23.04.2017.

DVOSTRUKO ČUDO

Koliko daleko može da vidi čovek? A dvogled? Amaterski teleskop?
Zavisi u šta gleda.
Ako nas interesuju najveće distance onda moramo da potražimo najsjajnije zvezde (najluminoznije). Golim okom od sjajnijih zvezda najdalja je Deneb, gigant u repu Labuda (Cygnus) odnosno vrh krsta okrenutog ka severu. Ova zvezda je udaljena 2600 svetlosnih godina, dok su skoro sve ostale gigantske zvezde u opsegu od nekoliko stotina svetlosnih godina udaljenosti. Ispod par desetina svetlosnih godina od nas pravih giganata nema; sve su zvezde u blizini zapravo patuljci i zvezde glavnog niza.

Kroz teleskop nešto što je malo udaljenije u našoj galaksiji bi trebalo da bude W31a, Wolf-Rayet zvezda u južnom sazvežđu Carina. Njena magnituda je 10.85, potpuno u dometu malih teleskopa a udaljenost oko 30 hiljada svetlosnih godina - to je još uvek naš komšiluk, prečnik Galaksije je tri puta veći. Verovatno da bi mnoge druge zvezde sa drugog kraja naše galaksije bile vidljive, samo kad ne bi oko centra naše Galaksije bilo toliko oblaka koji blokiraju sjaj zvezda.

Ako na teleskop montiramo kameru ili DSLR - mogućnosti se višestruko uvećavaju. U tom slučaju možemo računati na magnitude 15-20, u zavisnosti od mogućnosti opreme. To nas stavlja u poziciju da snimimo gomilu zvezda u Magelanovim Oblacima (160 hiljada do Velikog i 200 hiljada svetlosnih godina do Malog Magelanovog Oblaka). Sve te zvezde su tamnije od magnitude 12. Ali to nije sve: u M33, galaksiji u Trouglu, postoji zvezda magnitude 16 koja nosi romantično ime: M33-013406.63.
Ona spada u kategoriju LBV (Luminous blue variables) odnosno plavih hipergiganata koji imaju epizode jakih erupcija. Te erupcije mogu rezultirati posledičnim gubitkom sjaja (luminoznosti) za 30% i padom temperature površine za 8500K, a u toku same erupcije provala sjaja nas vrlo često može navesti da pomislimo da je  pitanju supernova. Nakon svega toga jasno je zašto te zvezde oko sebe imaju magline, Eta Carinae je najbolji primer.
E ako te zvezde tražimo u drugim galaksijama - doći ćemo do distance od nekoliko miliona svetlosnih godina. Ali ako tražimo dalje, odnosno u pretragu uključimo supernove onda distance dramatično rastu. Pre nekoliko godina sam ludom srećom među prvima u Evropi snimio supernovu u galaksiji M95 koja je udaljena 32 miliona svetlosnih godina (pijanog i ludog Bog čuva). Ništa nas ne sprečava da malo većim teleskopima patroliramo u potrazi za supernovama po celom nebu, i da pritom opseg u kome se budemo kretali bude u rangu nekoliko stotina miliona godina.

Ali zašto se ograničiti na supernove? Ako snimamo galaksije imaćemo ko zna koliko hiljada meta, dok se lepih primera supernova desi godišnje možda par desetina na tim istim distancama.
Dakle, amaterski teleskop vidi nekoliko stotina miliona godina unaokolo, jel da?

Evo kako izgleda nešto što je deset puta bliže: galaksija NGC3079 je udaljena 50-60 miliona svetlosnih godina.


Tu je  ukupno 72 snimka po pola minuta; sve je snimljeno u zenitu (ali nažalost iz Končareva) dok je transparencija bila ubedljivo najbolja od početka godine. U suštini izvučen maksimum iz u startu loše situacije.


Mala lentikularna galaksija NGC3073 predstavlja pratilju, njena distanca je 53 miliona svetlosnih godina. Obe galaksije, dakle, predstavljaju sistem.
Ono što je interesantno to je da velika galaksija prolazi kroz ciklus intenzivnog formiranja mladih zvezda; njeno jezgro je veoma sjajno i aktivno i samim tim se klasifikuje kao Sejfertova (tip 2) galaksija. Na ovom snimku se zapaža loptasto jezgro, zapravo lopta vrelog gasa prečnika 3000 svetlosnih godina izbačena iz jezgra. Pritom je to ciklična pojava: na svakih desetak miliona godina se masa gasa izbaci iz jezgra usled formiranja zvezda, a onda gas sporo pada u jezgro i komprimuje preostalu prašinu i gas i izaziva novi ciklus stvaranja zvezda.

Međutim, galaksije uopšte nisu najdalji objekti koje možemo detektovati. Da bi se videlo malo dalje obrada mora da bude drugačija. Kad se snimak prebaci u BW i rastegne isključivo linearno (dakle bez upotrebe curves u PS) moguće je izvući neke verodostojnije detalje i shvatiti njihov međusobni odnos.


Ako obeležimo region od interesa:


Vidim dvojnu zvezdu jel... Pa ne baš. Ovo je jedna od retkih prilika na nebu da se uoči dvojni kvazar, naravno kod mene je kolimacija malo odlutala od pravih vrednosti ali je razdvajanje ipak nekako moguće. Ove dve tačkice su udaljene 5.7 sekundi jedna od druge ali prestavljaju jedan objekat, odnosno kvazar udaljen nešto ispod 9 milijardi svetlosnih godina - i to je apsolutno najdalji objekat koji čovek sa platom od 500 EUR može da snimi.
I sad kreće dilema, zašto je dvostruk. Dva kvazara rotiraju jedan oko drugog? To je prvo palo na pamet ljudima koji su ovu pojavu otkrili krajem sedamdesetih, ali šanse za tako nešto su praktično nula. Priroda kvazara je da orijentacija njihovih matičnih galaksija može biti bilo koja u prostoru, odnosno zašto bi oba jezgra imala džetove sa polova usmerene baš u nas? Rekoh, šanse su nula posto.

I tu su se fizičari setili Ajnštajnove teorije koja je predviđala ovakve pojave. Odnosno reč je o krivljenju prostor-vreme kontinuuma usled masivne gravitacije. Odnosno još uprošćenije: reč je o krivljenju putanje svetlosti. Kvazar emituje svoju tačkastu sliku ka nama, ali na putu do nas nešto razdvaja tu sliku na dve skoro identične slike. Kombinovan sjaj je negde oko 16.7-17mag, dakle dobrim delom na granici moje opreme i zato sam morao da čekam da ovaj deo Velikog Medveda dođe u zenit, kao i da upotrebim ove frankenštajnovske metode obrade.

Fantom koji seče sliku na dvoje, rekosmo, mora da bude nešto veoma masivno. Najčešće to budu galaktička jata, ali ovde ne vidimo jato već se radi o jednoj masivnoj galaksiji poetične oznake YGKOW G1 koja je i prestonica galaktičkog jata koje moj teleskop ne može da registruje. Sve ovo se nalazi na otprilike polovini distance do kvazara, odnosno na 3.5 milijardi svetlosnih godina i pravo čudo bi bilo da neku galaksiju ulovim na tom rastojanju, nevezano za masu koju poseduje.
Pa ipak, jezgro te galaksije se detektuje - neverovatno ali moja plata je dovoljna čak i za tako nešto.


A i B su razdvojene slike kvazara iza, a C predstavlja centar galaksije koji je udaljen jednu ugaonu sekundu od slike B. Naravno da efekti kolimacije, atmosfere i praćenja prilično stavljaju pod znak pitanja preciznost snimanja, ali mene raduje da je ovo bilo uopšte moguće zabeležiti, a tek onda me raduje da odnosi na ovom isečku u potpunosti odgovaraju odnosima u realnosti.

Za vizuelno osmatranje i razdvajanje ovog kvazara su potrebni veliki teleskopi, takvih nešto nema u ovom delu Evrope; tako da nam ostaje samo astrofotografija gde sve preko 100mm (refraktori) i 150mm (reflektori) bi trebalo da snimi i napravi jasnu separaciju.
Da biste stekli pravu sliku o međusobnim magnitudama poželjna bi bila fotometrija. Za tako nešto se koristi najčešće (Johnson) V-band filter na 545nm, čemu najpribližnije odgovara zeleni kanal na DSLR-u. Dakle, evo izvučenog samo G kanala nerastegnutog krivuljama, odnosno fotometrijski gledano najtačnijeg mogućeg:


Zbog velikog crvenog pomaka (z=1.413) ovaj veoma uvećani isečak kvazara pokazuje ljubičastu boju. Zapravo se radi o crvenoj a sve nesavršenosti detekcije su učinile da liči na ljubičastu - koja je inače na suprotnoj strani spektra. Prava boja je, dakle, crvena:


Inače je interesantna veza odnosno poređenje između kvazara i Sejfertovih galaksija. Dok je jezgro Sejfertove galaksije u proseku (gledano u vidljivom opsegu) u stanju da emituje energiju koja je uporediva sa energijom kompletnog ostatka galaksije - kvazari za to vreme nadjačavaju sjaj ostatka sopstvene galaksije u proseku za oko 100 puta (pet magnituda).

12.04.2017.

JATO BEZ GALAKSIJE

U želji da pronađem i snimim Eskimo nebulu, tražio sam po Blizancima i naleteo na malu magličastu mrlju. Vrlo brzo se videlo da je u pitanju prelepo otvoreno jato, pa sam odustao od Eskimo nebule - pre svega zbog činjenice da je atmosfera bila toliko turbulentna da bi snimanje detalja unutar planetarne magline koja je prečnika Jupitera bilo čista utopija. Jato se zove NGC2420 i udaljeno je dva stepena od navedene magline i tačno u sekund se nalazi na ekliptici.

21x30sec, ISO1600, obrada u Irisu; sever je gore:


Ono što sam ja video u okularu od 25mm nije ni izbliza bilo spektakularno; ni traga od boje zvezda ili strukture jata. Približna simulacija na osnovu jednog light-a od 30sec:


Prvi opis je dao Drayer: "umereno veliko jato, bogato, zbijeno; zvezde 11mag-18mag."
Vizuelno se ne zapaža više od nekoliko do nekoliko desetina zvezda, zavisno od aperture i kvaliteta neba. Međutim, ovo jato uopšte nije blizu - od nas je udaljeno oko 6500 svetlosnih godina. Samim tim članice ovog jata mogu da budu rasute i na 20 ugaonih sekundi od centra jata; a to je prevedeno na tamošnje dimenzije tačno 75 svetlosnih godina u prečniku. Međutim, glavnina mase je ipak skoncentrisana bliže jezgru: polovina procenjene mase se nalazi unutar kruga poluprečnika 4.5 sekundi od prividnog centra.

Ono što je ovde neuobičajeno to je položaj jata. U principu otvorena jata se ne nalaze tako često van ravni naše galaksije, naročito ne 3000 svetlosnih godina van ravni. I sastav odudara od prihvaćenih dogmi: otvorena jata bogata metalima se ne nalaze van ravni diska galaksije, a ovo jato je malo bogatije metalima od očekivane vrednosti.
Odmah su se iskristalisale dve pretpostavke. Po prvoj veoma masivni objekat (molekularni oblak?) je gravitaciono šutnuo nesrećno jato daleko van ravni Galaksije. Druga pretpostavka tvrdi da je ovo jato nastalo unutar druge patuljaste galaksije koja je u međuvremenu usisana od strane naše Galaksije i postala ručak. Za prvu hipotezu kontraargument je činjenica da takav scenario nikad nije detektovan u drugom slučaju; čak je i pitanje ima li oblak mogućnosti da ovako masivno jato katapultira toliko daleko. Za drugu hipotezu problem predstavlja osobina patuljastih galaksija, a i njihovih otvorenih jata, da nikako ne spadaju u bogate metalima. Drugim rečima, sve je potpuno suprotno.

Svakako da ovih 1000 zvezda koje čine jato ipak imaju nekakvu istoriju, samo je to nama zasad nejasno. Jasno je da su zvezde ovog jata siročići - bilo da je njihova matična patuljasta galaksija pojedena, bilo da su izbačene iz naše Galaksije. Takođe u sklopu svih nejasnoća postoji jedna veoma jasna stvar - jato je staro 1.7 milijardi godina. To je neuobičajeno velika starost za otvoreno jato, ali se uklapa u objašnjenje o katapultiranju iz Galaksije. Drugim rečima, Galaksija nije rastrgla ovo jato već je ono opstalo zato što je izbačeno.
Još jedan kuriozitet vezan za ovo jato je veoma brojna populacija dvojnih zvezda, i to se procenjuje da su one najčešće veoma slične mase. Eto još jednog povoda za razmišljanje kako sve utiče gravitacija okolne mase unutar Galaksije na evoluciju otvorenih jata.

Što se tiče proučavanja osobina ovog jata, spektroskopija je kroz istoriju davala šarolike rezultate: od prvih fotometrijskih procena da je u pitanju jato siromašno metalima (1962g i 1967g), preko spektroskopske verifikacije gde se ispostavilo to isto (1980), kao i skorašnjih merenja (2007) gde se tvrdi da je jato ipak malo bogatije metalima nego što se ranije mislilo.
Konkretne vrednosti su se kretale od [Fe/H]=-0.60 do [Fe/H]=-0.05; što je prilično šaroliko.

Ovde slede suvoparna objašnjenja:

1) Zastupljenost metala ("metaličnost") je pojam koji uključuje procenat svih elemenata koji čine neko nebesko telo a da ne spadaju u vodonik i helijum. Faktički sve teže od H i He se u astronomiji svrstava u metale - na užas hemičara.

2) Možemo da budemo i precizniji (na radost hemičara) pa da računamo zastupljenost recimo samo gvožđa. U tom slučaju imamo [Fe/H], a u prethodnom slučaju [M/H], ali da se vratimo na gvožđe.

3) Taj odnos može da bude veći ili manji u odnosu na Sunce. Zvezde koje imaju veću metaličnost imaju i pozitivne vrednosti, recimo ako je [Fe/H]=+1 to onda znači da zvezda ima deset puta veći procenat gvožđa u odnosu na Sunce. Vrednost [Fe/H]=-1 je obrnuto; imamo zvezdu siromašniju gvožđem; a [Fe/H]=0.0 se odnosi na metaličnost (gvožđevitost?) Sunca.

4) Metaličnost utiče i na boju/temperaturu zvezde. Zvezde siromašnije metalima su više plave a bogate metalima su više crvene. Upravo iz ovog razloga su pre pola veka merenja gospodina Sarme (1962) ukazivala na nisku metaličnost - Sarma je gledao boju zvezda i iz toga je proistekao njegov zaključak.

Sve je ovo bitno samo iz jednog razloga - određivanje metaličnosti nam omogućava da odredimo i starost zvezda, odnosno stelarnu evoluciju  u okviru samog jata. A šarolikost rezultata je pre svega rezultat onoga što su pojedina merenja uzimala kao uzorak; to ne znači da su merenja bila netačna ili neprecizna. Primera radi, merenje sistemom APOGEE u 2016. godini je kao uzorak prvobitno koristilo 19 crvenih giganata iz NGC2420. Ispostavilo se da je 7 zvezda od tih 19 bilo nepodesno za spektrometriju: ili su bile binarne ili nisu bile članice jata (njihova radijalna brzina se razlikovala od +73km/sec koja je uzeta kao referentna za celo jato). Ostalih 12 su činile 6 zvezda iz RGB klase na HR dijagramu, a 6 je RC klasa. Ovo je sve bitno zato što su ove klase standarne sveće za određivanje udaljenosti. Zapravo, RC klasa crvenih giganata kada se snima u near-infrared opsegu, uopšte ne pokazuje neke bitne varijacije sjaja po pitanju metaličnosti, starosti, mase ili ekstinkcije; tačnije - idealni su kandidati za standardne sveće.

Bez obzira što je daleko od ravni diska naše Galaksije, ovo jato se ipak ne nalazi izvan Galaksije. Smešteno je u relativno nenaseljenom kutku Persejeve grane Mlečnog Puta. Kad bi NGC2420 bilo na mestu Plejada (jednog od nama najbližih otvorenih jata) prečnik ovog jata bi bio tri puta veći od prečnika punog Meseca i mi bismo ovde imali besplatan šou, možda ne baš kao Mali Magelanov Oblak na južnoj hemisferi, ali svakako vizuelni (i fotografski) spektakl.

07.04.2017.

MISTERIJA IZGUBLJENOG JATA

U Messier-ovom katalogu postoji nekoliko grešaka. Ljudski je grešiti, naročito ako pokušavaš da odvojiš žito od kukolja (Messier je uporno tragao i beležio sve objekte koji su mogli da podsećaju na komete - ali nisu bili komete). Pritom su te greške bile različitog porekla, od klasičnih pozicionih (M48), preko pogrešne prirode objekta (M40, dvojna zvezda), sve do duplog opisa već posmatranog objekta (M102>M101; M91>M58). Za neke objekte se pretpostavlja da su u pitanju bile komete u prolazu, mada to i nije tako verovatno jer je Messier bio ekspert za komete.

Najčešće su, međutim, bile klasične pozicione greške. Razlog za tako nešto nije bila nepismenost ili aljkavost, već priroda mukotrpne nebeske navigacije XVIII veka. Messier je poziciju novog objekta beležio kao uporednu u odnosu na poziciju nekog prethodno zabeleženog objekta. Na taj način se greška multiplikovala za veoma kratko vreme; sve je podsećalo na igru gluvih telefona gde je prvobitna reč bila potpuno različita u odnosu na finalnu.

U ovom slučaju izgleda da je greška bila u prefiksu RA pozicije u odnosu na zvezdu 2 Puppis (2 Navis u to vreme). Drugim rečima, za precizno zabeležiti poziciju otvorenog jata M47 trebalo je 7 minuta oduzeti od pozicije zvezde (RA = 7 h46 m16.6 s) budući da je zvezda istočno (levo) a grešni Messier je 7 minuta dodao.
Naravno da na označenoj poziciji nema ničega. Ipak je u GC katalogu ovo jato postojalo, dobilo je čak i oznaku GC 1594 od strane John Herschell-a, iako je reč o nepostojećem objektu. Sledeći taj svetli primer Dreyer je u novi, tzv Novi Opšti Katalog uveo oznaku NGC2478 a od jata na toj poziciji i dalje ni traga ni glasa. Doduše, John Herschell je bio iskren pa je u svojim opisima pojedinačnih objekata GC kataloga napisao da "jato još uvek nije uočeno. Verovatno je veoma rasuto i siromašno."

Da apsurd bude veći, dobar deo familije John-a Herschell-a je itekako video fantomsko jato. Njegova tetka Caroline Herschell je u dva navrata posmatrala ovo veliko otvoreno jato 1783.godine, a dve godine kasnije i otac William Herschell, dajući mu oznaku H VIII.38.


Levo vidimo jato M47 a dole desno je zvezda magnitude 5.11mag, crveni supergigant klase M1, poznat po oznaci HD 60414. Reč je o promenljivoj koja pulsira i spada u nepravilne promenljive. Zapravo je spektroskopski dvojna; ima plavog pratioca klase B2 ali se to teleskopski ne može videti. Ovo sve generalno i nije toliko bitno, ali su najveće šanse da kad tražite M47 - naiđete prvo na ovu zvezdu, logično pošto je najsjajnija; pod uslovom da idete iz pravca Sirijusa.



Ovo jato je otkriveno iste noći kad i susedno M46 od strane Messier-a, a kako i ne bi kad su međusobno udaljena nešto više od jednog stepena, ili jedno vidno polje prosečnog amaterskog teleskopa na malom uvećanju. Doduše postoji opis italijanskog astronoma Hodierna-e celih sto godina pre Messier-a ali je to bilo zaboravljeno vekovima i tek nedavno otkriveno. Italijan je napisao samo "maglina između dva psa". To perfektno opisuje položaj na granici Canis Major i Minor.
Ali dok M46 čini masa malih zvezda ovde vidimo da je jato M47 sastavljeno iz malog broja sjajnih zvezda. Ta razlika se najbolje uočava u dvogledu, kad M46 i M47 stanu u jedno vidno polje; M47 se lepo uočava kao skup jasnih zvezdica dok se M46 teško razlučuje i pre podseća na neku magličastu mrljicu.

Poređenje je stvar perspektive - i patuljak može izgledati veći od džina. Upravo o ovome se i radi; M46 je 5500 svetlosnih godina udaljeno, a M47 samo 1600. A što se osobina samog jata tiče, to se može videti čak i iz ovih fotki: jato čine uglavnom plavi giganti. Reč je o relativno mladim zvezdama (celo jato se procenjuje na samo 78 miliona godina) i gustina celog jata je veoma mala. Tačnije od svih otvorenih jata ovo se smatra da ima najmanju gustinu tj najmanji broj zvezda po kubnom parseku - 0.62 zvezde za celo jato u proseku.

Snimajući ovo jato bilo je dosta problema sa fokusom usled uraganske košave i turbulencije. Fokus naprosto nije bilo moguće precizno postići, a moguće da je i kolimacija malo odstupila, ali to nije baš moguće rešiti dok je atmosfera nestabilna. Osim toga, mikrovibracije na montaži definitivno povećavaju prečnik zvezda u svim pravcima. Ukupno je snimljeno 27 snimaka po 30sec.

Ali ono što je interesantno u ovom jatu... se nalazi u centru jata.


Ako pogledate ovaj precizno linearno rastegnut BW isečak videćete da su spajkovi (zraci u obliku krsta) ove zvezde deblji nego uobičajeno. Obzirom na gorenavedene probleme, ovo je na granici razlučivosti opreme - reč je o dvojnoj zvezdi Sigma 1121. Nju čine zapravo dve zvezde magnitude po 7.9, razdvojene 7.4 ugaonih sekundi.
Ko posmatra M47 teleskopom obavezno treba da potraži ovu dvojnu zvezdu. Čak i sa najmanjim teleskopima možete da razdvojite Sigmu na nekom srednjem ili većem uvećanju - to što meni nije pošlo za rukom na fotografiji ne znači da se radi o vizuelno nemogućem poduhvatu; fotografije duge ekspozicije i sama obrada veoma često uvećavaju prečnik zvezda pa je razdvajanje nemoguće.