06.04.2020.

FLOKULENTNA GALAKSIJA

Srećno sa prevodom termina flokulentan sa engleskog na srpski. Zapravo, težak je jer je latinski a ne engleski; a s druge strane prevod i nije težak, floccus označava nekakve grudvice, vunaste loptice ili slično, ali kontekst je bitan. Koren je latinski termin koji je migrirao u engleski i tamo imamo flock a to je stado (ovaca). Prvi pomen ovog latinskog termina se desio u XVII veku i služio je za označavanje mrlja na Sunčevom disku.
Danas u nauci imamo termin flokulacija koji bi u hemiji otprilike trebalo da označava izdvajanje koloida iz suspenzije; nešto slično precipitaciji, ali razlika je u tome što je izdvojena supstanca kod flokulacije suspendovana a kod rastvora rastvorena. Dakle, ovde postoji izdvajanje laganih mrvica, pahuljica ili gomilica koje maštovite ljude podsećaju na stado ovaca.

Ako preskočimo nimalo slavnu medicinsku upotrebu termina "flokulentan" (obzirom da se odnosi na konzistenciju fecesa - ne mešati sa terminom "fekulentan" kod dizenterije!) i krenemo u nešto uzvišeniju problematiku, u astronomiji ovaj termin, prilepljen nekoj galaksiji, može označavati samo da je ista zapravo grudvičasta po svojoj strukturi.

Model strukture flokulentnih i, uopšte, spiralnih galaksija koji je trenutno u opticaju datira od pre 40-50 godina. Sve se svodi na masovni nastanak novih zvezda koje pokreću ceo proces. Obzirom da iz molekularnih oblaka nastaje dosta zvezda, među njima i one masivne, logično je da upravo te najveće veoma brzo završavaju kao supernove. Udarni talasi njihovih eksplozija potresaju okolinu i kondenzuju okolne molekularne oblake i međuzvezdanu materiju, uzrokujući nastanak novih grupa mladih zvezda. Međutim, pošto se u okolini jedne grupe zvezda gas potrošio, nastanak novog zvezdanog talasa se pomera na okolinu i tako talas sinteze lagano putuje duž galaksije.
Pošto je talas nastanka zvezda uvek imao tendenciju da se širi kao prsten unutar galaksije, uglavnom ka spolja, u ovaj model je ubačena diferencijalna rotacija galaksije. Gle čuda: odjednom su se talasi gustine odnosno prevedeno sinteze mladih zvezda grupisali u obliku spiralnih talasa. Razlika između tih prvobitnih prstenova i spiralnih grana kasnije zapravo je rotacija. Pošto je rotacija diferencijalna, odnosno pošto veća masa rotira brže (odnosno regioni bliže centru rotiraju brže) dolazi do savijanja i nastanka spiralnih grana.

Na osnovu dalje sudbine spiralnih grana sve spiralne galaksije se dalje dele na flokulentne (jedna trećina svih spiralnih), grand design (ovo je jedan od višeznačnih sinonima, da probam prevod: remek-delo?) spiralne i spiralne sa više grana. Nas interesuju ove prve koje imaju očigledne prekide u kontinuitetu spiralnih grana, mada grane očigledno postoje i grupisane su u obliku spirale.

Dakle, na repertoaru je NGC 2841, umereno velika galaksija devete magnitude u sazvežđu Ursa Major. Zna se ko je otkrio prvi ovu galaksiju, a to je onaj ko je otkrio i skoro sve sjajnije NGC objekte. Jedino je Dreyer-ov opis krio u sebi opis fine spirale i to je razlika u odnosu na Herschell-a; oca, doduše moguće je i da opis potiče od sina John-a. Dreyer je bio u najvećem broju slučajeva samo urednik novog izdanja Herchell kataloga (GC), odnosno NGC kataloga. On sam se vrlo retko hvatao teleskopa jer za tako nečim jednostavno nije bilo vremena; familija Herchell je potrošila nekoliko svojih života u sistematskom prikupljanju i opisivanju nebeskih objekata. Dreyer nije ni teoretski mogao to sve da proveri, umesto toga svoj posao je definisao kao nešto što treba da raščivija i sistematizuje beleške nekolicine astronoma.


Naravno da mi danas iz tog kataloga ne možemo baš sve da prihvatimo kao suvu istinu, primera radi oko 800 starih NGC objekata danas jednostavno ne postoje u katalogu. Razlozi su mnogobrojni: dupla klasifikacija jednog istog objekta, pogrešne koordinate, pogrešno prepoznavanje (primera radi, 99 jata iz starog kataloga postoje u nekoj formi, ali uz puno mašte; dok za 124 ostalih se kulturno kaže da su potrebna dalja ispitivanja - u prevodu ta jata ne postoje).

Ova galaksija ima i jednu specifičnost kad se pogleda spektar. Ona ima LINER karakteristike, a to označava region emisije slabo jonizovanih ili neutralnih atoma (O, O+, N+, i S+). Naravno, moguće su i linije emisije dvostruko jonizovanih elemenata ali njih ovde nema i to je glavna karakteristika LINER galaksija. Trenutno traju debate da li ova emisija potiče iz AGN (aktivnih galaktičkih jezgara) ili iz regiona nastanka mladih zvezda. Pobornici ove druge mogućnosti smatraju da sama jonizacija nema veze sa jezgrom već nastaje na periferiji galaksija, unutar spiralnih grana i to prilikom dejstva udarnog talasa na okolni gas. Malo doduše sama ta sinteza novih zvezda nema jasan uzrok, obzirom da je ova galaksija sama i izolovana, odnosno nema sa kojom drugom galaksijom da gravitaciono interaguje.


Udaljenost do NGC2841 je ranije smatrana za neku vrednost od oko 30 miliona svetlosnih godina. Međutim, Hubble teleskop je pre dve decenije snimio cefeide magnitude 31mag tako da je praćenjem njihove krivulje sjaja ova distanca povećana na 45 miliona svetlosnih godina. Takođe je ovde upadljiva i još jedna specifičnost - ova galaksija ima udaljavanje od dosta niskih 640 km/h što je umnogome odredilo prethodno pogrešno određenu udaljenost.
Još nešto, Chandra opservatorija je pokazala da u samoj galaksiji postoji relativno malo preostalog gasa ali i da cela galaksija pliva u oblaku vrelog gasa koji je očigledno istisnut iz galaksije u toku njene burne prošlosti. Tačnije, ovo nam je potvrdilo da se nastanak mladih zvezda koji sad vidimo u NGC2841 generalno dešavao stalno u toku života ove galaksije i da nije u pitanju neki kratkotrajni događaj.

Da bih izvukao strukturu galaksije, odnosno strukturu njenih spiralnih grana, morao sam da zaboravima na boje i da se posvetim čistom signalu. Stack je prebačen u 32-bitni monohromatski TIF i podvrgnut torturi koja je uključivala unsharp mask, smart sharpen, reduce noise, curves... Zašto monohromatski, zato što pri krajnjem natezanju prvo isplivava hromatski šum koji dalje nepovratno ruinira rezoluciju.


Ovo je originalna rezolucija sistema (100%). Generalno ako se to uporedi sa kolornom slikom videćemo da je gomila tih detalja naprosto zakopana u kolornom šumu. Detalji se naziru ali nisu u startu jasno vidljivi. Razlog zašto ima detalja je činjenica da ovde imamo sklopljenih 38 snimaka sa svim mogućim atmosferskim distorzijama zbog turbulencije, kao i random greškom montaže koja je prilično velika, ali ja to odbacujem u startu i ostavljam one snimke gde je greška najmanja moguća. Drugim rečima, ako ja ne vidim grešku ne znači da ona ne postoji.

Osim atmosfere i montaže razlozi za gubitak detalja se mogu tražiti i u optici (kolimacija, koma, fokus) i u samom senzoru (AA filter koji upravo to radi, uvodi malo zamagljenje detalja da bi preskočio eventualni moire efekat) tako da ima više razloga za povremeno korišćenje opcije oštrenja. Konkretno, opcija smart sharpen u PS-u je vrlo korisna i svestrana za svakodnevne fotografske primene, do jedne mere je korisna i u astronomiji ali je ovde akcenat na njenoj svestranosti. Konkretno, ovaj filter se oslanja na Richardson-Lucy algoritam koji je od sedamdesetih godina čamio neiskorišćen, sve dok se neko nije setio da se time može popraviti brljotina oko loše korigovane optike novog svemirskog teleskopa Hubble (evo jednog primera). Algoritam se pokazao toliko moćnim da ga holivudske serije i danas nemilice koriste kad treba uvećati i izoštriti dva-tri periferna piksela da bi se video portret ubice. Na stranu što je to ljudima nemoguće objasniti da je to nemoguće u praksi, ovaj metod dekonvolucije naprosto je odličan.

Jedina stvar na koju treba paziti je da se dekonvolucija obavi u startu, dok je snimak potpuno linearan. Ja sam na gornjem snimku prilikom konverzije iz 32b u 16b tu linearnost čačkanjem slajdera ipak narušio da bih smanjio pregorevanje jezgra galaksije; treba to uraditi ponovo po pravilima.


Uporedite to sa prethodnim snimkom. Iako nije striktno i dosledno sprovođenje Richardson-Lucy algoritma, smart sharpen filter je u praksi odličan, premda mu za primenu na Hablu treba referenca vezana za optičku grešku - PS filter nema nikakve reference, samo ima slajdere, tj prilično je univerzalan i samim tim limitiran za galaksije.