R LEPORIS I KAKO SAM POČEO DA VERUJEM U ALHEMIJU
Sigurno se pitate kako su u doba starog i srednjeg veka ljudi dobijali sve one fascinante boje kojima su bojili predmete oko sebe. Bilo je tu dosta toga što se bojilo, od tkanina do slikarstva. Recimo Mikelanđelo je četiri godine slikao plafon Sikstinske Kapele, količina boja upotrebljenih u tom poduhvatu svakako nije bila ni mala a ni jeftina. A ni restoracija krajem XX veka nije bila prosta; freske na plafonu Kapele su bile potamnele i obezbojene iz više razloga od kojih su najbitniji taloženje produkta sagorevanja sveća, ispiranje maltera i soli prilikom bezbrojnih kiša u zadnjih 500 godina, itd. Posebno su probleme imali sa jednom nijansom crvene boje koju je Mikelanđelo upotrebio za ogrtač proroka Danijela. Senke su naglašavanje nekom vrstom ugalj-crne, što je u procesu restauriranja efektivno skinuto i senke su isprane.
Danas nema sumnje da je krov Sikstinske Kapele neuporedivo sjajniji i kontrastniji, mada kritike restauriranja stižu sa svih strana. Mnogi detalji su izgubljeni i neke stvari su docrtavane, ali sveukupno život najlepšeg plafona u istoriji zapadne civilizacije je barem duplo produžen. Imajte u vidu da je krov Kapele u suštini bio relativno nestabilan i da ga je štošta moglo srušiti.
Dobijanje boja u vreme Mikelanđela, a i pre njega nije bilo prosto. Svaka boja se dobijala na različit način i iz različitih postupaka. Primera radi, ako uzmete jednu vrstu žbuna, mediteranskog zimzelenog hrasta (jeste, i to postoji!), Quercus coccifera, i pogledate šta na njemu može još da se nađe, videćete da tu parazitiraju štitaste vaši. Ti insekti iz roda Kermes se skidaju, odvajaju se ženke i iz njihovih tela se dobija crvena boja poznata i kao grimizna. Iz kore ovog hrasta se dobija i crna boja.
Termin koji označava ovu, u suštini jarkocrvenu boju sa primesama plave, na engleskom (crimson) vuče poreklo od španskog (cremesin), francuskog (cramoisi), dalje od latinskog (carmesinus, skraćeno carminus), persijskog (qhermez), turskog (kirmizi), srpskog (grimizan)... Kad bi srednjevekovne dame znale da je karmin zapravo osušena masa tela onih insekata, da li bi isti koristile?
Da li iz razloga tih dilema, tek potapanje insekata u 5% rastvor aluminijum sulfata i kalijum tartarata daje crvenu boju koju možemo koristiti, samo vremenom ima osobinu da izbledi.
I kakve to veze ima sa astronomijom?
Potpuno isto kao i Mikelanđelo, majka priroda u postupku "zatamnjivanja" crvenih zvezda koristi ugljenik. To su takozvane karbonske zvezde i one u svojoj atmosferi sadrže mnogo više ugljenika nego kiseonika, što (za razliku od ostalih zvezda) u obliku CO vrši apsorpciju na polju plave i zelene svetlosti. Rezultat: vrlo intenzivna crvena boja. Ali, odakle zvezdama uopšte ugljenik u tim količinama?
Većina karbonskih zvezda su džinovi u AGB fazi (faza asimptotskog giganta). One su džinovi samo u prečniku; masa im je mala do srednja (0.5-10 solarnih masa). Pritom u svom jezgru imaju tanak sloj (ljusku) u kome se vrši fuzija helijuma, iznad nje ljusku fuzije vodonika i veliki inertni omotač gasova iznad toga. Pritom se iz helijuma preko trostrukog alfa procesa stvara ugljenik; dva atoma helijuma (alfa čestice za sve nas koji nismo diplomirali fiziku/hemiju) daju berilijum, još jedan helijum i eto ugljenika. Istovremeno se oslobađa i energija - 7.275 MeV. Bez prevelikog ulaženja u detalje fizike kros-sekcija neelastičnog rasejanja, recimo da postoje pikovi u nekim energetskim vrednostima prilikom sudara čestica. Ti pikovi (vrhovi) su poznati kao rezonantne frekvencije i njihova vrednost je obrnuta dužini života čestica. Ovo je sve veoma korisno jer možemo dosta toga zaključiti o prirodi čestica i izračunati šanse da se pri susretu određenih čestica desi njihova interakcija.
Dakle, šanse da se u startu desi trostruki alfa proces i tako nastane ugljenik su neverovatno male, praktično nikakve (svođenje fizike na statistiku je samo ilustrativno). Međutim, ako se dve takve čestice udruže u berilijum, što je neuporedivo lakše da se desi; sasvim je jasno koji će proces biti favorizovan. Još bolje: berilijum (Be-8) i još jedna alfa čestica (He-4) imaju takođe enormne šanse da, kad se sretnu i sudare, stvore ugljenik C-12. Energija tog procesa je skoro jednaka energiji pobuđenog stanja C-12 i taj favorizovani sled događaja je upravo definisan rezonancijom. Astronom Fred Hoyle je, pedesetih godina prošlog veka, video da mu u praksi nedostaje upravo ovaj proces da bi u zvezdanim jezgrima uopšte bilo dovoljno ugljenika.
On je potom otišao do laboratorije nuklearnog fizičara (to vam je moderna alhemija; rutinski stvarate jedan elemenat iz drugog) W. A. Fowler-a i predložio mu da postoji rezonanca oko C-12 na oko 7.5 MeV. Razlog je bilo Hoyle-ovo razmišljanje da to treba tako da bude, jednostavno zato što sav taj ugljenik u zvezdanim spektrima mora nekako da nastane, a ovo je jedini proces za koji znamo, odnosno možda ga i otkrijemo ako imamo sreće. Fowler je bio skeptičan po pitanju takvih pretpostavki koje nisu potkrepljene nijednim dokazom, ali je pristao da neiskusnom novajliji (W. Whaling) da rashodovani de Grafov generator, čisto da mu Hoyle i početnik nadalje ne bi smetali u laboratoriji.
Posle dva meseca Fowler je bio prilično začuđen kad se ispostavilo da je Hoyle bio u potpunosti u pravu. Berilijum i helijum prelaze u pobuđeno stanje C-12 koji kasnije prelazi u osnovno stanje C-12 koga ima koliko hoćete i ovde na Zemlji. Ovo je esencijalno: direktan prelazak u osnovno stanje C-12 nije matematički moguć (jer je ispod energije Be + He) i treba tražiti u smislu pobuđenog stanja ugljenika - rezonanca postoji i to upravo tamo gde mu je i rečeno (7.68 MeV). Smesta su Hoyle-a stavili kao prvopotpisanog na rad koji je objavljen, a time je i počela duža saradnja između Fowler-a i Hoyle-a koja je rezultovala prelaskom prvog kod drugog na Cambrigde. Tamo je dalje otkrivena i rezonanca berilijuma, ali to je nebitno, važno je da ovo dokazuje da mnoge stvari u nauci mogu biti otkrivene čistom intuicijom - posle čega obavezno sledi naravno mukotrpan rad, ali intuicija može ceo proces da usmeri u pravom pravcu i treba je ponekad i poslušati.
Ovo sve znači da ogromne količine ugljenika nastaju trostrukim alfa procesom iz helijuma i lagano konvekcijom isparavaju do zvezdine površine. Upravo ugljenik u atmosferi menja boju zvezde u crvenu što nas ovde na Zemlji dovodi do oduševljenja. Ova zvezda, R Leporis je tipičan primer karbonske zvezde koja je i promenljiva. Praktično sve karbonske zvezde su inače promenljive, ova konkretno varira između 5.5 i 11.7 magnitude. Ja sam je fotografisao u februaru 2019 kad je bila na kraju svog minimuma (ali i dalje u minimumu).
U teleskopu se bez problema videlo da je zvezda crvenkasta, samo jedno upozorenje - crveni objekti slabijeg sjaja podležu Purkinjeovom efektu. Zato i ne vidimo crvene emisione magline, eventualno ih možemo nanjušiti kao zelenkaste. To je fenomen da naš vid crvene objekte u mraku ima tendenciju da zanemari i proglasi za tamnije nego što to zapravo jesu, evolucija nam je to dala da bismo u mraku maksimizirali kontrast u plavom i zelenom delu spektra, što nam je realno mnogo bitnije za šumu, nebo i more. Purkinjeov fenomen je upravo i vidljiv na ovom ovde grafiku sjaja R Leporis u proteklih par godina. Tamo se jasno vidi da su vizuelni posmatrači u minimumu prijavljivali magnitudu 10 a kamere u istom momentu 9mag. To je greška od preko 2.5x!
Jedan veoma koristan parametar u astronomiji je B-V indeks i on označava grubo rečeno razliku između magnitude zvezde u plavoj i zelenoj svetlosti. Ukoliko je taj indeks negativan - zvezda je plava, u suprotnom je suprotno, dakle crvena. Osim boje, ako vam je potrebno iz ovog indeksa se može izvući i temperatura površine zvezde.
B-V indeks ove zvezde je rekordnih +5.7mag, to je najcrvenija zvezda na nebu i njen sjaj u crvenom delu spektra je okvirno 70-80 puta sjajniji nego u zelenom. Period oscilovanja sjaja iznosi 427 dana a na ovu zvezdu prvi je u viktorijanskom periodu skrenuo pažnju John Russell Hind, opisujući je kao "kap krvi na crnoj pozadini". Na anglosaksonskom govornom području se zvezda i danas zove Hind's Crimson Star, odnosno grimizna zvezda.
Uostalom, pogledajte animaciju stack-a kroz sva tri kanala, bez ikakve obrade. Videćete kolika je razlika sjaja između crvenog i plavog kanala, u plavoj boji je ova zvezda skoro nevidljiva:
Danas nema sumnje da je krov Sikstinske Kapele neuporedivo sjajniji i kontrastniji, mada kritike restauriranja stižu sa svih strana. Mnogi detalji su izgubljeni i neke stvari su docrtavane, ali sveukupno život najlepšeg plafona u istoriji zapadne civilizacije je barem duplo produžen. Imajte u vidu da je krov Kapele u suštini bio relativno nestabilan i da ga je štošta moglo srušiti.
Dobijanje boja u vreme Mikelanđela, a i pre njega nije bilo prosto. Svaka boja se dobijala na različit način i iz različitih postupaka. Primera radi, ako uzmete jednu vrstu žbuna, mediteranskog zimzelenog hrasta (jeste, i to postoji!), Quercus coccifera, i pogledate šta na njemu može još da se nađe, videćete da tu parazitiraju štitaste vaši. Ti insekti iz roda Kermes se skidaju, odvajaju se ženke i iz njihovih tela se dobija crvena boja poznata i kao grimizna. Iz kore ovog hrasta se dobija i crna boja.
Termin koji označava ovu, u suštini jarkocrvenu boju sa primesama plave, na engleskom (crimson) vuče poreklo od španskog (cremesin), francuskog (cramoisi), dalje od latinskog (carmesinus, skraćeno carminus), persijskog (qhermez), turskog (kirmizi), srpskog (grimizan)... Kad bi srednjevekovne dame znale da je karmin zapravo osušena masa tela onih insekata, da li bi isti koristile?
Da li iz razloga tih dilema, tek potapanje insekata u 5% rastvor aluminijum sulfata i kalijum tartarata daje crvenu boju koju možemo koristiti, samo vremenom ima osobinu da izbledi.
I kakve to veze ima sa astronomijom?
Potpuno isto kao i Mikelanđelo, majka priroda u postupku "zatamnjivanja" crvenih zvezda koristi ugljenik. To su takozvane karbonske zvezde i one u svojoj atmosferi sadrže mnogo više ugljenika nego kiseonika, što (za razliku od ostalih zvezda) u obliku CO vrši apsorpciju na polju plave i zelene svetlosti. Rezultat: vrlo intenzivna crvena boja. Ali, odakle zvezdama uopšte ugljenik u tim količinama?
Većina karbonskih zvezda su džinovi u AGB fazi (faza asimptotskog giganta). One su džinovi samo u prečniku; masa im je mala do srednja (0.5-10 solarnih masa). Pritom u svom jezgru imaju tanak sloj (ljusku) u kome se vrši fuzija helijuma, iznad nje ljusku fuzije vodonika i veliki inertni omotač gasova iznad toga. Pritom se iz helijuma preko trostrukog alfa procesa stvara ugljenik; dva atoma helijuma (alfa čestice za sve nas koji nismo diplomirali fiziku/hemiju) daju berilijum, još jedan helijum i eto ugljenika. Istovremeno se oslobađa i energija - 7.275 MeV. Bez prevelikog ulaženja u detalje fizike kros-sekcija neelastičnog rasejanja, recimo da postoje pikovi u nekim energetskim vrednostima prilikom sudara čestica. Ti pikovi (vrhovi) su poznati kao rezonantne frekvencije i njihova vrednost je obrnuta dužini života čestica. Ovo je sve veoma korisno jer možemo dosta toga zaključiti o prirodi čestica i izračunati šanse da se pri susretu određenih čestica desi njihova interakcija.
Dakle, šanse da se u startu desi trostruki alfa proces i tako nastane ugljenik su neverovatno male, praktično nikakve (svođenje fizike na statistiku je samo ilustrativno). Međutim, ako se dve takve čestice udruže u berilijum, što je neuporedivo lakše da se desi; sasvim je jasno koji će proces biti favorizovan. Još bolje: berilijum (Be-8) i još jedna alfa čestica (He-4) imaju takođe enormne šanse da, kad se sretnu i sudare, stvore ugljenik C-12. Energija tog procesa je skoro jednaka energiji pobuđenog stanja C-12 i taj favorizovani sled događaja je upravo definisan rezonancijom. Astronom Fred Hoyle je, pedesetih godina prošlog veka, video da mu u praksi nedostaje upravo ovaj proces da bi u zvezdanim jezgrima uopšte bilo dovoljno ugljenika.
On je potom otišao do laboratorije nuklearnog fizičara (to vam je moderna alhemija; rutinski stvarate jedan elemenat iz drugog) W. A. Fowler-a i predložio mu da postoji rezonanca oko C-12 na oko 7.5 MeV. Razlog je bilo Hoyle-ovo razmišljanje da to treba tako da bude, jednostavno zato što sav taj ugljenik u zvezdanim spektrima mora nekako da nastane, a ovo je jedini proces za koji znamo, odnosno možda ga i otkrijemo ako imamo sreće. Fowler je bio skeptičan po pitanju takvih pretpostavki koje nisu potkrepljene nijednim dokazom, ali je pristao da neiskusnom novajliji (W. Whaling) da rashodovani de Grafov generator, čisto da mu Hoyle i početnik nadalje ne bi smetali u laboratoriji.
Posle dva meseca Fowler je bio prilično začuđen kad se ispostavilo da je Hoyle bio u potpunosti u pravu. Berilijum i helijum prelaze u pobuđeno stanje C-12 koji kasnije prelazi u osnovno stanje C-12 koga ima koliko hoćete i ovde na Zemlji. Ovo je esencijalno: direktan prelazak u osnovno stanje C-12 nije matematički moguć (jer je ispod energije Be + He) i treba tražiti u smislu pobuđenog stanja ugljenika - rezonanca postoji i to upravo tamo gde mu je i rečeno (7.68 MeV). Smesta su Hoyle-a stavili kao prvopotpisanog na rad koji je objavljen, a time je i počela duža saradnja između Fowler-a i Hoyle-a koja je rezultovala prelaskom prvog kod drugog na Cambrigde. Tamo je dalje otkrivena i rezonanca berilijuma, ali to je nebitno, važno je da ovo dokazuje da mnoge stvari u nauci mogu biti otkrivene čistom intuicijom - posle čega obavezno sledi naravno mukotrpan rad, ali intuicija može ceo proces da usmeri u pravom pravcu i treba je ponekad i poslušati.
Ovo sve znači da ogromne količine ugljenika nastaju trostrukim alfa procesom iz helijuma i lagano konvekcijom isparavaju do zvezdine površine. Upravo ugljenik u atmosferi menja boju zvezde u crvenu što nas ovde na Zemlji dovodi do oduševljenja. Ova zvezda, R Leporis je tipičan primer karbonske zvezde koja je i promenljiva. Praktično sve karbonske zvezde su inače promenljive, ova konkretno varira između 5.5 i 11.7 magnitude. Ja sam je fotografisao u februaru 2019 kad je bila na kraju svog minimuma (ali i dalje u minimumu).
U teleskopu se bez problema videlo da je zvezda crvenkasta, samo jedno upozorenje - crveni objekti slabijeg sjaja podležu Purkinjeovom efektu. Zato i ne vidimo crvene emisione magline, eventualno ih možemo nanjušiti kao zelenkaste. To je fenomen da naš vid crvene objekte u mraku ima tendenciju da zanemari i proglasi za tamnije nego što to zapravo jesu, evolucija nam je to dala da bismo u mraku maksimizirali kontrast u plavom i zelenom delu spektra, što nam je realno mnogo bitnije za šumu, nebo i more. Purkinjeov fenomen je upravo i vidljiv na ovom ovde grafiku sjaja R Leporis u proteklih par godina. Tamo se jasno vidi da su vizuelni posmatrači u minimumu prijavljivali magnitudu 10 a kamere u istom momentu 9mag. To je greška od preko 2.5x!
Jedan veoma koristan parametar u astronomiji je B-V indeks i on označava grubo rečeno razliku između magnitude zvezde u plavoj i zelenoj svetlosti. Ukoliko je taj indeks negativan - zvezda je plava, u suprotnom je suprotno, dakle crvena. Osim boje, ako vam je potrebno iz ovog indeksa se može izvući i temperatura površine zvezde.
B-V indeks ove zvezde je rekordnih +5.7mag, to je najcrvenija zvezda na nebu i njen sjaj u crvenom delu spektra je okvirno 70-80 puta sjajniji nego u zelenom. Period oscilovanja sjaja iznosi 427 dana a na ovu zvezdu prvi je u viktorijanskom periodu skrenuo pažnju John Russell Hind, opisujući je kao "kap krvi na crnoj pozadini". Na anglosaksonskom govornom području se zvezda i danas zove Hind's Crimson Star, odnosno grimizna zvezda.
Uostalom, pogledajte animaciju stack-a kroz sva tri kanala, bez ikakve obrade. Videćete kolika je razlika sjaja između crvenog i plavog kanala, u plavoj boji je ova zvezda skoro nevidljiva:
Коментари
Постави коментар