PRAVO IZ ORTOVOG OBLAKA

Kolika je udaljenost Zemlje od Sunca?
Vrlo jednostavno pitanje, toliko jednostavno da je stajalo u programu Poznavanje prirode i društva u osnovnoj školi još osamdesetih godina. Tamo je stajalo kratko: 150 miliona kilometara. 

Potpisniku ovih redova, tada mlađanom školarcu je bilo poznato da udaljenost varira od 147 do 149 miliona kilometara, ali na zahtev učiteljice da napišemo odgovor na to pitanje, ne znam iz kog razloga ja sam napisao da je udaljenost jednu astronomsku jedinicu (1 astr.jed.). Dobio sam odgovor da je moj odgovor (jedini u razredu) netačan, a ja sam vrlo dobro znao da je tačan i da sam u pravu. Nisam iz toga naučio ništa, odnosno nisam shvatao da je ovde nebitno što si u pravu, kad to ionako procenjuje neko drugi - koji je uvek u pravu. Još manje sam verovao u to da učiteljica ne zna šta je to astronomska jedinica. Mogao sam, i možda je trebalo da se borim i dokažem da sam u pravu, ali recite to zbunjenom detetu koje je do tada verovalo u nepogrešivost i sveznanje svoje učiteljice.

A možda i nisam trebao da se borim već da mirno prihvatim zupčanike sistema koji efikasno melju ono što štrči. Koga briga za udaljenost Zemlje od Sunca, u školi se zapravo sve vreme uči jedna mnogo bitnija stvar - da budeš poslušan.

Kometa  PANSTARRS C/2017 T2 je imala, od gomile kometa koje su se pojavljivale proteklih nekoliko godina, malo više potencijala da bude fascinantna. Doduše njen perihel u maju 2020. je bio na distanci od 1.6 astronomskih jedinica, što nikako nije blizu za jednu kometu. To je zapravo distanca Marsa od Sunca. Međutim, ova kometa je ispala iz Ortovog oblaka bukvalno neočekivano, i za nju je ovaj obilazak oko naše matične zvezde bio prvi put. Velika većina ljudi koji su pratili pojavu kometa (i glancali svoje fotoaparate, čekajući spektakl, kao i ja uostalom) su se obradovali ovoj činjenici - mlada kometa može biti samo spektakularna, jelte?

Pa, ne baš... Mi koji samo fotografišemo najčešće nismo dovoljno upućeni u sve finese moderne nauke o kometama. Meni komete nisu predmet istraživanja, niti živim od toga, sasvim drugim stvarima se bavim. Zato je svima nama promakla činjenica da ovakve komete, dakle pri svom prvom pojavljivanju u blizini Sunca, vrlo retko daju bilo kakav spektakl. Nakon pomnog iščitavanja šta o tome ima da kaže Alen Hejl (Alan Hale), a njemu treba verovati budući da je otkrio Hale-Bopp kometu polovinom devedesetih; shvatio sam da priča oko kometa nije vezana samo za distancu od Sunca i prvi prolaz.

Hejl je diplomirao fiziku i radio na projektu Vojadžer 2, zatim doktorirao, ceo život posvetio proučavanju malih tela Sunčevog sistema, a naročito kometa. Po njemu kad se kometa prvi put približava Suncu, već tamo negde na desetak astronomskih jedinica, temperatura krene da raste. Pošto je mlada kometa prepuna smrznutih gasova koje je napabirčila još od stvaranja Sunčevog sistema, gasova koji su kod nas ovde gasovi - logično je da sve to počinje da ključa. Međutim, vremenom su takve komete razvile tanku koru koja je nastala bombardovanjem kosmičkim zracima u proteklih nekoliko milijardi godina. Kako se kometa približava Suncu mi vidimo povećanu aktivnost i radujemo se, jer ako je kometa ovoliko sjajna na 10 ili 5 AU kakva li će tek biti kad dođe do nas? 

Ali ove materije vrlo brzo isparavaju i ostatak isparljivih materija ostaje zarobljen ispod kore. U najvećem broju slučajeva ova kora kod kometa koje prvi put prolaze pored Sunca ostaje intaktna i nikom ništa, aktivnost slabi u perihelu. Tako od, u početku sjajne komete, dolazimo do razočarenja, odnosno prvi put retko bude nekog spektakla. Međutim, mogući su i slučajevi lomljenja kore i posledičnih fascinantnih erupcija: dobar primer je kometa C17P/Holmes koja je sa 17mag skočila na 2.8mag.

Naravno, lomljenje kore se retko dešava kod kometa koje prvi put dolaze do nas; kometa Holms je kratkoperiodična i ko zna koliko puta je već prošla (možda je i sudar sa nekim meteoroidom napravio eksploziju, ne znamo sigurno) a perihel tu može da bude dobar pokazatelj: ako je veliki (recimo 2AU) i kometa prolazi prvi put, velike su šanse da ispadne ćorak. Upravo to se desilo sa mnogim kometama do sada. Zato je gorepomenuti Hejl bio obradovan kad se saznalo da njegova novootkrivena kometa nije prvi put u blizini Sunca.

Ipak nije Hejl glavni junak ove priče. Glavni junak je Holanđanin rođen na samom početku XX veka koji je želeo da studira fiziku. Rođen u lekarskoj i protestantkoj porodici, odmah je odbio religiju i želeo da se posveti nauci, pošto je kao dete bio inspirisan romanima Žila Verna. Ali na studijama je fasciniran ličnošću profesora Kapteyn-a odlučio da, umesto fizike, studira astronomiju. Nakon postdiplomskih studija na Jejlu  vratio se u Lajden gde je radio na opservatoriji.

Glavni junak je, naravno, Jan Oort.

Njegov mentor Jacobus Kapteyn je, prvih godina XX veka, došao na ideju da sistematski izmeri sopstveno kretanje većeg broja zvezda. Već je znao da se mnoge zvezde kreću u raznim prividnim smerovima, neke čak i u suprotnim, i dobro je pretpostavio da će tu biti vrednih otkrića. Čak je po njemu nazvana i jedna zvezda na južnom nebu koja je, do otkrića Bernardove zvezde, držala rekord kao zvezda sa najvećim sopstvenim godišnjim kretanjem na nebu. Kapteyn je, dakle, 1906. započeo i koordinirao projekat između čertdesetak drugih opservatorija koji je merio kretanje zvezda na nebu podeljenom u 206 posebnih sektora. Za nauku tog doba enorman projekat, ali od samog starta su se videle neke naznake.

I tako je statistika dala odgovor na pitanje gde su sve zvezde oko nas i u kojim pravcima se kreću. Kapteyn je stvorio koncept naše matične Galaksije oblika pite sa višnjama, prečnika 32 hiljade i debljine 6500 svetlosnih godina. Sunce je po njemu faktički u centru tog sistema, udaljeno jedva dve hiljade svetlosnih godina od geometrijskog centra Galaksije, a i celog tadašnjeg Univerzuma.

Međutim, Kapteyn-ov Univerzum je imao jedan veliki nedostatak. O tome je kasnije svedočio njegov podređeni, Jan Ort, u smislu da na opservatoriji Leiden niko nije imao pojma niti se bavio strukturom i dinamikom Galaksije. Sve što je rađeno je bilo merenje i u tome je ekipa na opservatoriji bila dosta dobra ("poziciona astronomija, meridijanski krug, i nešto merenja sopstvenog kretanja zvezda"). Dakle, činjenica je da Kapteyn u svoju galaktičku kartografiju nije uneo fenomen apsorpcije na većim distancama. Zato je i dobio u suštini netačne podatke. Takođe je i činjenica da je, na kasnije sugestije, reagovao tako da se bacio u mukotrpno merenje efekata galaktičke apsorpcije, ali je, ponovo pogrešno, 1918. godine objavio da je efekat apsorpcije praktično zanemarljiv. Odnosno da je njegov model svemira u suštini tačan.

Nakon što je pokopao životno delo svog mentora, Oort je krenuo da rešeta činjenicama: Sunce je 30 hiljada svetlosnih godina od centra, odnosno onoliko koliko je Kapteyn mislio da je prečnik cele Galaksije; obilazak Sunca oko centra traje 224 miliona godina; Galaksija rotira diferencijalno, odnosno ne kao kruto telo već više nekako kao vrtlog u vodi. Smisao rotacije je analogan Sunčevom Sistemu: planete bliže centru rotiraju mnogo brže. Drugi Svetski rat je proveo bojkotujući svoj posao i nemačke okupatore; povukao se na selo i pisao knjige. Nakon rata se vratio i smesta zadužio neke stare nemačke obalske radare za svoju opservatoriju. Radio-teleskop aperture 7.5m je u tom momentu bio najveći na svetu, i poslužio je za radiokartografiju Mlečnog Puta. Prvi put u istoriji je sapiens mogao jasno da vidi centar svoje matične galaksije, doduše na 21cm frekvencije koja bez apsorpcije prolazi kroz prašinu. Tamo se jasno videla velika koncentracija mase (verovatno zvezda) kao i gas koji biva izduvavan velikom brzinom iz centra.

Ali najveća zasluga i njegovo životno delo je jedna (tada) pretpostavka da oko Sunčevog Sistema postoji veliki oblak kometa. Mi to danas zovemo Ortovim oblakom.

Stvari stoje ovako: postoje dve osnovne grupe kometa, kratkoperiodične i dugoperiodične. Ove prve obilaze oko Sunca za manje od 200 godina i po pravilu imaju aphelione svojih orbita oko Jupitera ili iza njega, ali ne nešto mnogo dalje. Primera radi, Hejlijeva kometa (1P/Halley) je ovih godina blizu apheliona, tačnije biće to za dve godine; i nalazi se nešto malo iza Neptunove orbite. Međutim, dugoperiodične komete imaju aphelione mnogo dalje nego što i možemo da zamislimo. One zapravo 99.9% vremena provode na velikim udaljenostima od Sunca koja iznose od 2000 AU do 3.16 svetlosnih godina. Taj prostor više nije u ravni ekliptike već se širi slično oblaku krša, loma, asteroida i kometa i koji sferno zauzima okolinu Sunčevog Sistema. Pritom krajnje granice nisu uopšte jasno naznačene. One zavise od interakcija sa okolnim zvezdama u prolazu i upravo ti gravitacioni uticaji mogu da katapultiraju pojedine članice Ortovog oblaka na sve strane, pa ponekad i ka unutrašnjem Sunčevom Sistemu.

Članice Ortovog oblaka su uglavnom gromade nastale kad i ceo Sunčev Sistem, dakle pre 4.6 milijardi godina. Smatra se da su velike planete veoma brzo raščistile svoje orbite i sav krš i lom planetezimala i ostalog škarta rasterale na periferiju, formirajući na taj način Ortov oblak. Mnogi gasovi koji su kod nas gasovi, na temperaturama međuzvezdanih prostora od par desetina Kelvina bivaju smrznuti. Tako su ove prašnjave gromade koje su milijarde godina provele u mraku i hladnoći zapravo idealne za nastanak jedne komete - potrebno je samo malo ih potpaliti i dobićemo vatromet. Jan Oort je na osnovu velikog broja kometa koje svakodnevno pristižu u našu okolinu zaključio da postoji priličan rezervoar ovih objekata. Pošto je računao orbite nekih dugoperiodičnih kometa došao je do dva zaključka: 

1) aphelioni veoma ekscentričnih putanja ukazuju na velike distance, ponekad i više hiljada AU;

2) nagnutost u odnosu na ekliptiku je toliko varijabilna da je očigledno da dugoperiodične komete dolaze iz sfere koja u svim pravcima okružuje Sunčev Sistem.

Što se tiče samo Ortovog oblaka, njegove članice su toliko labavo vezane za Sunce da vrlo često prelaze u susedne zvezdane sisteme ili mi dobijamo gostujuće kometarne objekte od okolnih zvezda. Primer su 1I/Oumuamua ili 2I/Borisov kao očigledno interstelarni objekti, sudeći po svojim putanjama. Oumuamua npr dolazi iz pravca Vege, odnosno solarnog apeksa (pravac u kome se ceo Sunčev Sistem kreće unutar Galaksije), što jasno ukazuje da poreklo ovog objekta treba tražiti van našeg sistema. Osim toga, na granici gde se gravitaciono dejstvo Sunca izjednačava sa gravitacionim efektom Galaksije, recimo na 100-200 hiljada AU odavde, galaktička gravitacija rasteže Ortov oblak u obliku jajeta. Ovo itekako utiče na orbite kometa, tačnije smatra se da je 90% svih kometa iz Ortovog oblaka usmereno na Sunce upravo zbog ovog efekta.

Osim toga, na buduće komete utiče i kad neka zvezda prođe blizu ili kroz Ortov oblak. Ovo se u proseku dešava na svakih 100 hiljada godina. Poslednji značajan prolaz je napravila Scholz-ova zvezda pre 70 hiljada godina koja je prošla 0.83 svetlosne godine od Sunca - tek za dva miliona godina ovde možemo da očekujemo bombardovanje kometama koje je ovaj prolaz napravio. Naravno da je ovako nešto odlična podloga za teorije zavere oko zvezde Nemezis koja, navodno orbitirajući oko Sunca, svakih dvadesetak miliona godina pravi dar-mar u Ortovom oblaku šaljući komete ovamo i izazivajući masovna izumiranja vrsta na Zemlji. Sve je to teoretski tačno ali u praksi bi braon patuljak na toj distanci morao biti otkriven do sada. Dokaz je i činjenica da je gorepomenuta Scholz-ova zvezda, koja je otkrivena doduše tek pre 8 godina, udaljena 22 svetlosne godine. Nju čine braon i crveni patuljak, oba po 60-80 Jupiterovih masa, dakle Nemezis na nekoliko puta manjoj distanci nema teoretske šanse da se sakrije.

Sve ovo očigledno može da pošalje komete ovamo, kao što redovno i šalje. Juna prošle godine sam fotografisao gorepomenutu PANSTARRS C/2017 T2 dok je još uvek bila sjajna, odnosno neposredno nakon periheliona.

Levo je galaksija M106, vidi se još nekoliko sjajnijih galaksija iz NGC kataloga. Snimano je reflektorom 150/750 sa Crnog Vrha i četrdeseticom; i jasno se vidi zelenkasta koma, sa naznakama repa. Obrada u Irisu je rađena dvaput: za kometu i za okolinu, tj zvezde i galaksije. Obrazloženje: kometa se vrlo brzo pomera i ako ne želimo da dobijemo svetlu crticu dužine dvadeset i nekoliko piksela onda moramo posebno da radimo registraciju frejmova. Cilj je prost: dobijanje detalja u kometi.

Svojevremeno je fotografisanje kometa filmskim kamerama bilo neuporedivo izazovnije i zanimljivije, ako ništa drugo onda bar nepredvidivije, pre svega u zavisnosti od toga kakvu spektralnu osetljivost ima konkretno upotrebljeni film. Većina brzih kolor filmova je lepo hvatala plavi prašinski rep komete, nauštrb zelene kome - i to čak i ako se prašinski rep vizuelno uopšte nije ni video. Zato fotografije kometa McNaught, Kohoutek, Hale-Bopp i sličnih izgledaju tako fascinantno sa dva repa. Pravo pitanje je jesu li tako izgledale i vizuelno, a odgovor je - ne, nisu tako izgledale vizuelno (premda su svakako i dalje bile spektakularne).

Budući da detaljima komete nisam bio zadovoljan na finalnom snimku, uzeo sam stek gde je registracija uzela u obzir samo kretanje komete. Atmosfera je bila fantastična i detalji su naprosto tu, samo ih treba iskopati. Kometu sam stoga kropovao i rastegao maksimalno. U pravcu 12h se vidi prašinski rep, trag krupnijih čestica koji kometa ostavlja za sobom. Na levo od kome se nazire jonski (ponegde nazvan i gasni) rep koji nastaje tako što Sunčev vetar oduvava najsitnije čestice odnosno jone u suprotnom pravcu.

Sama koma je zelene boje i najbolje se vidi desno od jezgra komete. Takođe prilikom okretanja u perihelionu kometa je prikazala malo iskrivljen jonski rep ali u realnosti to je samo stvar perspektive. Jonski rep se zaista krivi ali mnogo manje; mi ovde gledamo maltene kometi u čelo pa je perspektiva zakrivljenja dosta više izražena.

Ovo sve se mnogo bolje raspoznaje u zelenom kanalu:

Dodanto obeležen zelenom linijom prašinski rep, i žutom linijom jonski rep:

Toliko o ovoj gošći iz Ortovog oblaka. A Ortov idol, mentor i dugogodišnji nadređeni, Jacobus Kapteyn, imao je zaista talenta za matematiku i svakodnevne organizacione poslove. Međutim, u životu vrlo često imamo pred sobom granicu preko koje jasno ne vidimo i gde nadalje moramo da koristimo intuiciju. Tu profesor nije briljirao i imao je više promašaja. Osim položaja Sunca u Galaksiji pogrešio je i oko zvezda u "nepravilnim maglinama" koje po njemu evoluiraju u planetarne magline. Na stranu što ovde meša intra- i ekstragalaktičke objekte, ovo je navodno bazirano na merenju sopstvenog kretanja zvezda.

S druge strane, Ort je imao talenta za matematiku jednako kao i za prosto objašnjavanje kompleksnih pojmova. Mogao je Univerzum da opisuje bez ijedne formule, ako to zatreba na nekom predavanju. Osim toga, imao je i dar za snalaženje u magli, odnosno intuiciju. Tako mala, a u suštini vrlo velika razlika.

Jan Oort je uspeo da dokaže da je u pravu i pritom obori mišljenje i koncept svog nadređenog. I da mu pritom svi čestitaju. Ja to sa svojom učiteljicom svojevremeno nisam uspeo. 

Zato je Holandija tu gde jeste, a Srbija i ceo Balkan - takođe tu gde jesu i gde će i nadalje biti.