28.07.2018.

MIRKO, PAZI DŽET!

Svaki učesnik Messier-ovog Maratona zna da se pobeda odlučuje u sazvežđu Device (Virgo). Malim teleskopima se tu može videti nekoliko desetina, a od deset inča aperture pa naviše - par stotina galaksija. I sve one su članice Virgo galaktičkog jata za koji smo do danas izbrojali 1300 članica, uz dodatak da ih ima verovatno preko dve hiljade. Razliku do ove druge cifre čine još uvek neotkrivene patuljaste galaksije, ukoliko crtu podvučemo još niže, broj članica jata je verovatno proporcionalno tome veći. Ovo jato galaksija ima praktično dva centra: jedna prestonica je M49 a druga M87. U oba slučaja radi je o jajastim loptama zvezda koje imaju mnogo veću masu od ekvivalentnih spiralnih galaksija. Iako je M49 prečnika oko 160 hiljada svetlosnih godina a M87 "samo" 120 hiljada, činjenica koja otkriva pravog gazdu ovog klastera je broj globularnih jata koje pripadaju ovim galaksijama. Prva (M49) ima oko šest hiljada a druga (M87) duplo više zbijenih zvezdanih jata i samim tim je jasno koju galaksiju od te dve prvo treba da snimim.

Tridesetih godina prošlog veka oko M87 se dosta trudio Edwin Hubble. U svojoj klasifikaciji je ovu galaksiju (tačno) opisao kao vangalaktičku maglinu, što je do tada praktično bila jeres. Uspeo je da razluči ovu galaksiju na globularna jata, što je posle Andromedine galaksije drugi razlučen sistem u istoriji. Smatralo se tada da postoji samo jedna Galaksija, naša, sa velikim G. Međutim, već duže vreme se šuškalo da sve baš i nije tako, i da je univerzum mnogo veći. Falili su samo dokazi a era velikih reflektora od pre sto godina je dozvolila nešto što niko nije do tada mogao da zamisli - razlučivanje posebnih zvezda članica u drugim galaksijama. Ovo je postalo moguće izgradnjom Hukerovog teleskopa aperture dva ipo metra, mada je razlučivanje cefeida bilo na samoj granici tog sistema. Kako je to moguće kad danas amaterski 16" teleskop postiže bolje rezultate od 2.5m teleskopa, odnosno magnitudu 24mag?

Vrlo prosto: fotografske ploče koje su se nekad koristile su bile staklene ploče premazane osetljivom emulzijom, premda za današnje pojmove ta emulzija uopšte nije bila osetljiva. Eksponiranje je trebalo da bude veoma dugo i teleskopi su morali da budu veliki da bi se uopšte došlo do nekih rezultata. Čak su ti teleskopi bili prilično neosetljivi na greške montaže u praćenju: dok se greška uoči operater je imao dovoljno vremena da pomeri ploču (da, praćenje je funkcionisalo pomeranjem ploče a ne celog teleskopa) na željeno mesto. Nekoliko sekundi na sporoj emulziji nije moglo da ostavi vidljive tragove, dajući vremena čoveku da povuče dim iz lule pre nego što koriguje grešku. Ovo je slično ponašanju fotografskog filma; ko se bavio astrofotografijom pre par decenija i više znao je da je svaki film tolerantniji na greške u praćenju, pod uslovom da se iste isprave, naravno. Kod mnogo osetljivijeg digitalnog senzora se apsolutno ništa ne prašta.


Na ovom snimku se nalazi prikupljenih 29 snimaka po pola minuta na ISO1600. Ova galaksija je udaljena od nas negde oko 53 miliona svetlosnih godina, koliko je, uostalom, i cela ta grupacija galaksija udaljena. Grupaciju inače zovemo jednostavno po sazvežđu koje okupira: Virgo klaster odnosno jato. Pritom se samo ovo jato može razdvojiti na tri posebne strukture koje imaju centar u najvećim eliptičnim galaksijama tog sazvežđa: M87, M86 i M49, s tim da je prva centar celog jata. U suštini zapaženo je da su u centru dominantne masivne eliptične galaksije, a da su spiralne češće bliže periferiji, mada ovo ne treba uzeti kao stoprocentno pravilo. Veoma je moguće, čak je potpuno sigurno po današnjim shvatanjima da eliptične galaksije nastaju evolucijom od spiralnih u masivnim sudarima i stapanjima, što je potpuno suprotno od Hablove teorije o evoluciji galaksija. Po njegovoj čuvenoj šemi sve galaksije se dele na eliptične, spiralne sa prečkom i spiralne bez prečke, s tim da iz eliptičnih nastaju evolucijom ostalo oblici.

Ako Virgo klaster dalje analiziramo na sve većoj skali distance doći ćemo do Virgo superklastera. To je galaktička nadgrupa koja obuhvata naše Lokalno jato, Virgo klaster, M81 grupu galaksija, grupu u Lavu, M101 grupu, grupu M51 i grupe u sazvežđima Velikog Medveda i Zmaja. Gravitaciono težište se nalazi u Virgo klasteru, a mi smo - kompletna periferija. S druge strane, ako Virgo klaster sumiramo na manjim distancama videćemo da se on sastoji iz galaksija između kojih se nalazi retka plazma zagrejana na 30 miliona Kelvina. U toj plazmi plovi značajan broj zvezda koje su ispale iz svojih matičnih galaksija prilikom sudara i interakcija. Smatra se da čak 10% svih zvezda Virgo klastera predstavljaju ove beskućnice, a kuriozitet kog nema u našem Lokalnom jatu je i pojava vangalaktičkih planetarnih maglina, zbijenih jata kao i regiona formiranja zvezda. Ovakav vašar intergalaktičkih kosmičkih tvorevina označava veću gustinu i jače interakcije pa samim tim i objašnjava zašto u našoj Lokalnoj grupi ne postoji nijedna velika eliptična galaksija - zato što smo jato male mase. Možda jednog dana dobijemo takvu galaksiju putem sudara Mlečnog Puta i Andromedine galaksije, ali neće to tako skoro...

Jednu zanimljivu stvar je kod ove galaksije zapazio H.D. Curtis 1918. godine: "čudan prav zrak, očigledno povezan sa jezgrom putem tanke linije materije". Kad je, tri decenije kasnije, nova nauka poznata kao radio-astronomija otkrila veliki izvor poznat kao Virgo A koji se poklapao sa položajem jezgra M87, postalo je očigledno da ovaj mlaz materije itekako ima veze s tim. Tada je W. Baade uočio da je ovaj mlaz (džet) sastavljen iz polarizovane svetlosti i predložio objašnjenje po kome mlaz čine elektroni koji ubrzavaju do relativističkih brzina u jakom magnetnom polju.

Prečnik galaksije M87 je oko 120 hiljada svetlosnih godina, dakle vrlo slično kao naša galaksija, ali uz jednu veoma bitnu razliku: M87 je eliptična lopta a ne spiralno naborana palačinka kao naša galaksija. Samim tim je njena masa neuporedivo veća: recimo da ste naslagali gomilu palačinki na gomilu. Dužina džeta iznosi negde oko 5 hiljada svetlosnih godina, mada se tragovi izbačene materije mogu detektovati značajno dalje - oko 260 hiljada svetlosnih godina, dakle izvan granica galaksije. Ovaj oblak materije se pritom širi što nam ukazuje na precesiju (rotiranje) pravca u koji je usmeren džet.

Ako pogledamo strukturu ovog mlaza shvatićemo da on veoma precizno crta istoriju erupcija. Vidi se nekoliko čvorova materije koji su u prošlosti izbačeni, a vidi se i jedna velika šupljina što nam ukazuje da se pre 70 miliona godina desila velika erupcija. Poslednje pretpostavke su da periodične erupcije sprečavaju hlađenje intergalaktičkog gasa, što dalje sprečava formiranje mladih zvezda i posledično sprečava M87 da postane velika spiralna galaksija.

Logično je da se odavno primetilo da postoje promene u strukturi mlaza. I već sedamdesetih godina prošlog veka se ispostavilo ono što je bilo neizbežno: izmereno je da se praktično svi poznati džetovi iz crnih rupa kreću brzinama većim od brzine svetlosti. U slučaju M87 se radilo o 6c, dok je bilo i većih izmerenih vrednosti. Ova pojava se naziva superluminalno kretanje (negde u literaturi i supraluminalno) i po današnjim shvatanjima potpuna je optičko-fizička iluzija. Radi se o tome da je mlaz (džet) usmeren ne direktno prema nama (onda bi to bio kvazar) već pod nekim manjim uglom, recimo dvadesetak stepeni - ali i dalje prema nama (ovo je krucijalno). Brzina svetlosti koju šalje mlaz iz svake svoje tačke je ista (c). Periferni delovi mlaza su bliži nama, što znači da svetlost iz njih dolazi pre nego svetlost iz početnih delova mlaza; kad se to ukombinuje dobije se da nama izgleda kako mlaz eruptira brže od svetlosti. Kako? Vrlo prosto: prvo pristiže slika perifernog mlaza a potom i regiona koji se postepeno približavaju samoj crnoj rupi. Ovo smenjivanje slika podseća na projekciju filma i mi vidimo ubrzanu transformaciju mlaza. Ili još prostije: zamislite trodimenzionalni presek ljudskog tela putem CT skenera. Ako ubrzate snimak delovaće kao da se veoma brzo krećete kroz ljudsko telo, iako se zapravo uopšte ne krećete: do vas dopiru frejmovi različitom brzinom koja je potpuno nerealna. Ovde je suština što prvo dobijamo frejmove koji se odnose na periferne delove džeta. Primenjeno na M87: najrealnije bi bilo kad bi mlaz bio usmeren 90 stepeni u odnosu na nas i onda bismo mogli da vidimo realnu brzinu kretanja.


Na neki čudan način došlo je do disproporcionalnog, naravno, i potpuno virtuelnog "sabiranja" brzine svetlosti i brzine džeta. Ovo je protiv teorije relativiteta koja kaže da je nemoguće bilo kakvo sabiranje brzina jer je c konstantna i najveća moguća brzina, ali zaboravljate da je ovde reč o potpunoj iluziji i optičkoj varci - stoga je ovakvo prividno sabiranje moguće.

Autor ovog mlaza materije je akrecioni disk supermasivne crne rupe. Inače postoji velika razlika između malih (stelarnih) crnih rupa i supermasivnih (galaktičkih) i pre svega se ogleda u odnosu prečnika i Švarcšildovog radijusa. Ovaj radijus je zapravo horizont događaja, odnosno sfera koja okružuje crnu rupu i predstavlja granicu iza koje biva usisana čak i svetlost. U idealnom slučaju (nerotirajuća crna rupa, a takva ne postoji) taj radijus zavisi samo od mase i može se izračunati za svako telo poznate mase u svemiru. Za Sunce Švarcšildov radijus bi iznosio 3 kilometra a za Zemlju devet milimetara. Crna rupa se definiše kao objekat čiji je prečnik manji od Švarcšildovog radijusa, tako da bi Sunce i Zemlja kao crne rupe imale navedene prečnike, odnosno manje od toga.

Međutim, stelarne crne rupe imaju mnogo manju masu. One nastaju nakon eksplozije zvezde kad udarni talas komprimuje jezgro do neverovatnih vrednosti. Samim tim je i gustina veoma velika, pa je moguće da nastanu crne rupe (zamislite koja je gustina potrebna da se Sunce sabije u loptu od tri kilometra!). Ali kako povećavamo masu crne rupe tako raste i Švarcšildov radijus, i to mnogo brže od prečnika crne rupe; što je u suštini vrlo logično: Švarcšildov radijus je proporcionalan masi a prečnik crne rupe je proporcionalan kubnom korenu zapremine. U praksi dobijamo da je Švarcšildov radijus supermasivne crne rupe kakva se viđa u jezgrima velikih galaksija zapravo jedna sfera velikog prečnika - dok je prečnik same crne rupe neuporedivo manji. Ako pogledamo odnos te sfere i mase crne rupe videćemo da je njena prosečna gustina oko gustine vode, dok je gustina stelarne crne rupe ili recimo neutronske zvezde oko 1018 kg/m3.
Praktično ovo znači da se unutar Švarcšildovog radijusa supermasivne crne rupe nalaze svetovi i svetovi, nije sve zbijeno u smislu nepovratnog singulariteta. Ima tu mnogo materije u ko zna kom stanju, samo naprosto ne može da emituje svetlost ka nama. Ili drugim rečima: dug je put od Švracšildovog radijusa do centra crne rupe.

Optički gledano, džet ima prečnik 20x2 ugaone sekunde. To znači da je džet vizuelno po dužini jednak prečniku Saturna, zajedno sa prstenovima - ako gledamo na velikom uvećanju teleskopa. Pritom je širina džeta možda u proseku uporediva sa širinom prstena (prsten je 1" prividno na ekvatoru i 2.5" na krajevima). Dakle, onako kako vidite Saturnov prsten u svom teleskopu tako biste videli i džet M87, jel? Pa ne baš... Poenta je da je planetarni prsten neuporedivo sjajniji i kontrastniji. To je i razlog zašto ovu čudnu galaktičku strukturu niko nije opisao ranije, imajući u vidu da je M87 poznata jako dugo: džet se nalazi u regionu velikog sjaja galaksije i u principu je veoma malog kontrasta. Praktično je džet morao da sačeka otkriće fotografije, iako je danas moguće da iskusni posmatrači u velikim dobsonima mogu da vide džet na velikim uvećanjima - ali je činjenica da treba znati gde i šta tražiti.

I na kraju najbitnije: kako se to uklapa u mogućnosti moje opreme? Da li je moguće detektovati džet pomoću 150mm reflektora vizuelno ili fotografski?

Vizuelno svakako da ne, a fotografski to zavisi od stabilnosti atmosfere, kolimacije i kvaliteta optike. Kad bi se organizovalo takmičenje i kad bi apertura bila limitirana na, recimo, 8 inča, redosled bi bio ovakav: svakako najbolji izbor bi bili apohromatski refraktori ali mogu da dođu u obzir i manje kontrastni reflektori tipa SC ili Newtonian teleskopi. Maksutov bi bio neznatno ispred njih a jedino ne bi baš zablistali RC i ultrabrzi astrografi jer za istu aperturu imaju najveću opstrukciju. Toliko o kontrastu; da su drugi optički parametri u pitanju rang lista bi bila sasvim drugačija. Dakle, ja zasad čvrsto držim sredinu tabele.


Na ovom isečku u 100% rezoluciji se vidi gore zvezda magnitude 8.75mag koja je marker za vizuelno nalaženje M87, premda se ova sjajna mutna mrlja vidi i bez toga. Obratite pažnju na dve galaksije na 4h (NGC4478 i NGC4476) jer su one jako bitne kao mogući izvor zabune. One su velike i lako uočljive kao stelarne galaksije; njih je u principu moguće vrlo lako pomešati sa drugim galaksijama koje se nalaze na poziciji 5h u odnosu na jezgro M87. Ove tri manje galaksije su dosta bliže jezgru M87 i redom su: 
1) UGC7652,
2) MAC 1230+1221 i
3) MAC 1230+1222.

Ove tri manje galaksije su vizuelno teško uočljive kao posebne strukture ali na manjim uvećanjima većih teleskopa njihova jezgra mogu da naprave iluziju naznake džeta. Zato se i savetuju što veća uvećanja, tipično preko 400x. U opisanoj situaciji džet je mnogo sitniji i nalazi se na 2h, ne na 5h. U tom konktekstu sam rastegao stack kao monohromatski da bi se videlo malo kontrastnije mesto gde je džet. Rezolucija je uvećana dvostruko:


Na uvećanom delu snimka se vidi obeležen položaj jezgra i malog rasvetljenja - džeta. Na osnovu merenja i računanja (jedan piksel je 1.57arcsec) džet je dužine dvadeset sekundi, što se potpuno uklapa u realne podatke. Pojačan kontrast:


Ovde stupa na scenu oštrenje (unsharp mask) i dizanje rezolucije 4x:


Džet je, dakle, vidljiv ali bez nekog velikog kontrasta. Ovo je posledica ne toliko svih mana teleskopa ili atmosfere, već pre svega montaže koja unosi određenu grešku sa svakim snimkom. U slučaju sabiranja tridesetak snimaka ta random greška daje efekat gaussian blur-a i onda oštrenje snimka itekako ima smisla.

A postoji i drugi pristup: sabiranje više kraćih ekspozicija.
Pokušao sam sa 12 snimaka od po šest sekundi, tu bi turbulencija trebala da bude neuporedivo manja. Međutim, to se pokazalo kao jedva dovoljno za uočavanje strukture džeta, budući da je 12x6sec u suštini veoma malo fotona za tako tamnu strukturu.


Na desetostruko uvećanom snimku mlaz naziru jedino vidovito nadarene osobe:


Zaključak: za uočavanje ove strukture vam treba minimum par hiljada evra, svejedno da li se bavite astrofotografijom ili vizuelnom astronomijom.

15.07.2018.

KOMETA IZNAD PLANETE MAJMUNA

Dakle, kometa po imenu C/2015 O1 (PANSTARRS) je te večeri nastup započela u sazvežđu Velikog Medveda. Samo da napomenem da je Veliki Medved u proleće u zenitu; prolazak komete kroz zenit je blagoslov koji se ne dešava tako često na severnoj hemisferi i treba ga iskoristiti maksimalno. Njen sjaj na ovom sajtu je predviđen da bude maksimalno 13.6mag a koma je predviđeno da ima prečnik od jednog minuta. Na drugim mestima astronomske zajednice na internetu, recimo na ovom, vidimo da je sjaj komete projektovan na 15.0mag. Ove varijacije nisu nikakvo čudo; komete su poznate kao prilično nepredvidive kad je predviđanje u pitanju. Takođe, sabiranje sjaja koji je "razmazan" na području nepravilnog oblika (podseća na zarez) je jako neprecizno i nezahvalno. Po nekim uobičajenim shvatanjima vizuelnih astronoma, za posmatranje difuznog objekta magnitude 13 i niže bi bio potreban minimalno 16" teleskop (40cm) u divljini i pod tamnim nebom, mada je jednostavna detekcija svakako moguća i u nešto manjim teleskopima. Naročito ako imate nečim da to fotografišete.

Pošto je na dnevnom redu malo teži objekat odlučio da polovinom maja izvidim jednu lokaciju o kojoj se ispredaju bajke: Crni Vrh kod Jagodine. Premda ponegde piše da je to vrh kod Kragujevca, bliži je i dostupniji Jagodini a i katastarski se nalazi na području Jagodine. Jedini problem sa ovim ostrvskim vrhom visine 707m je činjenica da do njega vodi makadam koji ponekad popravi vojska a ponekad civilna vlast (obratite pažnju na upotrebu priloga "ponekad"), a po pravilu te popravke se dese baš pre monsunskih kiša. U prevodu: ako običnim autom krenete velike su šanse da ćete postati kum sa majstorom koji popravlja trap. Ovo mesto ima i svojih dobrih strana: turbulencija je obično mnogo manja nego na Južnom Kučaju a i nebo je prilično tamno na samo 13km vazdušne linije od centra Jagodine, odnosno 16km od centra Kragujevca.

Moj jedini kontakt sa vizuelnom astronomijom je - traženje objekata. To je nešto što ne nameravam da napustim ni kad jednog dana stigne GoTo montaža. Naprosto, orijenacija u tražiocu a zatim u vidnom polju teleskopa je suviše često zabavna i suviše retko frustrirajuća da bi bila napuštena. Ako izuzmemo traženje, sav moj rad se svodi na displej fotoaparata. I upravo te večeri je traženje upalo u onu kategoriju "frustrirajuće". A zašto, odgovor je veoma prost i uvek isti: nedovoljna i neadekvatna priprema. Dakle, imao sam par screenshot-ova iz Winstars-a i Stellarium-a i to je to; nisam se uopšte nešto iscrpnije pripremao. A to je zato što se kometa nalazila nepuna dva stepena od Alioth-a, Epsilon UMa, zvezde u repu magnitude 1.76. Nađem ja otprilike taj deo gde treba snimati, ali tamo naprosto nema ničega. I tako nekoliko puta; i na kraju rešim da snimim taj deo neba za koji mislim da krije kometu, a kasnije se može videti da li je bilo uspešno ili ne.

Jednu stvar sam zaboravio: kometa te magnitude je toliko tamna da je nikakva sila neće izvući na svetlost displeja tamo negde u sred gore zelene; naročito ako je eksponiranje 30sec i ISO1600. Moj je zadatak bio da teleskop pozicioniram naslepo i da ne gubim mnogo vremena na detaljno zumiranje snimaka, ali to je nešto što sam shvatio tek posle dobrih pola sata frustracije. Nebo je bilo vrlo dobro do odlično, svi light-ovi su pokazivali brutalno crno nebo do te mere da sam morao dodatno da proverim podešavanja, da li nisam recimo ISO zaboravio na 800 ili 400...

Poređenja radi, levo je isečak u 100% rezoluciji jednog light-a sa Crnog Vrha, desno iz Končareva. Na desnom snimku je Eskimo nebula ali to je nebitno, ovo je uzeto čisto ilustrativno. Ništa drugo nije menjano na snimcima, takvi su izašli iz kamere.


Ako se prebaci u monohromatski mod i malo rastegne, razlike su još uočljivije:


Ovde je upečatljivo koliko mi (šta mi, ja!) gubimo signala samim tim što se nalazimo na lokacijama koje nisu optimalne. Da se na snimku desno nalazila neka galaksija, njeni periferni delovi bi sasvim sigurno bili potpuno nevidljivi jer nebo (odnosno LP) popuni te periferne delove čiji je sjaj isti ili manji u odnosu na fon neba.

Na stack-u od 32 snimka po pola minuta se kometa jedva uočavala. Razlog nije toliko slab sjaj već algoritam stekinga - kometa se pomerala i svoj ionako mali sjaj rasipala po velikoj površini. Uostalom, probajte da nađete kometu:


Sumnjiva mrlja se nalazi između centra i 11h, evo isečka u 100% rezoluciji:


Iris je opremljen i mnogim drugim korisnim opcijama. Ponekad pomislim da bi Christian Buil zbog svog izuzetnog poznavanja astronomije, fotografije i matematike u srednjem veku obavezno bio spaljen kao veštac. Nama danas ostaje samo da mu se zahvalimo za činjenicu da je njegov program i dalje besplatan - a besplatan je zato što njegovo okruženje nema ni jedan jedini piksel koji upućuje na to da je XXI vek nastupio. Grafički gledano, najveći deo programa se odvija iz komandne linije koja podseća na DOS a ostatak okruženja podseća na starije verzije Windows-a. To je ono što plaćate kod mnogih novijih programa za obradu astrofotki - atraktivan dizajn uvek više košta od ostatka sadržaja, kao uostalom i u svemu ostalom u životu; dok matematika i algoritmi kao što vidimo mogu da se u principu dobiju i besplatno.

Ipak meni to nije smetalo već naprotiv - volim da učestvujem u što je više moguće koraka procesa nastanka fotografije. Za početak je trebalo izmeriti položaj komete na prvom i poslednjem frejmu, a onda izračunati proteklo vreme, odnosno dužinu trajanja snimanja, u ovom slučaju 27 minuta i 48 sekundi. Međutim samu dužinu treba preračunati i izraziti u pikselima po satu (misli se na brzinu prividnog kretanja komete). Kometa se kretala u x ravni odnosno horizontalno +18 piksela a u y vertikalno -7 piksela. Dalje, ovih nepunih pola sata je 0.0196 dana tj 0.4704 sati što daje +38.265 piksela na sat u x ravni i -14.88 u y ravni.

Stvar zbog koje bi Buil bio spaljen je čarobna komanda TRANS2 koja uzima u obzir sve ove gorepomenute parametre. To je proces ponovne registracije snimaka ali ovog puta u odnosu na kretanje komete. Jednostavnim aritmetičkim sabiranjem (komanda ADD2) dobija se ovakav 32-bitni monohromatski stack:


Lenjir u šake i merenje u Photoshopu može da počne: prečnik glave komete je jednak ostalim zvezdama magnitude 10-15mag u kadru i iznosi 7.1 ugaonu sekundu; ništa čudno obzirom da su glave skoro svih kometa oduvek opisivane kao stelarne; koma je prečnika 48 sekundi.
Isti snimak ali stekiran metodom kappa_sigma i u boji; vidi se da nema baš nikakvog vidljivog poboljšanja.


Reč-dve o objektu koji je snimljen. Ova kometa je označena kao C/2015 O1 PANSTARRS i sve te oznake ipak nešto znače. Oznaka C znači da se radi o neperiodičnoj kometi (P označava periodične), dok termin O1 u oznaci komete znači da se radi o prvoj kometi otkrivenoj u periodu druge polovine jula 2015. godine (svaka polovina meseca u godini ima svoje slovo a druga polovina jula je označena sa O). Klasifikacija je dalje ovde malo odstupila od realnog stanja u smislu da su sve komete zapravo periodične, samo zbog lakšeg praćenja u toku istorije sve komete čiji period obilaska oko Sunca iznosi više od 200 godina - smatraju se neperiodičnim. Vrlo često se ranije dešavalo, zapravo redovno je to bio slučaj da se periodične komete koje se iznova vraćaju posmatraju kao zasebna nebeska tela. Hejlijevu kometu (da, Halley se čita Hejli ili Heli, na užas onih malobrojnih koji ne znaju engleski jezik) je recimo otkrivala gomila hroničara svakih sedamdesetak godina i tako par hiljada godina unazad.

Prepreka ovakvom haosu bi bila tačna matematička determinacija kometine putanje, samim tim i predviđanje njenog budućeg dolaska. Smatra se da je nekoliko posmatranja kometinog položaja dovoljno da se računanjem odredi njena putanja - ali se podrazumeva da tih nekoliko posmatranja i beleženja vremena i položaja budu veoma precizni. To je počelo da se radi u XVIII veku a na veoma sličan način se radi i danas, s tim što mnoge komete možemo velikim teleskopima ili Hablom pratiti i u aphelu (najudaljenijem delu putanje). Primera radi, najčuvenija kometa se trenutno nalazi u Hidri i ima magnitudu 25mag. Pošto je granična magnituda Habla 31mag pomislili biste kako bi bilo lepo snimiti dotičnu... Slažem se ali do sada 1P/Halley je snimio jedino njegov kopneni brat VLT i evo tog snimka.

Putanja komete C/2015 O1 je  toliko izdužena da je odrednica "neperiodična" zapravo veoma prikladna. U perihelu kometa prilazi Suncu na 3.7 astronomske jedinice a u aphelu se udaljava 74 hiljada astronomskih jedinica. To je nešto više od jedne svetlosne godine! Pritom kometa dostiže srednji sloj Ortovog oblaka. Jasno je da je ovoj kometi potreban dug vremenski period da okonča jedan obilazak oko Sunca, i u njenom slučaju to iznosi sedam miliona godina. Prošli put kad je kometa prolazila pored Zemlje na njenoj površini nije bilo ljudi. Majmun poznat pod nazivom Sahelanthropus je vladao centralnom Afrikom i podela na šimpanze i ljude se još nije ni nazirala. Dovoljno govori činjenica da nemamo dovoljno dokaza da dotičnog pretka proglasimo za sposobnog da hoda na dve noge...

Skeptik sam da ćemo ikada moći da precizno izračunamo položaj Zemlje i ove komete u njenom prethodnom prolazu ovdašnjim ćoškom kosmosa. Sedam miliona godina je strahovito mnogo vremena... Razlog nije toliko procesorska snaga (koja se lako proizvede i napabirči na jednom mestu) koliko nepreciznost podataka koje prikupljamo danas o položaju komete, a što sve može da dovede do veoma velike greške kako sežu putanje u prošlost. Ali to je još i manji problem u odnosu na činjenicu da je u proteklih sedam miliona godina ko zna koliko poznatih i nepoznatih nebeskih tela vršilo svoj gravitacioni uticaj na ovu kometu, menjajući joj putanju.

I sve to zbog krajnje hipotetičke mogućnosti da su majmuni u centralnoj Africi videli ovu kometu na svom nebu, pitajući se kad će kometu ponovo videti i kako će onda taj svet izgledati.

08.07.2018.

PLANETARNI AUTOPUT

Oblast neba gde se kreću planete, Sunce i Mesec se naziva ekliptika i možemo ga posmatrati i kao osnovnu ravan Sunčevog Sistema. Ovo je najosnovnije laičko uprošćavanje - ekliptika je zapravo oblast koju na nebu opisuje Sunce u svom godišnjem kruženju gledano sa Zemlje. Ta putanja ima čak i svoje mesečne varijacije, budući da Zemlja i Mesec prilično osciluju u svom kretanju oko baricentra koji kruži 1700km ispod površine naše planete. Sunce, dakle, ima neke minorne oscilacije na nebu čak i u okviru jednomesečnog posmatranja.

Ove sasvim osnovne informacije dostupne svakom učeniku osnovne škole pre nekoliko hiljada godina u Vavilonu i Egiptu zlatom su se plaćale. Od tačnog određivanja koji je trenutno dan u godini zavisile su setve i žetve useva odnosno predviđanje sezone plavljenja ili suše. Zato su najumniji ljudi u tim epohama imali zadatak da se bave kalendarom i oni su tu imali zapanjujuće precizne rezultate. Primera radi, mi danas znamo da se Sunce dnevno pomera jedan stepen, što zbirno daje godišnje 360 stepeni - a to je, gle slučajnosti, zapravo broj dana u godini po Persijskom kalendaru od pre dva ipo milenijuma. Zapravo, Persijanci su u to vreme, dakle za vreme Ahemenidskog Carstva, prvi koristili ovaj kalendar koji je bio revolucionaran - uzimao je za osnovu kretanje Sunca. Ostali kalendari tog doba, npr vavilonski, bili su u suštini lunisolarni odnosno bazirali su se više na kretanju Meseca nego Sunca, pa je tako godina imala striktno 12 lunarnih meseci a po potrebi svake druge ili treće godine se dodavao jedan dodatni (interkalarni) mesec. Tako su vreme računali i Egipćani, narod je samo pratio pojavu mladog Meseca a o svemu ostalom koliko čega i kad treba dodati su brinuli mudraci u službi vlasti.

I danas je tako, ostavimo mudrost mudracima na vlasti i bavimo se prostijim temama. Recimo, po ekliptici se kreću i planete - u ovom slučaju Venera:


Nju su poznavali svi narodi a kod nas je poznata i kao Večernjača. U momentu snimanja je imala magnitudu -4.1mag što je skoro celu magnitudu manje od njenog najvećeg sjaja (-4.9mag). Inače ovo je sasvim dovoljno da u tamnoj noći Venera baca senku: ona u momentu najveće elongacije (udaljenosti od Sunca) od 47.8 stepeni sasvim sigurno uplovljava u onaj deo noći koji je dovoljno taman za astronomska posmatranja. Zapravo tad je Venera na zapadu i baca najdužu senku, premda je za viđenje/snimanje tog fenomena osim tačne faze potrebno i veoma tamno i transparentno nebo.

Venera je toliko sjajna da se može lako videti danju golim okom pod uslovom da je nebo kristalno plavo i da znate na kom mestu neba treba gledati. Neće biti toliko upečatljiva kao noću ali se može detektovati.

Ovde nije bacala senku već su senke od sumraka.


Interesantno je da je udaljenost Zemlje od Venere na ovom snimku tačno jednu astronomsku jedinicu, čista slučajnost i potpuno nebitno, ali eto...


Ako malo pobliže pogledamo (pedesetica je praktično stvorena za to, 25x17 stepeni vidni ugao na mom aparatu) vidi se da je Venera u centru kadra, gore levo od nje je zvezda Regulus a sasvim u donjem desnom uglu bi trebalo da se nalazi Merkur. Njega kriju oblaci i vegetacija, premda ovo drugo nije nikakav problem, momentalno bih našao čistinu da je bilo potrebno.

Veza između Regulusa i Venere je interesantna. Pre šezdesetak godina je Venera okultirala ovu zvezdu a sledeća okultacija se dešava 2044. godine. Osim planeta Regulus može biti okultiran i drugim nebeskim telima: asteroid 166 Rhodope je 2005. godine prešao preko zvezde brzinom od 14.4 miliarcsec/sec (hiljaditih delva ugaone sekunde). Italijani su to snimili kao video gde se vidi prelaz asteroida preko zvezde i ono što su na kraju eliminacije svih neželjenih faktora dobili (prečnik zvezde, asteroida, relativističko "krivljenje" svetla usled solarne gravitacije) je 0.16 miliarcsec kao ukupni ostatak.

Ono što je bitno to je da prilikom okultacije ako snimate video vi možete daleko da prevaziđete teorijsku (a i praktičnu) rezoluciju teleskopa. Prečnik Regulusa je 1.25x1.65 miliarcsec, dakle, zvezda je poprilično jajasta. Zašto je ovaj mali eksperiment bitan? Zato što su rezultati u potpunosti u skladu sa opštom relativnošću. Sunce privlači svetlost sa Regulusa i tako "krivi" svetlosni put, drugim rečima Regulus se nalazi prividno na drugom mestu na nebu u odnosu na ono gde bi zaista trabelo da bude po Njutnovoj klasičnoj fizici. U ovom slučaju Sunce je privuklo Regulusovu svetlost za čitavih 15.4 miliarcsec, što je faktičkih desetak zvezdinih prečnika.
Međutim, Sunce privlači i svetlost sa asteroida svojom gravitacijom, premda dosta slabije budući da je distanca manja. Kad se te dve vrednosti oduzmu ostaje 0.48 miliarcsec ukupnog pomeranja i ovo je dobijeno računskim putem, zahvaljujući Ajnštajnovoj genijalnoj teoriji. A od tih 0.48 miliarcsec gledano kroz putanju okultacije severna komponenta je 0.16 miliarcsec i to je upravo ono što smo tražili... Celih 201 metar su se Italijani nalazili van ose kojom prolazi centar asteroida prilikom okultacije. Doduše uspeli su da zabeleže snimak i potpunu okultaciju ali glavni hit je bilo merenje diferencijalnog efekta, kako su nazvali razliku između relativistički procenjenih položaja zvezde i asteroida.

Da se vratimo na autoput, ovde se vide levo Saturn i desno Jupiter.


Sasvim levo na horizontu upravo izlazi Mars a desno van kadra zalaze Venera i Merkur, ali oblaci poprilično komplikuju situaciju. Da nije bilo oblaka mogla bi da se napravi panorama pet velikih planeta, ovako je moguće samo iscrtati ekliptiku:


Ali kad je već o kretanju planeta reč to možemo malo konkretnije da prikažemo na primeru Jupitera. Ovo je kompozit od pet snimaka Jupitera u toku pet dana:


Vidi se i kompletna dvorska svita njegovih satelita; ali vidi se i desno zvezda Alpha Librae, što je mnogo važnije. Snimano je od 31. maja do 4. juna teleobjektivom na 250mm i f5.6 sa tripoda. Mnogo crvene je moralo u obradi da bude uklonjeno, pošto je osobina ahromata da sjajan objekt nacrtaju sa obojenim oreolom -  sa jedne strane fokusa je to crvena boja a sa druge plava, pa vi kako pogodite.

Što se tiče Alpha Librae, to je (vrlo očigledno) dvojna zvezda. Glavna zvezda je magnitude 2.7mag a pratilac gore na 1h je 5.1mag i radi se o pravom zvezdanom sistemu, odnosno njihovo kretanje kroz našu Galaksiju je koherentno i potvrđeno spektroskopijom. Kad smo već kod spektroskopije - obe ove zvezde su dalje dvojne, gornja čak ima pratioca na 0.38 arcsec što bi mogla biti dobra meta za razdvajanje većim teleskopima. Rastojanje između glavne dve zvezde je 231 arcsec odnosno skoro 4 ugaona minuta. Ovde dođe veoma korisna alatka Ruler tool u PS-u (44.2 piksela u originalu). U odnosu na tu veličinu lako je proceniti ugaonu brzinu Jupitera (51 piksel, a to je 266 arcsec, odnosno 6 ipo minuta dnevno).

A sad najinteresantnija stvar: Jupiter se na ovom snimku kreće gore i udesno, odnosno ka zapadu. Planete u principu rotiraju u suprotnom pravcu, odnosno lagano klize ka istoku ali povremeno prave ovakve kratkotrajne petlje unazad. Jupiter se u maju nalazio usred retrogradne petlje koja je do rastrojstva dovodila sve one koji su proteklih milenijuma pokušavali da objasne kretanje planeta. Zato je Ptolemej dodao male točkiće na planetarne orbite (epicikle) kako bi objasnio ove petlje - pa ipak njegov model nikad nije bio dovoljno precizan za predviđanje nekoliko godina unapred i konstantno su morale da se vrše dodatne korekcije.

Da sam sačekao tačno mesec dana Jupiter bi početkom jula zastao u svojoj petlji i lagano krenuo da se vraća ka istoku. I još nešto, ova planeta pravi gornju petlju što znači da se petlja gledano sa naše hemisfere nalazi iznad Jupiterove prividne putanje. Venera i Merkur su "donje" planete (prolaze gledano odavde ispod Sunca) a sve ostale su "gornje" jer se njihove petlje nalaze gore.