena žižne daljine s vremenom. Drugi faktor je što ja pojma nemam u kom položaju se parkira element zadužen za IS; da li je taj položaj kalibrisan i zaštićen od vibracija itd. Drugim rečima, ponekad snimak bude decentriran a ponekad ne; činjenica da se radi takođe o skoro pa najjeftinijoj klasi teleobjektiva svakako ne doprinosi uverenju da to tako treba.

Da prevedem: u ponovljenoj rundi sam očekivao bolje rezultate. Objektiv je, dakle, ponovo postavljen na 135mm i ako pogledam drugo traumatično iskustvo, sa fiksnim Pentacon-om 200 (i to na f7.0) deluje da teško da može da bude gore. Blendu sam stoga hrabro otvorio na f5.0.


Ovo je isečak iz originalnog snimka i deluje da je žižna daljina negde oko 200mm. Ako se snimak uporedi sa Pentacon-om na gorenavedenom linku videćemo da su boje kod Canon-a mnogo realnije. Pentacon je sve boje proglasio za crvene, čak su i one zvezde koje su plave ispale pink. Canon, s druge strane takođe ima problema sa aksijalnom hromatskom aberacijom ali u neuporedivo manjoj meri. Tačnije ovde se to relativno lako skida u obradi. Pentacon je objektiv iz neke druge dimenzije; napravljen je u Varšavskom Paktu u vreme kad se predviđalo da će crno-beli film i Politbiro vladati do kraja vremena. Neke malo skuplje hemikalije su bile potpuno razbacivanje resursa i kolor filmovi su na levoj strani sveta tj. desno od Gvozdene Zavese bili velika retkost. Upravo iz tih razloga nije ni bilo predviđeno da Pentacon bude lišen hromatske aberacije - to se ionako na crno-belom filmu ne može uočiti. A danas se to na digitalnom senzoru ispoljava kao nedovoljno jasna tačka fokusa, odnosno korektnije bi bilo reći da to nije tačka već linija fokusa. Na početku te linije sve zvezde su crvene a na drugom kraju linije zvezde dobijaju plave rubove - između je neka ljubičasta mešavina koja upropaštava realne zvezdane boje do te mere da je vrlo očigledno da bi ovako slično trebala da izgleda astrofotografija nekim brzim ahromatskim refraktorom.

Srećom pa fotografska industrija ipak napreduje.

O ovom objektu, tačnije o ova dva jata sam više puta pisao tako da će sad samo biti reči o nekim drugim stvarima. Oba jata čine jednu celinu koja se naziva Perseus OB1 asocijacija, takođe ovo je najbliža struktura u Persejevoj grani naše Galaksije gledano sa Zemlje. Persejeva grana je jedna od dve glavne spiralne grane u Mlečnom Putu, druga je Scutum-Centaurus i položaj Sunčevog Sistema je grubo smešten između te dve grane. Inače, OB asocijacije predstavljaju desetak do stotinu masivnih zvezda klase O i B, kao i nekoliko puta više manjih i drugih prelaznih oblika zvezda. U principu najbanalniji i ne baš sasvim tačan, ali svakako najprostiji prevod OB asocijacije bi bio - otvoreno zvezdano jato.

Osim Herschell-ovih oznaka iz NGC kataloga ova dva jata imaju još neke oznake: Caldwell 14, Collinder24/25, Melotte13/14... Da se zadržimo na onoj prvoj oznaci: Caldwell katalog je nastao tako što je Patrick Moore, legendarni ekscentrični britanski promoter astronomije, revidirao Messier-ove objekte. Primetno je bilo odavno da M katalog predstavlja u svojoj osnovi ne spisak deep-sky objekata već uglavnom onih objekata koje jedan tragač za kometama početnik (ili sa refraktorom iz doba Marije Antoanete) može pomešati sa kometama. Drugačije rečeno, neka od pravih nebeskih čudesa su preskočena za šta velika većina današnjih astronoma amatera nema pravo objašnjenje. Moore je napravio spisak od 110 objekata koje je Messier preskočio i sistematizovao ih po deklinaciji, tako što je C1 najseverniji a C109 najjužniji objekat. Generalno govoreći, sa naših balkanskih prostora se ima logike petljati grubo procenjeno do broja 70, za ostalo se ide u Afriku ili Australiju. Još nešto: pošto bi sopstveno prezime (Moore) dalo istu skraćenicu kao i Messier, ser Patrick je elegantno odabrao svoje srednje ime (Caldwell) za ime kataloga. Spisak je zamišljen kao dopuna Messier kataloga i objavljen je prvi put u časopisu Sky and Telescope 1995. godine. U principu Antena galaksije (NGC4039), Eskimo nebula, Veil maglina, maglina Severna Amerika, raznorazne planetarne... su objekti koji su itekako interesantni i vidljivi u 200mm reflektoru i red je bio da ih neko skupi na jednom mestu. Namena kataloga je bila isključivo zabavna i edukativna; svi ovi objekti su već ranije otkriveni i opisani, pa u tom smislu malo podseća na Herchell 400 listu.

Da se vratimo na strukturu ovih jata. Na malom uvećanju u nekom teleskopu srednje aperture (ili u širokougaonom okularu srednje žižne daljine) vidimo da većinu zvezda u jatu čine bele ili beloplave zvezde, dok postoji samo nekoliko crvenih zvezda, manje od desetak. Hint za posmatrače: lagano defokusiranje može da olakša percepciju zvezdanih boja. Dakle, oba jata se sastoje iz preko 300 plavobelih giganata i samo pet crvenih nadgiganata. Prvu grupu čine uglavnom zvezde klase A, B i O; dok crvene zvezde u ovom slučaju pripadaju klasi M. Za crvene se zna da su nastale iz zvezda velike mase, tipično oko 10-30 solarnih masa. Zvezde ispod 10 solarnih masa, s druge strane, provode najveći deo svog života u AGB fazi (faza asimptotskog crvenog džina) koja se završava rapidnim zgušnjavanjem i posledičnim zagrevanjem jezgra zvezde. Posledice ovog porasta temperature su zagrevanje i isparavanje spoljnih slojeva koji odlaze u okolni prostor čineći materijal iz kog je sastavljena novonastala planetarna maglina.


Evo zadatka za teleskop: nađite ovu zvezdu. U pitanju je nadgigant RS Persei koja je ujedno i promenljiva. Njeno matično jato je NGC884 i u pitanju je velika hladna zvezda (3500K) čiji sjaj varira između 7.82 i 10mag u periodu od 245 dana. Takođe je otkriveno i pulsiranje u mnogo dužem periodu (4200 dana) koje prilično varira, pa je sve ovo zaslužno za klasifikovanje iste kao semiregularne promenljive (SRc). Detaljniji snimak u dvostruko uvećanoj rezoluciji:


I ove nadgigantske zvezde (masa 10-30 solarnih) su provele jedan deo svog veka kao AGB giganti. Ta je faza neuporedivo kraće trajala od zvezda manje mase (ispod 10 solarnih), tipično oko 5 do 20 miliona godina. Interesantno a i veoma logično je da se te zvezde tad nisu zvale crveni nadgiganti jer su bile - plave boje. Budući da ovako masivne zvezde troše vodonik i fuzijom ga prevode u helijum mnogo većom brzinom nego manje zvezde, uskoro se zvezdano jezgro veoma zagreva i to dovodi do širenja vodoničnog spoljnog omotača. Zvezda se nadima i postaje nadgigant.
Za najdalje milion godina ili dva ove zvezde potroše i sav helijum u jezgru. Nakon toga preostaje ugljenik; on zauzima mnogo manju zapreminu za istu težinu i jezgro se dodatno sakuplja. Naravno, svako sakupljanje dovodi do porasta temperature, pa tako imamo uskoro i paljenje ugljenika. U najvećem broju slučajeva od momenta početka fuzije ugljenika do njenog završetka prođe nekoliko hiljada zemaljskih godina i onda sledi spektakularno finale.

Ugljenik se fuzionisao u gvožđe kroz još nekoliko etapa, i mi imamo lagani porast količine gvožđa i nikla u samom jezgru. Problem je što fuziju ova dva elementa ne možemo u prirodi da ostvarimo budući da je za tako nešto potrebna najveća energija u celom periodnom sistemu elemenata. Drugim rečima možemo smatrati da gvožđe dalje ne podleže fuziji i da je ono definitivni pepeo svih zvezdanih termonuklearnih reakcija. Onog momenta kad krene gigantska implozija jezgra, nalik na rušenje kule od karata, jezgro se odbije samo od sebe i razleti na sve strane i mi imamo odbacivanje spoljnih slojeva zvezde koji nisu učestvovali u eksploziji. Ti slojevi i dalje čine nekada atmosfersku strukturu crvenog nadgiganta i oni prednjače u posteksplozionom širenju; budući da ovde dominira vodonik jasno je da je spektar tipa 2 supernova upravo bogat vodonikom.

Mehanizam implozije je danas nepotpuno razjašnjen ali ono što se zna to je da jezgro čini mešavina gvožđa i nikla u formi nekakve gasovite supe; supu čini degenerativni gas u kome plivaju elektroni koji su otrgnuti od jezgara, i jezgra elemenata. Čuvena Čandrasekarova granica (1.44 solarnih masa) se odnosi upravo na pritisak degenerisanih elektrona iznad kog ne može da postoji telo sastavljeno od ovakve degenerisane supe. Tačnije, može da postoji ali mora prethodno da prođe stadijum kolapsa koji zapravo predstavlja eksploziju jezgra. To počinje tako što spoljni slojevi jezgra kreću da se ruše ka unutra brzinom od 23% brzine svetlosti. Nagli porast ionako već visoke temperature dovodi do emisije visokoenergetskih gama zraka (elektroni u suštini) koji efikasno razaraju jezgra gvožđa u helijumska i neutrone. Sledeće što se dešava je otvaranje mogućnosti za masivni inverzni beta raspad: tako dobijamo gomilu neutrona i, što je mnogo bitnije, neutrina. Neutrini ne reaguju sa materijom i u jednoj milisekundi beže iz zvezdanog jezgra i praktično cele zvezde. Mi možemo da uočimo neutrinski fluks koji traje nekih desetak sekundi i to je zapravo snimak onog momenta kad je eksplozija supernove praktično upravo počela.

E, ali materiju ne čine samo elektroni. I neutroni imaju svoju Čandrasekarovu granicu, samo što se ona zove malo drugačije (Tolman-Openhajmer-Volkovljeva granica) i iznosi 0.75 solarnih masa. To je praktično ona masa ostatka nakon eksplozije supernove koji je sačinjen kompletno iz neutrona i to je neutronska zvezda. Ali da se vratimo na eksploziju koja je u toku: sažimanje jezgra usled elektronskog kolapsa je na svom kraju, jezgro se skupilo do granice gde preovlađuju pritisak degenerisanih neutrona i jaka nuklearna sila. Dalje više u prirodi nema kontrakcije, barem mi da znamo za sada. Rezultat silovitog zaleta udarnog talasa od 70 hiljada kilometara u sekundi je odbijanje i formiranje udarnog talasa koji kreće ka spolja. Ovo je osnovni mehanizam eksplozije supernove, a interesantno je šta se dalje dešava: udarni talas veoma brzo usporava i staje; ostavljajući degenerisan centar jezgra. Razlog zaustavljanja udarnog talasa je činjenica da udarni talas kida strukturu jezgra gvožđa i nikla koji su bili glavna energija za početak eksplozije.

Danas se smatra da je svega 1% energije emitovane u okviru ove eksplozije jezgra napustilo jezgro u formi neutrina. Sve ostalo se pretvorilo u neutronsku kašu - proton i elektron daju neutron i neutrino. Neutronska zvezda je nešto najgušće napakovano u kosmosu što postoji, a praktično eksploziju spoljnih slojeva zvezde, što zapravo čini samu eksploziju supernove, izaziva onaj 1% energije. Faktički ovo je najčistija moguća neutrinska bomba - ni mi na Zemlji je ne bi bolje konstruisali.


Još jedan izazov za posmatrače je zvezda S Persei, takođe crveni nadgigant u dvostrukom jatu, ovog puta u NGC869. Takođe spada u semiregularne promenljive, sjaj joj varira 8-12mag u periodu od oko dve godine. Prečnik joj je oko hiljadu puta veći od Sunčevog a masa dvadesetak puta. Ovo nam daje okvirnu pretpostavku da je temperatura površine oko 3600K, a torusa prašine koji okružuje zvezdu oko 900K.

Ko potraži ovu zvezdu videće da je dvojna: na dva Jupiterova prečnika od nje se nalazi beloplavi partner magnitude 11mag. Kakve će posledice na tu zvezdu ostaviti jednog dana goreopisan proces termonuklearne eksplozije jezgra nadgiganta - niko nema pojma.