25.10.2018.

PRIČA O DEČAKU I TELESKOPU

Šta može u životu postati od dečaka koji napusti školu da bi radio kao odžačar? Pa ovde verovatno ništa, ali u Americi je sve drugačije. Dečak je imao jevrejsko poreklo i preduzetnički duh, tako da je neuobičajeno što je dočekao Drugi Svetski Rat kao običan radnik na glodalici u Detroitu. Tad nije bilo kompjutera (samim tim ni CNC glodalica) pa je iskusan radnik bio zlata vredan i poželjan. Za vreme rata je momak napustio firmu Briggs i sa svoja dva brata osnovao sopstven posao. Onog momenta kad su dobili veoma unosan i ozbiljan posao sa avio-bombama moglo se smatrati da je dete uspelo u životu.

Međutim priča tu tek počinje: nakon rata je fokus biznisa veoma brzo promenjen i u fabrici se proizvodio nameštaj a zatim i klima uređaji. Potom se posao proširio na kupovinu zemljišta i nekretnine a vrhunac je nastupio sedamdesetih. Budući da su Sjedinjene Države prilično ozbiljne u smislu stimulacije razvoja nauke između ostalog i kroz delimičan oprost poreza, naš biznismen je bio itekako poslovno zainteresovan da deo svog profita donira. I tako je izbor pao na opservatoriju Palomar da dobije najizdašnije donacije od ovog čoveka; novac je upotrebljen između ostalog i da se zameni korektor na Šmitovom teleskopu novim koji je obezbeđivao isti fokus kroz veći opseg talasnih dužina.

Na opservatoriji se rodila ideja da teleskop preimenuju po dobrotvoru i od 1986. godine se teleskop i odžačar sa početka priče zovu isto: Samuel Oschin.

Priča teleskopa je takođe puna uspeha. Nakon što je tridesetih godina opservatorija Palomar među prvima u svetu instalirala mali fotografski teleskop aperture 18 inča (450mm) na osnovu genijalne zamisli nekog relativno nepoznatog nemačkog optičkog inženjera (Schmidt) to se ispostavilo kao pun pogodak: veliko i dobro korigovano vidno polje uz do tada neslućenu fotografsku brzinu. Veoma brzo su napravljeni planovi za veliki teleskop (48 inča, danas poznat kao... vidi pod odžačar...) koji je odmah nakon rata pušten u pogon. A namera je bila jednostavna: pretraga neba, brza i efiksana. U tome je 48" Schmidt, pardon, Samuel bio nenadmašan.

Devet godina je trajao prvi projekat ovog teleskopa a obuhvatao je jednostavno  fotografsku pretragu celokupnog severnog neba (i nešto malo južnog). Sve je urađeno na Kodakovim emulzijama premazanim preko staklenih ploča prečnika 35cm; u jednom prelazu je teleskop snimao plavu boju a u drugom crvenu. Zašto ploče a ne jeftiniji film? Zato što se ne deformišu pod sopstvenom težinom. Film može da se koristi u velikoformatnim kamerama i da fokus bude perfektno pogođen na f64, ali na f2 nekog teleskopa taj isti blago zatalasani film bi ubrzo leteo pocepan niz padinu ispod opservatorije. Vidno polje originalnih ploča je bilo impresivnih 6x6 stepeni odnosno 36 kvadratnih stepeni - moj teleskop (150/750) sa APSC DSLR-om poređenja radi ima vidno polje površine 1.87 kvadratna stepena. Ja bih takvu neku površinu približno mogao da dobijem kad bih teleobjektiv podesio na 160mm žižne daljine, ali... Teleskop na Palomaru je pritom u proseku dostizao magnitudu 22mag, dok moj teleobjektiv na f5.6, pa ne znam, možda 15.5mag? A teleskop 150/750? Videćemo kasnije.

U svakom slučaju ta pretraga neba je danas poznata kao NGS-POSS i to je bio pravi rudnik novih objekata u optičkom opsegu. Radilo se od jutra do mraka, posebno napravljenim mikroskopima se pretraživalo i upisivalo sve novo odnosno sve ono što nije postojalo u NGC katalogu. I tog mukotrpnog i dosadnog posla nije bio pošteđen niko, nevezano od statusa u naučnom svetu; pa su tako recimo otkrivena neka nova zbijena jata - tačno 15 njih. Srećni pronalazači su bili Hubble, Baade, Zwicky, Abell, Humason, i Arp. Jata su jednostavno nazvana po opservatoriji na kojoj su radili i u kojoj su dobar deo svog života proživeli, i tako smo dobili minijaturni katalog Palomar zbijenih jata. To je malo uvećalo spisak od za sada 156 poznatih globularnih jata (vidi ovde) i generalno posmatrano ova jata nemaju apsolutno ništa zajedničko osim da su relativno teška za detekciju. Primera radi, gde je ovde jato?


Uvećani snimak na originalnu rezoluciju takođe ne pokazuje apsolutno ništa, iako se u samom centru krije jato.


Ovo je normalno, pošto se radi o stack-u koji je upravo izašao iz Irisa, samo je podešen black point. To bi otprilike bilo ekvivalentno snimku na ploči koji upravo treba da bude odnet na razvijanje i obradu u laboratoriju. Konkretno ovde je potrebno raditi "razvlačenje" tamnih tonova i kopanje po mraku, jer se tu upravo kriju detalji. Posle 13 uzastopnih primena opcije curves u Photoshopu dobija se ovo:


Uvećani isečak:


Gore je zbijeno jato Pal4 a dole bezimena galaksija poznata samo po svojoj oznaci. Magnituda spiralne galaksije je 15.65mag.


Možda nešto više tamnih detalja može izvući monohromatska obrada. U principu se snimak prebaci u 32-bitni mod i rasteže linearno.


Jeste da ima malo više detalja ali i više šuma. Skidanjem šuma se gube i najtamnije zvezdice u jatu:


Na kraju, invertovan i triput uvećan snimak pokazuje nekih desetak zvezdica u jatu ukupno.


Ovo jato je otkrio Hubble 1949. godine a godinu kasnije ponovo Wilson tokom onog desetogodišnjeg pretraživanja neba, tako da su imena oba astronoma ubeležena u rubriku "zaslužni za otkrivanje". Pritom je Wilson uspeo da jato pobrka sa patuljastom galaksijom, članicom našeg komšiluka što, istini za volju, uopšte nije bilo teško. Jato se nalazilo na velikoj distanci od centra Galaksije (362 hiljada svetlosnih godina, što je skoro duplo dalje od oba Magelanova Oblaka) pa je to verovatno igralo ulogu. Takođe tad se nije znalo za ključnu razliku između velikih jata i patuljastih galaksija koje mogu čak da imaju isti izgled i isti broj zvezda: galaksija ima neuporedivo veću masu zbog veće količine tamne materije koju jata u principu nemaju. Ovo se da indirektno zaključiti na osnovu procenjivanja gravitacionog učinka na okolne objekte.

Dakle Pal4 je teško jato, mada ne najteže od svih Palomar zbijenih jata. Prečnik je oko dva ugaona minuta, ranije je u nekim atlasima položaj jata bio pogrešno naveden pa je korisno pre nalaženja konsultovati DSS koji je u suštini moderna digitalizovana verzija neba snimljena - upravo odžačarevim teleskopom. Ukupan sjaj jata je oko 14.2mag (neki navode i 17.1mag) ali je najsjajnija članica magnitude 18. Pošto se uočava desetak zvezdica na ovom snimku mogu da pretpostavim da je granična fotografska magnituda mog teleskopa ovde između 19 i 20mag, što je pre svega zasluga tamnog neba Crnog Vrha. Zapravo, uslovi i nisu bili baš idealni: visina objekta je bila 55 stepeni nad horizontom i to u pravcu zapada koji je okupan svetlosnim zagađenjem Kragujevca. U suštini mogu da budem zadovoljan, kad sam video da je najsjajnija članica magnitude 18.0mag, pitao sam se da li ću uopšte moći da registrujem jato.

19.10.2018.

KOLIKO JE DALEKO HORIZONT?

Rtanj u jesen je prelep. Prelep je i inače, ali ovo godišnje doba naprosto učini da boje iskoče i idealno je vreme za pejzaže.
Jesen je dakle idealna za pejzaže. Međutim, koje je to doba dana idealno za pejzaže?


Podne letnjeg sigurno nije. Razlog je visina Sunca nad horizontom, koja bi trebalo da bude što je moguće manja. Time se dobija na razbijanju oštrog kontrasta i senki, a i boje dobiju topliji i zasićeniji ton. Zimsko i jesenje podne se dosta razlikuju u smislu da je 21. decembra Sunce u podne visoko 22 stepena nad južnim horizontom - početkom leta je ta visina celih 70 stepeni. Ovaj gore snimak je nastao kad je Sunce bilo na 20 stepeni.

Postoji i druga mogućnost: fotografisati u podne, prebaciti u monohromatski mod, pojačati kontrast i proglasiti to za umetnost.


Crno-bela opcija može biti od pomoći kad treba igrati na kartu kontrasta. Fotografije inače u podne mogu biti samo slabijih boja i sveukupno lošije za obojenu varijantu, ali mogu biti interesantne kad se boja izbaci iz razmatranja.


Za boje je potrebno sačekati period neposredno pred zalazak Sunca (golden hour)...


...a zatim i period neposredno nakon zalaska Sunca (blue hour).


Sve je to lepo ali ja nisam zbog toga bio tu. Ideja je bila da snimim neke astronomske objekte u sumrak na zapadu, i pređimo na stvar.



Sekventna fotografija sa razmakom između okidanja od tačno jednog minuta se ispostavila kao jedan Mesečev poluprečnik:


Formule tako i kažu: za jedan minut vremena Mesec (ili bilo šta drugo na nebeskom ekvatoru, a približno i ekliptici) se pomeri za 15 ugaonih minuta. Njegov prečnik je oko trideset ugaonih minuta tako da sam znao da će mlad Mesec lepo da se uklopi u razmake od jednog minuta.

Pogled na Jupiter:


Nešto drugo mi je privuklo pažnju. Na zapadu se nalazila veoma oštra senka jedan stepen iznad horizonta:


Senka je ovde vidljiva kao crveni pojas ispod koga je nebo praktično potpuno tamno. Ovde je uvećana pedeseticom i teleobjektivom:



Pravo je pitanje gde je horizont i na kojoj visini se nalazi senka... I naravno koliko daleko se može videti u pravcu zapada sa ovog mesta (Čestobrodica, negde oko 600mnv). Ljudi pre mene su praktično i ovde sve izračunali - formula bi bila d≈3.57√h, gde je d daljina horizonta a h visina na kojoj se posmatrač nalazi. Međutim, ova formula ignoriše atmosfersku refrakciju... Ako uzmemo u obzir standardne uslove, odnosno nešto slično mirnim uslovima bez velikih gradijenata, onda bi razlika koju uvodi refrakcija iznosila oko 8%. Formula je, dakle:

d≈3.86√h

U mom slučaju nadmorska visina je 593m i rešenje formule je 94km. Ključ cele priče je u atmosferskoj refrakciji, budući da ona dosta zavisi od meteoroloških uslova. To što nema oblaka i izmaglice ne znači da je atmosfera prozračna jednako i u svim pravcima. Normalno je da donji slojevi atmosfere budu gušći a gornji ređi i to ima veze sa gravitacijom ali i sa temperaturom tih slojeva. Opštepoznata stvar je da je hladni vazduh dosta gušći i obrnuto. Zato leti atmosferski motor stojadina ima nekoliko konja manje nego zimi, a i proračun dužine potrebne za poletanje aviona zahteva veće vrednosti. 

Konkretno, ukoliko imamo topao sloj vazduha pred nama iznad sloja hladnog (recimo u proleće iznad hladnog mora) imaćemo mogućnost da vidimo mnogo dalje nego u obrnutom slučaju (hladan iznad toplog, tipično u pustinji gde se tad javlja miraž - izdizanje horizonta). 

Kad sam pogledao na ovom snimku gde se šta nalazi, obeležio sam liniju horizonta.


Repetitor neposredno ispod linije se nalazi na tačno 49km od kamere. Ispod antene se nalazi Jagodina. Pravac u kome se pruža jagodinski Crni Vrh gledano na ovom snimku je 292 stepeni; produžio sam taj pravac na satelitskoj karti Evrope i video da se nad Italijom nalazi ciklon koji se završava u vidu oštre linije sever-jug, duž celog Apeninskog poluostrva. Udaljenost je u pravcu 292 do ciklona iznosila 900km; naravno da nije bilo moguće videti oblake iznad Italije ali ovo su senke u visokoj atmosferi koje ti oblaci ostavljaju. Pod normalnim okolnostima to odavde nije moguće videti ali ako imate topao vazduh iznad hladnog Jadrana... U ovom momentu jedan od dužih anticiklona nad ovim delom Evrope i Balkana je Srbiji doneo nešto preko mesec dana vedrog vremena skoro bez ikakvih padavina. Upravo to je i bio razlog neuobičajeno velikog refraktivnog indeksa, a i ovog fenomena.

Na kraju ovde vidimo Arkturus i Veliki Medved iznad ciklona:


09.10.2018.

MIRKO, PAZI BLAZAR!

Pedesetih godina prošlog veka se astronomija poprilično proširila kad su u upotrebu masovnije ušli radio-teleskopi. Ali oni nisu tad nastali: tridesetih godina mladić po imenu Karl Jansky je radio kao inženjer u firmi Bel Telefonija. Njegov cilj je bio da unapredi slanje signala (govora pre svega) na kratkoj frekvenciji i na velikim distancama, odnosno preko okeana. Da bi eliminisao šum koji se ponavljao svakodnevno, Janski je izmerio da se pik javlja na svakih 23 sata i 56 minuta. Požalio se prijatelju astrofizičaru koji mu je čestitao zato što je upravo izmerio dužinu sideralnog dana; Janski je mislio da je izvor interferencije Sunce ali sideralni dan se odnosi na fiksne zvezde. Drugim rečima on je snimio nešto drugo i pravilnim usmeravanjem direkcionalne antene se ispostavilo da gleda u centar Mlečnog Puta.

Njegovi menadžeri su ga veselo potapšali po ramenu i dali mu nov projekat. Istraživanje Mlečnog Puta nije bilo na dnevnom redu tadašnjih telekomunikacionih firmi, baš kao ni danas, ali se Janski ipak upisao među zvezde - jedinica gustine fluksa se danas zove Janski (Jy).

Došao je i mračni Drugi svetski rat, vreme kad je nauka služila isključivo u ratne svrhe. Svi astronomi i fizičari, kao uostalom i svi drugi koji su nešto petljali oko matematike su bili uključeni u vojne projekte a mnogi su radili na projektu korišćenja radara u izviđanju. Kasnije će ta iskustva doneti brz napredak radio-astronomiji, ali je u samom startu najveći problem predstavljala atmosfera. Radio talasi su jedan deo elektromagnetskog opsega koji, po definiciji, zauzima od 5cm do 10m talasne dužine. Gledano na skali elektromagnetskog spektra, radio talasi se nalaze desno od mikrotalasa i sasvim desno u odnosu na vidljive, infracrvene i ultraljubičaste talase. Interesantno je da se radio talasi nalaze u prozoru koji dozvoljava prolaz kroz atmosferu, tačnije jonizujući zraci, infracrveni i duge frekvencije se iz svemira praktično ne mogu detektovati. Janski je, dakle, imao ludu sreću da uoči Sagittarius A na pravoj frekvenciji.

Posledica visoke frekvencije radio talasa je i rezolucija. Da bi radio teleskop imao istu teorijsku rezoluciju kao optički teleskop aperture jednog metra, morao bi da bude neuporedivo veći. Optički teleskop od jednog metra ima aperturu koja je dva miliona puta veća od talasne dužine svetlosti koja se posmatra, dajući time (teorijsku) rezoluciju od 0.3 ugaone sekunde. Radio teleskop od jednog metra će dati ugaonu rezoluciju od bednih 30 minuta, odnosno jednog punog Meseca. Zato se u radio astronomiji tanjirima od jednog metra može meriti i analizirati emisija, ali za ugaonu rezoluciju moramo primeniti mnogo naprednije tehnike. U prvom redu to je interferometrija, a naročito njena podvrsta aperture sinthesis. Bez velikog ulaženja u detalje, ova druga metoda se pomoću Furijeove transformacije može elektronskim putem upotrebiti da "složi" sliku dva ili više teleskopa u jednu sliku. Pritom ta nova slika ima rezoluciju kao da koristimo gigantski teleskop aperture onoliko koliko iznosi distanca između dve antene.

Kod optičkih teleskopa kompjuteri i Furije otpadaju. Slaganje se mora izvršiti optičkim putem i pipavije je jedno milion puta nego taj isti postupak izvesti na radio teleskopima; ali je to za ovu priču nebitno. Bitnije je da mi danas rutinski sve snimamo putem interferometrije na radio teleskopima, a nekad kad ta metoda nije bila poznata (odnosno nisu postojali kompjuteri koji bi to računali u razumnom roku) moralo se drugačije raditi. Tipičan primer pipanja u mraku je bilo ono što je palo na pamet Džonu Boltonu (John Bolton) ranih šezdesetih. Tad je već postojao katalog radio izvora rađen na Kembridžu, i to treći po redu - zato se i zvao 3C (Third Cambridge Catalogue) i znalo se da će Mesec okultirati jedan objekat. Trebalo je samo istovremeno meriti i gledati u optičkom i radio spektru. Rečeno - učinjeno, objekat 3C 273 je identifikovan kao zvezda magnitude 13 i njen spektar je snimljen reflektorom od pet metara sa Palomara. Teško da je tad mogao da se bolje snimi spektar - to je u tom momentu bio najveći teleskop na svetu. Međutim, rezultati su doneli pravu pometnju, budući da nisu ličili ni na šta do tada poznato. Šmit (Maarten Schmidt) koji je snimio spektar na Palomaru je imao interesantnu ideju: sve te čudne emisione linije su zapravo normalan spektar pomeren udesno. Tačnije za 15.8% u slučaju vodonika i 37% za magnezijum i taj crveni pomak bi mogao da znači i kretanje, a tu nastupa nedoumica. Ako je u pitanju zvezda, što se pouzdano zna jer je snimljena, izmerena magnituda i njen položaj određen; kako je moguće da ima toliki crveni pomak?


Bolton je u startu tvrdio da se radi o običnim spektralnim emisionim linijama, samo dosta pomerenim zbog crvenog pomaka, ali malo ko mu je verovao. Objekti poput ovog su šezdesetih masovno uočavani i u radio i u optičkom opsegu i u svim slučajevima su bili tačkasti, zvezdasti. Svi su bili slabog sjaja (tipično ispod 15.0mag) i bilo ih je dosta na nebu. Zbog svega navedenog postali su poznati kao kvazari (quasi_stelar_object) i nauka nije znala šta će sa njima. Ukoliko su u pitanju zaista tako udaljeni objekti koji imaju tolike crvene pomake, onda bi to značilo da oni zrače veću energiju nego mnoge masivne galaksije, što je prilično neverovatno. Još gore, kvazari su imali nezgodnu osobinu da skoro svi budu poprilično udaljeni od nas. Nezgodno je u tome bilo to što je to bilo guranje prsta u oko establišmentu i teoriji Večnog stanja (Steady state). Ta teorija je bila engleski konzervativni antipod američkoj teoriji Bing Beng-a i bilo je jasno da kvazari nikako ne idu u prilog večnom i nepromenljivom stanju. Štaviše, kvazari su dokaz u prilog evoluciji Univerzuma a ne nepromenljivosti. Najbliži kvazar je udaljen od nas 600 miliona svetlosnih godina, većina su na par milijardi godina i dalje a to praktično znači da su kvazari kao epoha bili karakteristični za mlad svemir. I da su kao epoha završeni.

Ideja da su kvazari veoma udaljeni se kosila sa logikom samo iz razloga njihovog sjaja. Međutim, teoriju o velikoj udaljenosti je podupirala činjenica da je radio emisija takođe bila veoma "glasna". Ali nasuprot tome je stajala promenljivost nekih kvazara koja je bila toliko kratkotrajna da se mišljenje o malom prečniku objekta smatralo validnim. Vrlo brzo se rodila pretpostavka da su kvazari zapravno ekstremno masivne bliske zvezde, a da crveni pomak nastaje usled efekta njihove enormne gravitacije. Međutim, iako je taj efekat moguć (gravitacioni crveni pomak) pretpostavka je još brže demantovana jer potrebna masa takve zvezde nikako ne bi mogla da se uklopi u hidrostatski ekvilibrijum, odnosno takva zvezda ne može da postoji. Iskreno, polovinom šezdesetih se javila i pretpostavka da energija kvazara proističe iz akrecionog diska oko supermasivne crne rupe, ali je to aklamacijom odbačeno kao neosnovano pre svega jer su crne rupe u tom momentu bile samo egzotičan pojam u teorijski nastrojenim umovima. Apsurdna stvar je što energija zaista potiče iz akrecionog diska koji melje materiju u čistu energiju - efikasnost tog pretvaranja je i preko 30%, u poređenju sa klasičnom zvezdanom fuzijom vodonika u helijum čija efikasnost dostiže 0.7%.

Ostale hipoteze o prirodi kvazara su bile vrlo kreativne, mada ih mi danas smeštamo na granicu naučne fantastike: hipotetičke bele rupe (u svemu suprotnost crnim rupama), grudve antimaterije u sudaru sa materijom, crvotočine, lančane eksplozije supernova...

Danas je prihvaćeno da se ovde radi o aktivnim galaktičkim jezgrima (AGN). Sjaj akrecionog diska oko supermasivne crne rupe je odgovoran za emisiju kvazara koja je enormna po našim shvatanjima. Međutim, da bi kvazar uopšte radio mora da u svakoj sekundi guta ogromne količine materije - gasa, zvezda, prašine, molekularnih oblaka, bilo čega. Onog momenta kad dotok materije prestane, tačnije kad crna rupa usisa i počisti sve oko sebe na nekoj udaljenosti - reakcija prestaje, kvazar se gasi. To je i razlog zašto su kvazari nekad postojali i faktički bili veoma česti, jer je to jedna rana faza u razvoju svake galaksije. Onog momenta kad se naša galaksija i Andromedina budu sudarile verovatno je da će u jezgru novostvorene eliptične proraditi kvazar. Bar na neko određeno vreme.

Varijanta kvazara kao šireg pojma su i blazari, odnosno objekti koji vuku poreklo u smislu klasifikacije od promenljive BL Lacertae. Spektroskop kaže da blazar nema apsorpcione linije, za razliku od kvazara. Razlika je takođe i u promenljivosti: promene je moguće uočiti u okviru jednog dana, pa čak i nekoliko sati - sjaj skače ili pada i do 50%. Kasnije su blazarima pridodati i opticaly violent variable quasars (OVV), prevod zvuči smešno ali da probam: "brutalne promenljive"?
U oba ova slučaja se radi o istoj pojavi: blazar je zapravo jedan džet iz pola akrecionog diska, usmeren prema nama, i tu dolazi do detektovanja mnogo većeg sjaja nego što bi bilo moguće da je džet okrenut u drugom smeru. Pojava koja dovodi do pojačanja sjaja se zove relativistički sjaj a džet - logično, relativistički džet (mlaz materije). U suštini se materija u džetu kreće velikom brzinom (tipično 95-99% c) i usled Doplerovog efekta se pomera u plavo, a vrlo često se može detektovati i supraluminalno kretanje. Mi u suštini pod blazarom podrazumevamo džet, a njegov sjaj umnogome zavisi od ugla koji zaklapa prema Zemlji. Džet koji gleda tačno u nas (ugao 0 stepeni) ima 600 puta veći sjaj od njegove originalne luminoznosti, a pošto se svi blazari u prostoru kreću, stvar se dodatno komplikuje... U praksi dva potpuno ista blazara imaju sasvim različit sjaj gledano odavde u zavisnosti od orijentacije njihovih džetova.


Ovo je snimak sa Crnog Vrha koji obuhvata 31 poluminutnu ekspoziciju; u pitanju je jedan sektor Velikog Medveda. Zvezde u centru kadra su magnitude 6-8mag, dakle ni po čemu posebnom poznate. Ako snimak uvećamo na originalnu rezoluciju sistema videćemo nekoliko malih i bledih galaksija.


Obratite pažnju na tirkiznoplavu sjajnu zvezdu u donjem desnom uglu - to je 51A UMa. Ona je na granici vidljivosti golim okom, odnosno približno je šeste magnitude. Zvezda levo od nje je 7.5mag. Ali nas interesuje struktura koja se nalazi neposredno ispod 51A UMa. Ako rezoluciju dignemo četiri puta...


...onda se na snimku razaznaju svetlija tačka, označena plavom bojom (Mrk 421) i gore levo slabija mrljica označena zeleno kao Mrk 421-5. Svetlija tačka je najbliži poznati blazar, udaljen 397 miliona svetlosnih godina, a tamnija je susedna galaksija sa kojom je isti u interakciji. Udaljenost centra galaksije od centra kvazara je 12.97 arcsec gledano sa mog snimka, a u realnosti se uzima vrednost od 14 arcsec.


Ovo je i sudbina naše i Andromedine galaksije - sudar i interakcija koji će pokrenuti prastari kvazar i ako tada bude postojala naša civilizacija, bitno je samo da se ne nađemo u njegovoj blizini.
U suprotnom će naša budućnost praktično biti veoma svetla.

04.10.2018.

KOMETA I KRMAČA

Ponekad do nekih otkrića u nauci se ne dolazi tako lako ili iznenada, ponekad je za to potrebno rešiti čitav spektar preduslova. Tek kad se sklopi ogromna slagalica stvari počinju da se otkrivaju.
Primera radi, da mladi jevrejski bankar Raphaël Bischoffsheim nije imao problem sa nerazumevanjem italijanskih vlasti u gradu Bordighera, on bi verovatno ostao da živi u tom gradu. Da pritom on nije bio zainteresovan za astronomiju, gradske vlasti verovatno nikad ne bi dobile predlog za gradnju opservatorije na planini Bego. Umesto toga opservatoriju je napravio u Nici, tačnije na brdu u okolini, uzevši prethodno francusko državljanstvo.
Da bankar nije bio cicija, ne bi bilo refraktora od 77cm (sličan poseduje Beogradska opservatorija, premda isti danas nije u upotrebi). To je bio jedan od nekoliko takvih instrumenata u svetu i jedini na koliko-toliko većoj nadmorskoj visini - tristotinak metara. Pulkovo i Beč su bili smešteni mnogo niže.
Da na opservatoriji nije radio Michel Giacobini koji je bio poznat kao precizan i sistematičan u svojim osmatranjima, ne bi verovatno ni otkrio veći broj kometa od kojih su najpoznatije periodične 21P, 41P i 205P. Da su mu iz Pariza ranije dozvolili premeštaj možda ne bi ni stigao da otkrije izvesnu kometu 1900. godine. A i svakako da nemački astronom Ernst Zinner nije 1913. godine ponovo "otkrio" ovo isto nebesko telo, dotična kometa bi bila smatrana izgubljenom (raspad ili gubljenje njenog položaja, svejedno koji je mehanizam u pitanju).

Dakle, kad se sve ovo poklopilo dobili smo otkrivenu kometu 21/P Giacobini–Zinner. Ovaj objekat je stenčuga prečnika dva kilometra iza koje ostaje meteorski roj Drakonidi i čija je putanja takva da se mi relativno često srećemo u bliskom prolazu. Perihel ove komete je oko jedne astronomske jedinice što je objašnjenje zašto ona ponekad prolazi veoma blizu nas. Poređenja radi, 1946. godine je prošla na samo 0.26 AU a ove godine u septembru je to bilo oko 0.4 AU. Obzirom da kometin obilazak oko Sunca traje šest godina, to samo znači da imamo dosta prilika da je vidimo izbliza. Komete koje imaju mali ekscentritet putanje, kratak period obilaska oko Sunca ili jednostavno one komete koje su mnogo puta prošle pored Sunca naprosto retko kad budu spektakularne. Ova kometa ima potencijal da bude sjajna samo iz jednog razloga - s vremena na vreme prođemo blizu i to je cela poenta.

A takvu priliku propustiti je šteta. Početkom avgusta sam se jedne noći vraćao iz Kragujevca i pronašao sam jedno prilično tamno mesto. Radi se o ovoj raskrsnici i mesto je prilično tamno imajući u vidu koliko se nalazi blizu grada. Dobro, sever i zapad su neupotrebljivi, ali meni to nije ni bilo potrebno.



Zatim sam izvatio EF 50 1.8 II i snimio oblast Kasiopeje gde se trenutno nalazi kometa. Ovo je sve snimljeno sa tripoda, eksponiranje je trajalo po deset sekundi i jedina moja šansa je bila da koristim najveći mogući otvor blende, odnosno f1.8. Taj objektiv se na punom otvoru ponaša sasvim suprotno od onog što je potrebno u astronomiji (kao što bi rekli Amerikanci za Mustanga "ponaša se kao krmača na autoputu"), ali ako je to jedini način da dobijem snimke, zašto da ne? Izvadio sam, dakle krmaču, i počeo da snimam. Uostalom taj objektiv i izgleda nekako... mali, kratak, debeo... Nije krmača nego prase.

Pogled na sazvežđe Kasiopeje sa ekspozicijom od deset sekundi je izgledao ovako:


Za početak sam uzeo jedan navedeni snimak, potpuno neobrađen, normalizovao boju pozadine i izvadio isečak iz centra koji je ovde uvećan dvostruko.


Ovde se vidi impresivna količina hromatske aberacije oko zvezde Gamma Cass, zvezda jeste plava ali plavu boju bi optički sistem trebalo da fokusira u centar. Međutim, kod longitudinalne hromatske aberacije, kao što je ovde slučaj - fokus za sve tri osnovne boje nije u istom mestu.

Pre nekoliko vekova perspektiva refraktorskog teleskopa je bila veoma sumorna. Reflektor nije ni postojao. Samo što je refraktorski teleskop otkriven od strane Galileja, već posle nekih možda stotinak godina, sve što je bilo moguće unaprediti urađeno je. Korišćeni su dugi refraktori sa jednim elementom i uprkos tome fokus je bilo veoma teško naći. Zvezda koju posmatramo se prelivala u svim duginim bojama i posmatrač je trebalo konstantno da menja fokus kako bi sagledao sve detalje na planeti, pošto nisu svi detalji imali istu boju. Od tri osnovne boje u fokusu je mogla u istom momentu da bude samo jedna. Njutn je čak lično rekao da je dalje unapređenje takvog sistema nemoguće i da ga treba napustiti. Pritom je sam konstruisao prvi reflektor koji je funkcionisao odlično u odnosu na dotadašnje durbine sa sočivima.

Pa ipak je hromatska aberacija pobeđena tako što je jedan lukav ali ne i pametan engleski advokat, Chester Moore dao dvojici optičara da proizvedu različite staklene elemente. Oni međusobno nisu znali za to ali jedan je dobio narudžbinu za element od kraun a drugi od flint stakla. Treći optičar je dobio zadatak da elemente spoji i on je bio pametan ali ne i lukav kao Moor. Optičar se zvao George Bass i istorija ga danas smatra formalnim tvorcem ahromatskog dubleta. Iako je Moore proizveo nekoliko ahromatskih refraktora, Bass je voleo da priča više nego što treba i priča je došla do još jednog njegovog kolege optičara po imenu John Dollond. On je bio i lukav i pametan tako da je istog momenta napravio i patentirao dublet koji fokusira dve osnovne boje (a treću ostavlja nefokusiranu). Njegov sin je kasnije bio još sposobniji pa je modifikovao ovaj dizajn tako što je dodao treći element i tako je rođen triplet - objektiv koji fokusira sve tri osnovne boje. Sad je konačno slika u refraktoru izgledala isto kao i u reflektoru.

Zašto ovoliki istorijski uvod? Zato što se moj objektiv ponaša kao ahromatski dublet (kao krmača u suštini). Plava boja je rasuta na sve strane i formira oreol oko Gamma Cass a crvena i zelena su fokusirane u centru. Da sam fokus malo drugačije podesio dobio bih plavu u fokusu ali bi onda oreol činila crvena. Objašnjenje: na levoj strani spektra je plava, u sredini zelena, desno je crvena. U jednom momentu u fokusu mogu biti samo dve boje, što će reći zelena i jedna od preostalih. Da nisam imao plavi imao bih crveni rub i to je naprosto neminovno. A ako fokusiram precizno na centar zelene dobiću malo plave i malo crvene u oreolu, dakle zvezda će imati ljubičast halo i to je najbolja moguća opcija fokusiranja. Ovo je jedna od najtežih aberacija za rešavanje, praktično nerešiva, ako imate ahromatski dublet kao osnovu.


Na sledećem isečku se vidi druga aberacija - koma. Zvezde imaju repiće kao male kometice, i repići su usmereni ka spolja (eksterna koma). U ovom slučaju je centar usmeren dole levo (7h). Koma kod ovog objektiva je veoma izražena i to praktično prilično ometa noćnu upotrebu. Na sledećem primeru je centar sasvim levo, primetite kako repovi menjaju smer:


S druge strane, ima i nešto pozitivno da se vidi. Obično ako inženjeri dobro koriguju jednu aberaciju druga bude više izražena i tako ukrug. Lateralna hromatska aberacija je prilično dobro korigovana:


Zvezde su ovde crtice a levi i desni krajevi su u istim bojama kao centar. To je dobro, budući da su kod lateralne hromatske aberacije krajevi u različitim bojama, najčešće jedan kraj bude plava. Pa dobro, ako nije lateralna aberacija šta je onda? Zašto su zvezde uopšte crtice?
Ovo je astigmatizam, konkretno tangencijalni (suprotni se zove sagitalni). Po mišljenju mnogih koji o optici znaju mnogo više od mene ovo je ubedljivo najteža optička aberacija za korigovanje u modernim objektivima. A i moram da napomenem da se na gornjem snimku u podjednakoj meri vidi astigmatizam mešan sa komom.

Ostale optičke aberacije koje krase ovaj vrsni objektiv nisam navodio, a ima ih: vinjetiranje, fler, sferna aberacija... Razlog zašto te aberacije nisu navedene je činjenica da krop senzori vide samo centralni (i najbolji!) deo slike koju projektuje ovaj objektiv. Drugim rečima ovaj objektiv je još manje upotrebljiv na fulfrejmu ako govorimo o punom otvoru.

Aberacije na stranu, ali ja sam ipak dobio nekakav rezultat. Iz 25 snimaka je složeno i dobijeno nešto gde treba potražiti kometu.


Kometa se nalazi negde oko centra, možda malo iznad. Procene magnitude tih dana su bile oko 8.5mag; evo isečka u trostruko uvećanoj rezoluciji - zelena mrlja u centru je naša meta:


Realno, ako neko ne veruje u nivo kome koju ovaj objektiv proizvodi na f1.8, sad je prilika da se i sam uveri. Nakon vivisekcije ovog stakla (nije obdukcija pošto srećom još uvek funkcioniše) možemo da pređemo i na pravu astrofotografiju, odnosno primenu ekvatorijalne montaže.

Nakon pet dana na jednom prilično napuštenom prevoju u blizini sela Bigrenica u ćuprijskoj opštini, što je jedno od tamnijih mesta dostupnih civilnim autom, sa užasom sam ustanovio da istočni vetar duva tolikom snagom da nikakvo snimanje teleskopom ne dolazi u obzir. Nije EQ6 toliko slaba već je u pitanju činjenica da se svaki reflektor sa otvorenom cevi na vetru ponaša kao... krmača na autoputu.
Dakle, sišli smo sa prevoja visine nešto iznad 400 mnv malo prema zapadu da bi se zaklonili od vetra i opet je snimanje bilo nemoguće. Košava duva na momente odnosno ima takav profil da postoje naleti između kojih je praktično potpuno mirno - jedino je bilo moguće staviti pedeseticu piggyback i snimiti kometu. Ovog puta su vremena eksponiranja mogla da budu mnogo veća, tako da ovde imamo 15 snimka po tri minuta izlaganja.


Blenda je dignuta na f2.8 što je i dalje za ovaj objektiv mnogo, budući da se na obodima i dalje uočavaju svakakve distorzije. Tek bi na f4.0 ovo staklo moglo da bude prihvatljivo, ali ja baš i nisam imao sve vreme ovog sveta. U tom slučaju bi trebalo eksponirati po 6 minuta, uz rizik da useverenje ili periodična greška ipak upropaste neki od snimaka. Međutim, to nije glavni razlog, glavni razlog je brzina kretanja komete. Snimanje je poželjno obaviti što brže jer se kometa kreće i u tom kontekstu nije svejedno da li se snima 45 minuta ili sat ipo i eto zašto f2.8. Svejedno, ipak je snimak ispao eonima ispred snimka sa tripoda - ovde bar zvezde nemaju one čudne asimetrične oreole karakteristične za slikarstvo ranog srednjeg veka.

O kometi bi moglo da se napomene da ovde imamo lep pogled na komu (omotač oko jezgra) zelenkaste boje i prašinski rep (bezbojan). A koji je metod najbolji za dobijanje detalja repa?
Ovde imate dva isečka iz originalnog stack-a, radi prostijeg razmatranja isečci su monohromatski. Prvi je dobijen primenom opcije "levels" u Photoshop-u, drugi opcijom "curves". Prvi je, dakle, nešto približno linearnom razvlačenju a drugi je potpuno selektivno razvlačenje, ugodno ljudskom oku ali krajnje nepouzdano što se tiče bilo kakvog merenja.



Oba snimka su uvećani 4x u odnosu na svoju originalnu rezoluciju, tako da ovde teorijski gledano imamo ozbiljan undersampling (jedan eosov piksel zauzima 23.5 ugaonih sekundi na nebu, dakle više od jednog Saturna sa prstenovima). Nevezano za to, koma oko glave komete na prvom snimku pokazuje prečnik od herojskih 8 minuta (svi vizuelni izveštaji navode tri minuta u tom momentu, i to sa velikim dobsonima i sa vrhunskih lokacija). Drugi snimak pokazuje čak i veći prečnik (8.5 minuta). Rep je dužine 50 minuta.

Da ne bi sve ostalo na apstraktnom opisu ovde je sve obeleženo. Zeleno je pravac kretanja komete, žuti prsten je prečnik kome, crvena linija je rep a sever je gore. Iz ove perspektive se jonski i prašinski rep poklapaju.


Interesantno je da se kroz objektiv 50mm može snimiti više nego što se može videti kroz dobson od 15 inča. Iskreno, to nema veze sa optikom dobsona i pedesetice već sa razlikom između ljudskog oka i DSLR-a.