JATO I MAGLINA - PROSTO MILINA
Globularno jato i planetarna maglina u istom kadru? Na jednu trećinu stepena jedno od drugog? Astrofotografski san... Zvuči previše dobro da bi bilo istinito.
Ali ipak to postoji: NGC6440 i NGC6445 u sazvežđu Sagittarius predstavljaju lak plen za svaki teleskop u prosečno tamnoj junskoj večeri. Odsustvo Meseca se podrazumeva i sa 150/750 možete uočiti bledo globularno jato magnitude nešto malo svetlije od 10. Za maglinu je detekcija već malo teža; može se uočiti da nečeg ima ali je ona relativno malog prečnika. Najsjajniji elementi bipolarne strukture se vide uglavnom zbog činjenice da je prosečni površinski sjaj magline relativno svetlih 9.6mag/arcmin2, ali to ipak ostaje objekat za veliki teleskop i veliko uvećanje. Inače, ekspozicija od 30sec na ISO1600 bez problema otkriva i maglinu i jato, što znači da se i ne radi o nekim natprosečno teškim objektima ali je činjenica da njihov mali prečnik i mala visina nad horizontom stvaraju određene poteškoće kod posmatranja u manjim teleskopima.
Dakle, maglina NGC6445 je otkrivena i opisana 1786. godine od strane Herschell-a kao "mala, sjajna, nepravilnog oblika". Upravo zbog oblika on je novootkrivenu maglinu smestio u klasu II (tamne) umesto u IV (planetarne). Interesantno je danas sa ove distance analizirati sve greške i tumaranja u pokušaju opisivanja prirode ovog objekta: Lord Rosse je 1848. godine prvi uočio tamnu prazninu u centru magline ali je potpuno omanuo kod procene oblika - po njemu je ova maglina prstenasta. Nije to neka velika greška ali je interesantno da je on veću pažnju obratio na mali klaster zbijenih i dobro definisanih zvezda koje su se gurale u neposrednoj okolini. To je stvorilo indiciju da je jato u sklopu nebule (ili obrnuto).
Interesantno, od difuzne magline dođosmo do zbijenog jata sa rupom u centru.
Četrdesetak godina kasnije je tehnologija obrade stakla dosta napredovala i moguće je bilo praviti velike refraktore, doduše ahromatske. Amerikanac Frank Muller je refraktorom od 65cm, veoma sličnom onome sa Astronomske opservatorije Beograd, dao vrlo detaljan opis o dva nukleusa koji zajedno čine eliptičnu nebulu. Prednost refraktora u kontrastu na velikim uvećanjima je postala očigledna.
Međutim napredak u fotografiji je učinio ovu prednost irelevantnom. Još gore - tadašnje fotografske ploče su bile slabo osetljive i "gladne" i tražile su sve više i više svetlosti pa je imperativ postao pravljenje velikih i brzih teleskopa. I tu je reflektor (doduše sa ogledalima od stakla a ne legure bakra i kalaja) ne samo uhvatio korak već i prestigao svog brata sa sočivima - moguće je napraviti i veći i fotografski brži instrument kad je u pitanju reflektor. Pritom reflektivnost staklenog ogledala je već dostizala devedesetak posto (u poređenju sa 66% koliko su imala starija metalna ogledala) i to je moglo da bude mnogo upotrebljivije za fotografiju od refraktora čija je maksimalna apertura vrlo brzo dostigla svoj limit. Osim toga, ogledalo teleskopa Lorda Rosse-a je imalo i nezgodnu osobinu da se deformiše pod uticajem gravitacije i promene temperature u toku noći. Taj teleskop je bio prvi u istoriji koji je stoga imao kompleksan sistem poluga u okviru nosača ogledala, pa je podešavanjem na licu mesta mogla da se dobije prihvatljiva slika. Takođe, ogledalo je rđalo u rekordnom roku pa su se svi tadašnji teleskopi isporučivali sa minimum dva-tri ogledala od kojih je jedno služilo za posmatranje dok su ostala bila na poliranju. A što je još gore, poliranje je menjalo oblik pa je to značilo da se ogledalo mora ponovo glačati do prihvatljivog oblika... i tako u nedogled.
Odjednom imam puno razumevanja za rezultate posmatranja Lorda Rosse-a.
Da se vratimo fotografiji: na kraju Prvog svetskog rata je Heber Curtis publikovao rezultate analize svih do tada poznatih planetarnih maglina. Kod NGC6445 je stajalo da je "nepravilni kockasti prsten". Još je opisao i nepravilne petlje koje se pružaju unaokolo od magline ("ring-like ansae") a to je nešto što nikako nije moglo da se otkrije bez fotografije. Drugim rečima ove strukture su toliko tamne i veoma često ispod fona neba pa praktično ne postoje šanse uočiti ih vizuelno, makar uzeli najveći teleskop i najopakiji nebula-filter.
Pošto sam ovo snimio sa obronaka Crnog Vrha, odnosno sa nekih 400mnv, bilo je dovoljno 18x30sec ISO1600 da se uoči oblik magline. O petljama van magline ovog puta ni reči.
Radi veće realističnosti je snimak procesiran u monohromatskom modu i 32 bita tako da je ovo je nešto što bi moglo odgovarati starim fotografskim pločama o kojima je bilo reči. Razvlačenje je bilo linearno (levels umesto curves). Osim toga, rezolucija je u odnosu na originalnu uvećana 2x da bi ilustrovala kako ovo može da izgleda na nekom većem uvećanju - ovo bi najbliže bilo uvećanju od 150x na teleskopu žižne daljine 750mm. Dve zvezde u kadru su magnitude 7.5 i 9.3 mag i mogu da posluže kao orijentir gde tražiti maglinu. Prečnik magline na senzoru eosa 40d iznosi tačno 20 piksela odnosno 31.4 ugaone sekunde - približno toliko iznosi prividni prečnik Jupitera kad je najdalji od Zemlje.
Još jednom sam rastegao već rastegnuti stack i ipak dobio te famozne petlje (ansae, lat.) koje se pružaju gore levo i dole desno od magline. Od jata Lorda Rosse-a na obodu magline ni traga ni glasa - najverovatnije ih je maglina pokrila... A možda je halucinacija deformisanog ogledala... Ili je možda i Lord video petlje?
Jedna digresija je neophodna da bi se objasnila struktura planetarnih maglina. Termin "planetarna maglina" je skovao Herschell, kako većina ljudi danas misli zato što su te magline u većini slučajeva kružni, pomalo spljošteni prstenčići ili loptice, u potpunosti nalik na blede diskove velikih gasovitih planeta poput Urana. Ili se bar tako mislilo... Međutim prava je istina da je Herschell mislio da se ovde radi o planetarnim sistemima u nastanku budući da je većina tih maglina pokazivala u svom centru barem jednu bledu zvezdu koja je očigledno u nekoj vezi sa tim sistemom. Danas je prilično očigledno da je stvar sa evolutivnog aspekta možda potpuno obrnuta: možda gledamo smrt a ne rađanje planeta. Planetarne magline bi pre mogle da budu stelarni sistemi na izdisaju, i to pod uslovom da crveni gigant nije prethodno usisao svoje planete. A čak i da nije onda su stenovite planete u tom momentu već spržene i oduvane, gasni džinovi ošišani na delić svoje početne mase i to sve ukoliko pričamo o spoljnim planetama. Unutrašnje su odavno zaplovile po zvezdanoj atmosferi.
Prosečan život planetarne magline traje samo oko 10 hiljada godina. Praktično to je treptaj oka u poređenju sa stadijumom glavnog niza gde se ta ista zvezda zadržava u proseku možda oko pet milijardi godina. Samim tim je jasno da je svaka planetarna maglina zapravo jedan relativno redak i kratak stadijum i da se one menjaju bukvalno za vreme trajanja ljudskog života.
Dakle, recept za planetarnu maglinu počinje sa "uzeti zvezdu mase između 0.8 i 8 Sunčevih". Ako je masa veća zvezda će veoma brzo eksplodirati kao supernova; ako je masa manja onda neće biti dovoljno energije da zvezda "prokuva" do stadijuma AGB (asymptotic giant branch) odnosno u prevodu do stadijuma asimptotskog giganta.
A taj stadijum počinje na kraju života prosečne zvezde koji može trajati više milijardi godina. Zvezde ovako male, možda bolje reći prosečne mase veoma štedljivo troše zalihe vodonika u svom jezgru. Na HR dijagramu ovo je označeno kao glavni niz. Sporim tempom vodonik može fuzijom prelaziti u helijum jako dugo, sve to na 15 miliona K. Poenta je u činjenici da postoji upečatljiva ravnoteža između gravitacionog pritiska jezgra zvezde s jedne strane, i energije fuzije koja deluje u suprotnom pravcu. Onog momenta kad se usled iscrpljivanja zaliha vodonika fuzija zaustavi ta ravnoteža nestaje i jezgro polako počinje da tone samo u sebe. Ovim skupljanjem temperatura raste i dostiže 100 miliona stepeni što itekako utiče na spoljne slojeve zvezde - zvezda se nadima i postaje crveni gigant (AGB stadijum).
Ova temperatura je granica preko koje sledi paljenje helijuma, odnosno fuzija helijuma iza koje ostaju kiseonik i ugljenik. Ovo privremeno zaustavlja skupljanje jezgra, ali to "privremeno" je samo jedan mali trenutak u zvezdanom životu - dvadeset hiljada zemaljskih godina. Odmah potom se proces skupljanja jezgra nastavlja (praktično čim se potroši helijum), samim tim i temperatura istog raste a skok temperature tera spoljne slojeve na udaljavanje. Ovo je ključni element celokupnog mehanizma - usled povećanja temperature zvezdanog jezgra cela zvezda se širi, a najizraženije je to u spoljnim slojevima. Kad spoljni slojevi pređu neku granicu u svom širenju onda gravitacija zvezde na toj distanci drastično opada i više nije u stanju da zadrži spoljne slojeve. S jedne strane visoka temperatura gura spoljne slojeve na udaljavanje a s druge strane gravitacija ih više ne drži. Atmosfera zvezde, dakle, nepovratno odleti u svemir i tako smo dobili ljusku oko same zvezde. Međutim, pošto je od zvezde ostalo samo ogoljeno jezgro veoma visoke temperature na površini (tipično oko 30 hiljada K) onda se tu radi više o ultraljubičastom zračenju nego o vidljivoj svetlosti - setite se da kako temperatura zvezde raste boja zvezde se menja od crvene do plave - centralna zvezda emituje ultraljubičaste elektrone veće energije nego u vizuelnom spektru.
Pošto kako pada talasna dužina elektromagnetnih talasa gledano od crvene do ultraljubičaste u našem slučaju, tako raste i frekvencija, što je itekako logično, više talasa = veća frekvencija; sa padom talasne dužine skače energija koju ti talasi nose. Drugim rečima ultraljubičasti zraci s pravom spadaju u tzv jonizujuće zračenje jer svojom energijom bez problema izbijaju elektrone iz strukture atoma/molekula i tako jonizuju materiju. Naravno, ovo dosta zavisi i od toga koje su čestice u pitanju - nije ista sposobnost jonizacije elektrona i neutrona koji je mnogo masivniji, ili alfa i beta čestica koje su još masivnije.
Nama je ovo od manjeg značaja budući da centralna zvezda praktično isključivo šalje fotone u ultraljubičastom opsegu. Ti fotoni imaju različitu energiju, ali je za jonizaciju kiseonika i vodonika potrebna ubedljivo najmanja energija (14eV), dok danas fizika granicu jonizujućeg zračenja postavlja na 10eV. Za dobijanje opekotina prilikom sunčanja je potrebna mnogo manja energija - tipično oko 3.1eV. Onda je jasno kako zvezda progenitor sa lakoćom uspeva da jonizuje sopstvenu odbačenu atmosferu na velikim distancama od sebe: trik je u ultraljubičastom zračenju.
Način da planetarna maglina okonča svoje postojanje je veoma prost. Isto je kao kad u sobi ugasite svetlo: ovde je prestanak fuzije helijuma i naglo hlađenje patuljka razlog zašto se emisija ultraljubičastog zračenja prekida. Kao posledica toga gasni slojevi oko belog patuljka prestaju da budu jonizovani i samim tim prestaju svetle. Planetarna nebula je još uvek tu, samo ne svetli i mi ne možemo da je detektujemo teleskopima u vidljivom ili ultraljubičastom opsegu.
Na kolor snimku se uočava da crvena boja dominira u spoljnim slojevima, dok je unutra dominantna cijan-zelena. Ovo je u saglasnosti sa fizičkim objašnjenjem da je najniža potrebna energija za jonizaciju upravo energija potrebna da se jonizuje vodonik (crvena boja). Helijum, kiseonik i azot prilikom jonizacije isijavaju plavo i zeleno a usled veće energije koja je potrebna ovi elementi su skoncentrisani bliže zvezdi-progenitoru.
Po obliku na prvi pogled kockasta, ova maglina u realnosti je daleko od bilo kakve kocke. Reč je o perspektivi: mi gledamo u valjak sa strane. A kad bismo u valjak pogledali odozgo (ili odozdo), što je apsolutno nemoguće iz našeg dela galaksije, videli bismo mali prstenčić - potpuno isto kao M57. Po nekim mišljenjima sve planetarne magline počinju svoj razvojni put u obliku cilindra kad je reč o odbačenom gasu. Zašto je to tako, zato što u osnovi odbacivanja materijala sa zvezde leži bipolarna struktura. Tačnije imamo dva pola zvezde gde se vrši izbacivanje potoka visokoenergetskih čestica, najverovatnije da se te ejekcione tačke poklapaju sa magnetskim polovima. Potom taj pravilni gasni cilindar skoro bez izuzetka trpi deformacije: od strane zvezde pratioca iz binarnog sistema, od strane preživelih planeta, od strane magnetnog polja same zvezde progenitora koja rotira u dodatnoj ravni usled precesije... I onda se planetarna nebula vremenom toliko deformiše da dobijemo svakakve spektakularne oblike.
Da se vratimo na klasične današnje osmatračke dileme. U skladu sa potrebom prosečnog amaterskog osmatrača da maksimalno uprosti svaku nomenklaturu i da da sopstvene nazive, ovu maglinu zbog oblika mnogi nazivaju Box nebula, mada je "originalna" Box nebula (NGC6309) smeštena u sazvežđu Ophiuchus. Takođe imamo i naziv Little Gem ali je to prvobitno namenjeno objektu NGC6818, tako da i taj prozaični naziv otpada. Na kraju neki su zbog oblika predložili Crescent nebula mada svi lepo znamo da je to rezervisano za mnogo veću maglinu u sazvežđu Cygnus (NGC6888).
Ja u te dileme neću da se petljam. Sasvim je dovoljna oznaka NGC6445.
Međutim u neposrednoj okolini se nalazi još jedan interesantan objekat: zbijeno (globularno) jato NGC6440. U pitanju je objekat prečnika 6.3 uglovna minuta, što je u okviru nekog proseka za zbijena jata; i magnitude 9.2 što je takođe u okviru proseka. Ali po jednoj osobini ovo jato ne spada u prosek.
Do skoro je u ovom jatu bilo priznato postojanje jednog pulsara a od 2007. godine se zna da je jato dom za (trenutno) šest pulsara obeleženih slovima od A do F. Za NGC6440A se odranije znalo da je pulsar u okviru binarnog sistema, u prevodu pulsar koji sa zvezdom pratiocem čini binarni sistem. Ali tri od ovih pet novootkrivenih pulsara takođe postoje u okviru binarnih sistema, a jedan čak predstavlja prvi do sada otkriveni eklipsni binarni pulsar. Drugim rečima pulsar NGC6440D ima period orbitiranja 6.9h i eklipsu koja je 10% trajanja tog ciklusa.
Objašnjenje ovog fenomena je sledeće: pomračenje izaziva oblak materijala oko pratioca. Oblak je promenljivog oblika i ima sopstvenu rotaciju pa je trajanje i intenzitet eklipse svaki pu drugačije. To onda znači da sistem nije "edge on" kako bi rekli u engleskom govornom području, tj poprečno postavljen; već je pod nekim uglom drugačijim od nule (ali je jasno i da je taj ugao manji od 90 stepeni).
Pre, posle, a nekad i za vreme trajanja eklipse beleži se kašnjenje snopa sa pulsara u trajanju od 0.5ms. Ovo se objašnjava povećanom gustinom elektronskog snopa u blizini zvezde pratioca; objašnjenje možda malo rogobatno zvuči ali je taj fenomen već opisan kod drugih pulsara u binarnim sistemima.
Pošto je fotografisanje ova dva nebeska čuda obavljeno na visini od 26 stepeni, odnosno dok su čuda tranzitirala na jugu, savršeno je jasno zašto nijedna zvezda nije razlučena u jatu. Zvezde su sjaja ispod 16mag a dodatno sjaj ovog jata koje je od nas udaljeno relativno bliskih 20-30 hiljada svetlosnih godina opada jer prolazi kroz najgušće regione Galaksije, pa kao posledicu imamo umanjenje sjaja od čitave četiri magnitude. Za matematički neupućene - to je 40 puta manji sjaj od onog koji bi ovo jato imalo da se između njega i nas ne nalaze gusti regioni oko jezgra Galaksije.
Ali ipak to postoji: NGC6440 i NGC6445 u sazvežđu Sagittarius predstavljaju lak plen za svaki teleskop u prosečno tamnoj junskoj večeri. Odsustvo Meseca se podrazumeva i sa 150/750 možete uočiti bledo globularno jato magnitude nešto malo svetlije od 10. Za maglinu je detekcija već malo teža; može se uočiti da nečeg ima ali je ona relativno malog prečnika. Najsjajniji elementi bipolarne strukture se vide uglavnom zbog činjenice da je prosečni površinski sjaj magline relativno svetlih 9.6mag/arcmin2, ali to ipak ostaje objekat za veliki teleskop i veliko uvećanje. Inače, ekspozicija od 30sec na ISO1600 bez problema otkriva i maglinu i jato, što znači da se i ne radi o nekim natprosečno teškim objektima ali je činjenica da njihov mali prečnik i mala visina nad horizontom stvaraju određene poteškoće kod posmatranja u manjim teleskopima.
Dakle, maglina NGC6445 je otkrivena i opisana 1786. godine od strane Herschell-a kao "mala, sjajna, nepravilnog oblika". Upravo zbog oblika on je novootkrivenu maglinu smestio u klasu II (tamne) umesto u IV (planetarne). Interesantno je danas sa ove distance analizirati sve greške i tumaranja u pokušaju opisivanja prirode ovog objekta: Lord Rosse je 1848. godine prvi uočio tamnu prazninu u centru magline ali je potpuno omanuo kod procene oblika - po njemu je ova maglina prstenasta. Nije to neka velika greška ali je interesantno da je on veću pažnju obratio na mali klaster zbijenih i dobro definisanih zvezda koje su se gurale u neposrednoj okolini. To je stvorilo indiciju da je jato u sklopu nebule (ili obrnuto).
Interesantno, od difuzne magline dođosmo do zbijenog jata sa rupom u centru.
Četrdesetak godina kasnije je tehnologija obrade stakla dosta napredovala i moguće je bilo praviti velike refraktore, doduše ahromatske. Amerikanac Frank Muller je refraktorom od 65cm, veoma sličnom onome sa Astronomske opservatorije Beograd, dao vrlo detaljan opis o dva nukleusa koji zajedno čine eliptičnu nebulu. Prednost refraktora u kontrastu na velikim uvećanjima je postala očigledna.
Međutim napredak u fotografiji je učinio ovu prednost irelevantnom. Još gore - tadašnje fotografske ploče su bile slabo osetljive i "gladne" i tražile su sve više i više svetlosti pa je imperativ postao pravljenje velikih i brzih teleskopa. I tu je reflektor (doduše sa ogledalima od stakla a ne legure bakra i kalaja) ne samo uhvatio korak već i prestigao svog brata sa sočivima - moguće je napraviti i veći i fotografski brži instrument kad je u pitanju reflektor. Pritom reflektivnost staklenog ogledala je već dostizala devedesetak posto (u poređenju sa 66% koliko su imala starija metalna ogledala) i to je moglo da bude mnogo upotrebljivije za fotografiju od refraktora čija je maksimalna apertura vrlo brzo dostigla svoj limit. Osim toga, ogledalo teleskopa Lorda Rosse-a je imalo i nezgodnu osobinu da se deformiše pod uticajem gravitacije i promene temperature u toku noći. Taj teleskop je bio prvi u istoriji koji je stoga imao kompleksan sistem poluga u okviru nosača ogledala, pa je podešavanjem na licu mesta mogla da se dobije prihvatljiva slika. Takođe, ogledalo je rđalo u rekordnom roku pa su se svi tadašnji teleskopi isporučivali sa minimum dva-tri ogledala od kojih je jedno služilo za posmatranje dok su ostala bila na poliranju. A što je još gore, poliranje je menjalo oblik pa je to značilo da se ogledalo mora ponovo glačati do prihvatljivog oblika... i tako u nedogled.
Odjednom imam puno razumevanja za rezultate posmatranja Lorda Rosse-a.
Da se vratimo fotografiji: na kraju Prvog svetskog rata je Heber Curtis publikovao rezultate analize svih do tada poznatih planetarnih maglina. Kod NGC6445 je stajalo da je "nepravilni kockasti prsten". Još je opisao i nepravilne petlje koje se pružaju unaokolo od magline ("ring-like ansae") a to je nešto što nikako nije moglo da se otkrije bez fotografije. Drugim rečima ove strukture su toliko tamne i veoma često ispod fona neba pa praktično ne postoje šanse uočiti ih vizuelno, makar uzeli najveći teleskop i najopakiji nebula-filter.
Pošto sam ovo snimio sa obronaka Crnog Vrha, odnosno sa nekih 400mnv, bilo je dovoljno 18x30sec ISO1600 da se uoči oblik magline. O petljama van magline ovog puta ni reči.
Radi veće realističnosti je snimak procesiran u monohromatskom modu i 32 bita tako da je ovo je nešto što bi moglo odgovarati starim fotografskim pločama o kojima je bilo reči. Razvlačenje je bilo linearno (levels umesto curves). Osim toga, rezolucija je u odnosu na originalnu uvećana 2x da bi ilustrovala kako ovo može da izgleda na nekom većem uvećanju - ovo bi najbliže bilo uvećanju od 150x na teleskopu žižne daljine 750mm. Dve zvezde u kadru su magnitude 7.5 i 9.3 mag i mogu da posluže kao orijentir gde tražiti maglinu. Prečnik magline na senzoru eosa 40d iznosi tačno 20 piksela odnosno 31.4 ugaone sekunde - približno toliko iznosi prividni prečnik Jupitera kad je najdalji od Zemlje.
Još jednom sam rastegao već rastegnuti stack i ipak dobio te famozne petlje (ansae, lat.) koje se pružaju gore levo i dole desno od magline. Od jata Lorda Rosse-a na obodu magline ni traga ni glasa - najverovatnije ih je maglina pokrila... A možda je halucinacija deformisanog ogledala... Ili je možda i Lord video petlje?
Jedna digresija je neophodna da bi se objasnila struktura planetarnih maglina. Termin "planetarna maglina" je skovao Herschell, kako većina ljudi danas misli zato što su te magline u većini slučajeva kružni, pomalo spljošteni prstenčići ili loptice, u potpunosti nalik na blede diskove velikih gasovitih planeta poput Urana. Ili se bar tako mislilo... Međutim prava je istina da je Herschell mislio da se ovde radi o planetarnim sistemima u nastanku budući da je većina tih maglina pokazivala u svom centru barem jednu bledu zvezdu koja je očigledno u nekoj vezi sa tim sistemom. Danas je prilično očigledno da je stvar sa evolutivnog aspekta možda potpuno obrnuta: možda gledamo smrt a ne rađanje planeta. Planetarne magline bi pre mogle da budu stelarni sistemi na izdisaju, i to pod uslovom da crveni gigant nije prethodno usisao svoje planete. A čak i da nije onda su stenovite planete u tom momentu već spržene i oduvane, gasni džinovi ošišani na delić svoje početne mase i to sve ukoliko pričamo o spoljnim planetama. Unutrašnje su odavno zaplovile po zvezdanoj atmosferi.
Prosečan život planetarne magline traje samo oko 10 hiljada godina. Praktično to je treptaj oka u poređenju sa stadijumom glavnog niza gde se ta ista zvezda zadržava u proseku možda oko pet milijardi godina. Samim tim je jasno da je svaka planetarna maglina zapravo jedan relativno redak i kratak stadijum i da se one menjaju bukvalno za vreme trajanja ljudskog života.
Dakle, recept za planetarnu maglinu počinje sa "uzeti zvezdu mase između 0.8 i 8 Sunčevih". Ako je masa veća zvezda će veoma brzo eksplodirati kao supernova; ako je masa manja onda neće biti dovoljno energije da zvezda "prokuva" do stadijuma AGB (asymptotic giant branch) odnosno u prevodu do stadijuma asimptotskog giganta.
A taj stadijum počinje na kraju života prosečne zvezde koji može trajati više milijardi godina. Zvezde ovako male, možda bolje reći prosečne mase veoma štedljivo troše zalihe vodonika u svom jezgru. Na HR dijagramu ovo je označeno kao glavni niz. Sporim tempom vodonik može fuzijom prelaziti u helijum jako dugo, sve to na 15 miliona K. Poenta je u činjenici da postoji upečatljiva ravnoteža između gravitacionog pritiska jezgra zvezde s jedne strane, i energije fuzije koja deluje u suprotnom pravcu. Onog momenta kad se usled iscrpljivanja zaliha vodonika fuzija zaustavi ta ravnoteža nestaje i jezgro polako počinje da tone samo u sebe. Ovim skupljanjem temperatura raste i dostiže 100 miliona stepeni što itekako utiče na spoljne slojeve zvezde - zvezda se nadima i postaje crveni gigant (AGB stadijum).
Ova temperatura je granica preko koje sledi paljenje helijuma, odnosno fuzija helijuma iza koje ostaju kiseonik i ugljenik. Ovo privremeno zaustavlja skupljanje jezgra, ali to "privremeno" je samo jedan mali trenutak u zvezdanom životu - dvadeset hiljada zemaljskih godina. Odmah potom se proces skupljanja jezgra nastavlja (praktično čim se potroši helijum), samim tim i temperatura istog raste a skok temperature tera spoljne slojeve na udaljavanje. Ovo je ključni element celokupnog mehanizma - usled povećanja temperature zvezdanog jezgra cela zvezda se širi, a najizraženije je to u spoljnim slojevima. Kad spoljni slojevi pređu neku granicu u svom širenju onda gravitacija zvezde na toj distanci drastično opada i više nije u stanju da zadrži spoljne slojeve. S jedne strane visoka temperatura gura spoljne slojeve na udaljavanje a s druge strane gravitacija ih više ne drži. Atmosfera zvezde, dakle, nepovratno odleti u svemir i tako smo dobili ljusku oko same zvezde. Međutim, pošto je od zvezde ostalo samo ogoljeno jezgro veoma visoke temperature na površini (tipično oko 30 hiljada K) onda se tu radi više o ultraljubičastom zračenju nego o vidljivoj svetlosti - setite se da kako temperatura zvezde raste boja zvezde se menja od crvene do plave - centralna zvezda emituje ultraljubičaste elektrone veće energije nego u vizuelnom spektru.
Pošto kako pada talasna dužina elektromagnetnih talasa gledano od crvene do ultraljubičaste u našem slučaju, tako raste i frekvencija, što je itekako logično, više talasa = veća frekvencija; sa padom talasne dužine skače energija koju ti talasi nose. Drugim rečima ultraljubičasti zraci s pravom spadaju u tzv jonizujuće zračenje jer svojom energijom bez problema izbijaju elektrone iz strukture atoma/molekula i tako jonizuju materiju. Naravno, ovo dosta zavisi i od toga koje su čestice u pitanju - nije ista sposobnost jonizacije elektrona i neutrona koji je mnogo masivniji, ili alfa i beta čestica koje su još masivnije.
Nama je ovo od manjeg značaja budući da centralna zvezda praktično isključivo šalje fotone u ultraljubičastom opsegu. Ti fotoni imaju različitu energiju, ali je za jonizaciju kiseonika i vodonika potrebna ubedljivo najmanja energija (14eV), dok danas fizika granicu jonizujućeg zračenja postavlja na 10eV. Za dobijanje opekotina prilikom sunčanja je potrebna mnogo manja energija - tipično oko 3.1eV. Onda je jasno kako zvezda progenitor sa lakoćom uspeva da jonizuje sopstvenu odbačenu atmosferu na velikim distancama od sebe: trik je u ultraljubičastom zračenju.
Način da planetarna maglina okonča svoje postojanje je veoma prost. Isto je kao kad u sobi ugasite svetlo: ovde je prestanak fuzije helijuma i naglo hlađenje patuljka razlog zašto se emisija ultraljubičastog zračenja prekida. Kao posledica toga gasni slojevi oko belog patuljka prestaju da budu jonizovani i samim tim prestaju svetle. Planetarna nebula je još uvek tu, samo ne svetli i mi ne možemo da je detektujemo teleskopima u vidljivom ili ultraljubičastom opsegu.
Na kolor snimku se uočava da crvena boja dominira u spoljnim slojevima, dok je unutra dominantna cijan-zelena. Ovo je u saglasnosti sa fizičkim objašnjenjem da je najniža potrebna energija za jonizaciju upravo energija potrebna da se jonizuje vodonik (crvena boja). Helijum, kiseonik i azot prilikom jonizacije isijavaju plavo i zeleno a usled veće energije koja je potrebna ovi elementi su skoncentrisani bliže zvezdi-progenitoru.
Po obliku na prvi pogled kockasta, ova maglina u realnosti je daleko od bilo kakve kocke. Reč je o perspektivi: mi gledamo u valjak sa strane. A kad bismo u valjak pogledali odozgo (ili odozdo), što je apsolutno nemoguće iz našeg dela galaksije, videli bismo mali prstenčić - potpuno isto kao M57. Po nekim mišljenjima sve planetarne magline počinju svoj razvojni put u obliku cilindra kad je reč o odbačenom gasu. Zašto je to tako, zato što u osnovi odbacivanja materijala sa zvezde leži bipolarna struktura. Tačnije imamo dva pola zvezde gde se vrši izbacivanje potoka visokoenergetskih čestica, najverovatnije da se te ejekcione tačke poklapaju sa magnetskim polovima. Potom taj pravilni gasni cilindar skoro bez izuzetka trpi deformacije: od strane zvezde pratioca iz binarnog sistema, od strane preživelih planeta, od strane magnetnog polja same zvezde progenitora koja rotira u dodatnoj ravni usled precesije... I onda se planetarna nebula vremenom toliko deformiše da dobijemo svakakve spektakularne oblike.
Da se vratimo na klasične današnje osmatračke dileme. U skladu sa potrebom prosečnog amaterskog osmatrača da maksimalno uprosti svaku nomenklaturu i da da sopstvene nazive, ovu maglinu zbog oblika mnogi nazivaju Box nebula, mada je "originalna" Box nebula (NGC6309) smeštena u sazvežđu Ophiuchus. Takođe imamo i naziv Little Gem ali je to prvobitno namenjeno objektu NGC6818, tako da i taj prozaični naziv otpada. Na kraju neki su zbog oblika predložili Crescent nebula mada svi lepo znamo da je to rezervisano za mnogo veću maglinu u sazvežđu Cygnus (NGC6888).
Ja u te dileme neću da se petljam. Sasvim je dovoljna oznaka NGC6445.
Međutim u neposrednoj okolini se nalazi još jedan interesantan objekat: zbijeno (globularno) jato NGC6440. U pitanju je objekat prečnika 6.3 uglovna minuta, što je u okviru nekog proseka za zbijena jata; i magnitude 9.2 što je takođe u okviru proseka. Ali po jednoj osobini ovo jato ne spada u prosek.
Do skoro je u ovom jatu bilo priznato postojanje jednog pulsara a od 2007. godine se zna da je jato dom za (trenutno) šest pulsara obeleženih slovima od A do F. Za NGC6440A se odranije znalo da je pulsar u okviru binarnog sistema, u prevodu pulsar koji sa zvezdom pratiocem čini binarni sistem. Ali tri od ovih pet novootkrivenih pulsara takođe postoje u okviru binarnih sistema, a jedan čak predstavlja prvi do sada otkriveni eklipsni binarni pulsar. Drugim rečima pulsar NGC6440D ima period orbitiranja 6.9h i eklipsu koja je 10% trajanja tog ciklusa.
Objašnjenje ovog fenomena je sledeće: pomračenje izaziva oblak materijala oko pratioca. Oblak je promenljivog oblika i ima sopstvenu rotaciju pa je trajanje i intenzitet eklipse svaki pu drugačije. To onda znači da sistem nije "edge on" kako bi rekli u engleskom govornom području, tj poprečno postavljen; već je pod nekim uglom drugačijim od nule (ali je jasno i da je taj ugao manji od 90 stepeni).
Pre, posle, a nekad i za vreme trajanja eklipse beleži se kašnjenje snopa sa pulsara u trajanju od 0.5ms. Ovo se objašnjava povećanom gustinom elektronskog snopa u blizini zvezde pratioca; objašnjenje možda malo rogobatno zvuči ali je taj fenomen već opisan kod drugih pulsara u binarnim sistemima.
Pošto je fotografisanje ova dva nebeska čuda obavljeno na visini od 26 stepeni, odnosno dok su čuda tranzitirala na jugu, savršeno je jasno zašto nijedna zvezda nije razlučena u jatu. Zvezde su sjaja ispod 16mag a dodatno sjaj ovog jata koje je od nas udaljeno relativno bliskih 20-30 hiljada svetlosnih godina opada jer prolazi kroz najgušće regione Galaksije, pa kao posledicu imamo umanjenje sjaja od čitave četiri magnitude. Za matematički neupućene - to je 40 puta manji sjaj od onog koji bi ovo jato imalo da se između njega i nas ne nalaze gusti regioni oko jezgra Galaksije.
Коментари
Постави коментар