PROMENLJIVE TIPA RR LYRAE

Kad se mlada škotska učiteljica Williamina Paton Stevens udala za lokalnog računovođu i udovca, očekivala je da će joj brak biti odskočna daska za karijeru ali ubrzo pošto su emigrirali u Sjedinjene Države, nije očekivala da će je muž tamo ekspresno ostaviti sa novorođenim sinom. Morala je da se snalazi za egzistenciju i počela je da radi kao kućna pomoćnica kod izvesnog profesora na Harvardu. Ponadala se da će joj bar ovo biti odskočna daska za... Ko zna šta.

Isti profesor je takođe prethodno očekivao da će mu brak biti odskočna daska za karijeru, pošto mu je tast takođe bio profesor na Harvardu, tako da je imao razumevanja za učiteljicu kojoj je ponudio drugi posao nakon posla kućne pomoćnice.

Poslodavac se zvao Edward Charles Pickering a kućna pomoćnica je zadržala prezime bivšeg muža (Williamina Fleming). Danas znamo da je profesor preferirao žene na svojim mukotrpnim zadacima izračunavanja, gde je izvršilac bio poznat i kao "kompjuter", odnosno računar, neko ko računa. Odvajkada je u nauci i praksi bilo potrebno računati nešto na malo većoj skali, recimo za nautičke almanahe, finansije ili u astronomiji, ali je retkost bila da su za te poslove angažovane žene. Da li je Pickering bio zainteresovan za ravnopravnost polova, da li je voleo žene ili je jednostavno znao da može manje da ih plati od muškaraca - danas nije poznato. Mi danas slobodno možemo da pretpostavimo da je sapiens XXI veka prilično mentalno zakržljao u aritmetičkom smislu, budući da retko ko bilo šta računa papirom i olovkom, ali je činjenica da je eksplozivni razvoj nauke i tehnologije usledio tek onda kad je ovaj mukotrpni posao sa čoveka prešao na elektronski čip. Odavno postoje simulacije i proračuni koje ni jedan tim ljudi nikako ne bi mogao da reši, bez obzira na broj članova ili dostupno vreme.

Udovica Henry Draper-a je donirala novac za nastavak istraživanja na kojima je radio njen pokojni suprug. On se, naime, pred kraj života zainteresovao za spektroskopiju a inače je bio jedan od prvih astrofotografa i dobrostojeći lekar koji je svoj posao napustio da bi se bavio astronomijom. Opservatorija je od doniranog novca započela izradu zvezdanog kataloga koji će se zvati po ovom astronomu, a briljantna ideja je bila da zvezde pritom treba da budu klasifikovane i spektroskopski, ne samo po boji, položaju i magnitudi.

Naravno, ova briljantna ideja je bila ujedno i veoma mukotrpna za sprovođenje u praksi. Sve u svemu narednih decenija je u katalog ušlo 359 hiljada zvezda, praktično celo nebo do devete magnitude; što znači da je toliko i moralo da bude fotografisano kroz spektroskop (dobro, moguće je više zvezda nagurati u jednu ploču) i nakon toga analizirano. I odmah je izbio sukob oko klasifikacije. Williamina Fleming je uspela da progura svoju ideju o nešto jednostavnijoj klasifikaciji koja se bazirala na količini vodonika u zvezdanom spektru, što je bila i dobitna kombinacija iz dva razloga: prvo, vodonik je najzastupljeniji element u svemiru i generalno zvezdama, i drugo, klasifikacija je izvedena iz fotografija spektra. Ovo znači da je bilo moguće ući i u UV deo spektra a ne samo vidljivi, koji je dostupan astronomu koji gleda kroz spektroskop, a to na kraju znači veću rezoluciju i preciznost i manje šansi za eventualnu grešku. Kasnije je njena koleginica na projektu (A.J.Cannon) zvezdanu klasifikaciju unapredila površinskom temperaturom, pa je ova klasifikacija (Harvard klasifikacija) ostala u najširoj upotrebi do danas.

Ovo je jedna takoreći nasumična lokacija u sazvežđu Ophiuchus na kojoj nema apsolutno ni jednog jedinog interesantnog deep_sky objekta. 

Kao što je već napomenuto, na ovom snimku ne vidimo ništa značajno, osim jedne neupadljive zvezde. Međutim, ta plavobela zvezda oznake 2MASS J16593506+0059451, petnaeste magnitude, pripada jednoj veoma značajnoj kategoriji promenljivih zvezda - u pitanju su RR Lyrae. Tu kategoriju promenljivih je otkrila gorepomenuta W. Fleming (kao i još neke bitne stvari: magline Horsehead i IC404, bele patuljke kao poseban tip zvezda na primer) i odvojila ih kao posebnu grupu promenljivih budući da su posedovale neke osobenosti. 

U prvom redu se nameću razlike između klasičnih cefeida i RR Lyrae, budući da su u vreme otkrivanja to bile dve najveće grupacije promenljivih zvezda. RR Lyrae su starije zvezde, manje mase, dok su cefeide potpuno obrnuto, dakle mlade masivne zvezde. Takođe cefeide naseljavaju galaktičku ravan a RR Lyrae žive uglavnom u halou, u zbijenim jatima. I još nešto: RR Lyrae imaju kraći period oscilovanja sjaja, a i manjeg su sjaja (luminoznosti) sveukupno što će se ispostaviti kao bitno za dalje proučavanje odnosa period/sjaj.

Mehanizam oscilovanja je dobrim delom sličan, ali ima i neke razlike. Kod obe vrste promenljivih se u osnovi radi o propusnosti (transparenciji, bistrini, mutnoći, kako god hoćete) spoljnih slojeva fotosfere. Kad se spoljni sloj fotosfere zvezde skupi i pribije uz zvezdu, nastupa porast temperature ispod tog sloja i helijum prelazi iz He II u He III jonizovano stanje. Ovo se dešava na 35-40 hiljada K i ovo momentalno menja propusnost navedenog sloja za fotone, elektrone i energiju koju zvezda zrači u prostor. To se najlakše može uporediti sa oblačnom noći na Zemlji - oblaci sprečavaju da se površina previše ohladi i generalno neće biti mraza, dok vedre noći imaju mnogo veću propusnost pa će biti hladnije. Ili je to još prostije objasniti situacijom da čovek spava pokriven: pokrivač ima malu propusnost pa će čovek lakše sačuvati sopstvenu toplotu. Upravo ovo čuvanje toplote je odgovorno za porast temperature cefeide čiji se prečnik momentalno povećava a spektralna klasa pada prema crvenoj boji.

I kod RR Lyrae se radi o He III jonizaciji, mehanizam pulsiranja je sličan ali pošto se radi o manjim zvezdama, manji je i period pulsiranja. Tipično one menjaju svoj sjaj u okviru ciklusa od jednog dana, pa čak i nekoliko sati.

Značaj obe ove kategorije promenljivih je veoma jasan: njihov odnos period-sjaj je veoma bitan za određivanje distance do tih zvezda. Premda RR Lyrae nemaju baš tako precizno povezan ovaj odnos sa distancom kao cefeide (imaju preciznost tek ako se snima u IR opsegu), a i generalno zbog njihovog manjeg sjaja; ove zvezde su služile za određivanje distance do globularnih klastera i unutar Mlečnog Puta i to je to. Za susedne galaksije su nam služile cefeide.

Međutim, kad je već reč o RR Lyrae kao promenljivim koje se nalaze u zbijenim jatima, to možemo da proverimo i u praksi. Pošto je period ovih promenljivih po pravilu dosta kratak, od nekoliko sati do nekoliko dana, možda imam sreće da snimim neku promenu?

Ovde imate animaciju (blink-komparator) od dva snimka jata M92 u Herkulesu koji su oba 4x15sec, dakle oba po jedan minut eksponirani. Rezolucija je uvećana duplo u odnosu na ono što 40D snima; greške koje se primećuju su od ne baš idealnog praćenja montaže. Razmak između dve sekvence je tačno 20 minuta.

Pošto je poznato da ovo jato ima u sebi 17 promenljivih tipa RR Lyrae, ja sam obeležio one koje su najsumnjivije da su se promenile. Preskočio sam one koje su na granici detekcije (imajte u vidu da je to samo jedan minut na ISO1600) pošto svaka kamera tu generiše mnogo šuma i bilo kakvo zaključivanje nije moguće; dakle, evo najsumnjivijih:

Tako se generalno i snimaju RR Lyrae, stavi ze zbijeno zvezdano jato u vidno polje teleskopa i imate gomilu potencijalnih meta i kalibracionih (kontrolnih) zvezda u istom vidnom polju. Posle toga sve izmerite i nanesete na grafikon, napišete rad, to bude odskočna daska za Zadrugu i Parove i proslavite se možda; ali to je već isuviše za mene. Stoga dalje nema nikakvih grafikona.