PRSTENOVI, VAMPIRI I LOPOVI

Galileo Galilej je bio prvi čovek koji je ka nebu usmerio nešto što bi se moglo definisati kao teleskop. Upravo zbog činjenice da je taj, čak i tako rudimentirani optički instrument, bio toliko ispred golog ljudskog oka, usledila su otkrića najrazličitijih čudesa i to u vrlo kratkom roku. Galileo nije bio glup i njegovoj moći zapažanja se nije moglo prigovoriti, pa bi se čak moglo i reći da je pomoću primitivnih instrumenata video dalje i više nego što bi to danas mogla većina nas, razmaženih milenijalaca koji sve posmatraju kroz animaciju na kojekakvom displeju.

On je pomno pregledao poznate planete i praktično na svakoj je uočio po nešto novo: Venera ima mene, Jupiter je šarena loptica a Saturn... On to nije umeo da definiše. Sa nekoliko puta uvećanja pa sve do trideset, nije ni mogla da se vidi prava struktura planete i prstena, ali je uspeo da nazre da se oko planete sa obe strane nalaze još dve male loptice. Delovalo je kao da Saturn ima uši, i to je tako i opisao u svom pismu Toskanskom vojvodi, prijatelju i finansijeru. U pismu drugom prijatelju, Belizariju Vinta, čak je i nacrtao malu šemu kako bi to trebalo da izgleda. Katastrofa je nastupila posle dve godine, kad se Saturn namestio tako da prstenovi budu potpuno paralelni sa linijom pogleda sa Zemlje - rezultat su nevidljivi prstenovi, pre svega za one sa slabijim instrumentima. Galilej ze zapitao "nije li Saturn opet pojeo svoju decu?" što je bila aluzija na mit o Saturnu koji redovno jede svoje potomstvo da bi sprečio proročanstvo da će ga neko od dece zbaciti sa prestola.

Posle još godinu dana se struktura prstenova ponovo pojavila i Galilejeva reputacija je ponovo bila u redu. Ali da bi sprečio ovakve i slične nezgodne dogodovštine, a pre svega probleme sa inkvizicijom, Galileo je (kao uostalom i velika većina tadašnjih naučnika) svoja otkrića redovno objavljivao u formi anagrama. Ko zna kako da reši anagram, najčešće samo povlašćeni prijatelji kojima autor oda pravi smisao. Kad se situacija slegne i više nije opasno, autor javno objavi rešenje anagrama i tako niko ne može da kaže da je nešto otkrio pre njega.

Dakle, Galilejev anagram je glasio "smaismrmil­mepoeta­leumibu­nenugt­tauiras", što bi se posle dešifrovanja složilo u "Altissimum planetam tergeminum observavi" a to se onda prevodi kao "videh najdalju planetu trostrukom". Nekih pola decenije kasnije Saturn je posmatrao i Cristopher Wren, jedan od najuticajnijih arhitekata u Engleskoj, koji je upravo tad kratkotrajno radio kao profesor astronomije na Gresham koledžu. Upravo je bio napisao hipotezu i naslovio je De corpore saturni gde je stajalo da oko planete postoji disk, a ne kojekakve uši ili rogovi. Baš kad je hteo da delo objavi - pročitao je rad mlađanog Kristijana Hajgensa - i odustao (što bi danas rekli, smorio se). Hajgens je njegovu hipotezu mnogo bolje, detaljnije i preciznije izneo... Naravno, u formi anagrama.

Da preskočim taj anagram, i latinsko prevođenje, tu se kaže da je Saturn okružen tankim, ravnim prstenom, koji nigde ne dodiruje planetu i koji je nagnut prema ekliptici. Naučni rad se zvao Systema Saturnium i tu je objavljeno i otkriće prvog Saturnovog satelita Titana. Naravno da su holandski lord (da, Hajgens je imao tu titulu) i njegov brat imali revolucionarni pristup gradnji teleskopa: preskočili su pravljenje tubusa i slične nepotrebne trice i kučine, i objektiv zakačili na obližnje drvo. Ostalo je samo sa okularom u rukama juriti ispod drveta i tražiti tačku fokusa, ali ako se izuzmu muke oko toga prednosti su bile višestruke: veća žižna daljina a samim tim i uvećanja, manje hromatske aberacije, veća apertura objektiva, manja potrebna krivina za objektiv, manja osetljivost na greške u poliranju.

Otkrića su se ređala: Cassini je otkrio pukotinu u prstenu, Laplas je definisao prsten kao strukturu koja nikako nije mogla biti čvrsto telo jer bi se raspalo zbog težnje ka diferencijalnoj rotaciji. Potom je Maxwell odbacio tečnu strukturu prstena i naveo da je jedino moguće da prsten čini veoma veliki broj čvrstih tela malog prečnika.

Osim Titana, krajem XVIII veka su otkrivena još dva Saturnova satelita: Mimas i Enceladus je otkrio William Herschell. Britanci su 1848. otkrili Hyperion koji je u orbitalnoj rezonanci sa Titanom, a 1899. je Pickering otkrio Phoebe - prvi satelit za koji se zna da ima retrogradnu orbitu oko svoje planete. Ovo je skoro sigurni znak da se radi o uhvaćenom asteroidu. I ovde se priča o Saturnovim prstenovima završava, budući da Phoebe plovi u krofnastoj strukturi izuzetno retke materije koja je praktično potpuno nevidljiva. Vidi se jedino u infracrvenoj svetlosti i pruža se od 180 do 250 Saturnovih prečnika oko planete. Debljina ove strukture koja se uslovno može nazvati i diskom, je oko 40 Saturnovih prečnika i taj materijal predstavlja prašinu nastalu sudarima meteorita i mikrometeorita sa satelitom Phoebe, koja je onda logično smeštena u sredini tog prstena. I naravno da ovaj kvaziprsten rotira oko planete takođe retrogradno.

Kao što je napomenuto, priča oko Saturnovih prstenova se ovde završava, ali počinje druga priča, mnogo čudnija. Kod Saturna možda postoji još jedan prsten. Ne oko već kod Saturna - Rhea, drugi po redu veličine satelit Saturna je osumnjičen da ima sopstveni prsten. Takođe veoma prozračan, praktično nevidljiv. Teorija, dakle ne hipoteza/pretpostavka, već teorija sa ponekim dokazom, kaže da kad snimate magnetosferu Saturna i pritom Rhea vam prođe ispred vidnog polja, imaćete na grafikonu zatamnjenje. Ali to zatamnjenje uopšte nije naglo kako bi se očekivalo od čvrstog tela već ukazuje na tanki i čvrsti disk oko satelita. Ovo su registrovali sonde i Voyager i Casssini, tako da je na osnovu tih podataka nastala pretpostavka o disku. Do sad nijedna kamera nije registrovala ni najmanji trag diska, čak ni duge ekspozicije Rhee pod povoljnim uglom (100sec na vrlo osetljivim kamerama) nisu dale nikakve rezultate. Ali još jedna sitnica govori u prilog eventualnom postojanju diska: na ekvatorijalnom pojasu  na površini Rhee postoji plavičasta traka za koju se tvrdi da je zona na koju pada materijal sa prstena.

Kako god da se ova priča završi, princip otkrića prstena kroz detekciju zatamnjenja zračenja koje prolazi kroz isti je interesantno. To je zapravo samo reinkarnacija isto takvog događaja kojim su otkriveni Uranovi prstenovi. Naime, 1977. godine je već nekoliko godina trajao projekat infracrvene opservatorije koja je jednometarski Kesegrejn putem aviona podizala na velike visine, gde je infracrveno zračenje iz svemira moglo da se neuporedivo lakše detektuje. Avion je bio Lokid C141, stari transportni četvoromotorac koji se bio sasvim dovoljan da poleti na 13km visine a projekat se zvao Kajperova vazdušna opservatorija. Upravo su na taj način snimljeni Uranovi prstenovi po prvi put: Uran je okultirao izvesnu zvezdu a mereći sjaj te zvezde odnosno pad sjaja trebalo bi dobiti korisne podatke o atmosferi ove planete. Međutim, potpuno neočekivano je pad sjaja zvezde detektovan vrlo kratko ali oštro pet puta dok je zvezda još uvek prilazila disku Urana, a zatim nakon okultacije još pet puta na isti način. Odmah je postalo jasno da su to planetarni prstenovi, a vrhunski kuriozitet je da je o Uranovim prstenovima prvi govorio još otkrivač planete: Herschell.

Danas se smatra potpuno nemogućim da je on video prstenove pošto Uranove prstenove vizuelno još uvek niko sa Zemlje nije ugledao, čak ni najvećim nama dostupnim aperturama; albedo je 5-6% što u kombinaciji sa suludo velikim potrebnim uvećanjem i atmosferskom nestabilnošću čini sve ovo prilično neverovatnim. Planeta je nešto iznad tri sekunde prečnika, prstenovi su em tamni, em prečnika ispod rezolucije atmosfere, em blistaju u infracrvenom opsegu. Da zaključim: Uranovi prstenovi su fotografska kategorija i to pre svega rezervisana za Voyager; HST ili Keck teleskop sa adaptivnom optikom. Amater to može da detektuje nekom većom aperturom ali bez detalja i uz upotrebu crvenog/infracrvenog filtera. Sjaj planete čini vizuelnu detekciju i praktično nemogućom misijom. Međutim, ostaje zapanjujuća slučajnost ili misterija da je Herschell pogodio pravu orijentaciju prstena u prostoru, kao i crvenu boju.

Na ovom snimku objektivom od 250mm žižne daljine vidi se desno Saturn kao svetla mrlja, otprilike slično onako kako bi to video Galilej; a levo se vidi zbijeno jato M75. Saturn je jednostavno bio u prolazu i otud ovaj snimak. Navedena žižna daljina je u kombinaciji sa senzorom prilično sposobna da prikaže detalje, jedan piksel senzora odgovara uglu od 3.55 arcsec na nebu. Naravno da je to dovoljno da se preskoči turbulencija atmosfere i ako pogledamo najsitnije zvezde, najsitnija zvezda ima četiri piksela, odnosno dva u prečniku - to je 7 arcsec.

Ovo znači da je Airy disk zapravo ispod dva piksela, i za 55-250 objektiv širom otvoren na 250mm iznosi 4.33 arcsec. Jedva nešto iznad jednog piksela. Sve ovo ukazuje da nisam ograničen ni turbulencijom ni kvalitetom optike već, apsurdno, senzorom. Da sam imao nešto sa još sitnijim pikselima, više sitnijih detalja bi se videlo. Kad je u pitanju M75, pravo je pitanje da li bi tu pomogli megapikseli ili je apertura od 45mm ipak nedovoljna. Lično bih rekao da je drugo u pitanju...

Ovo je zbijeno jato koje se nalazi sa druge strane Galaksije, odnosno preko puta centra Galaksije. Pokazuje znake lagane rotacije, spada u skoro najzbijenija poznata jata (Šejpli-Sojer klasifikacija ga smešta u klasu I) ali je veoma interesantno da se smatra da ovo jato (još uvek) nije pretrpelo kolaps jezgra, inače bi bilo u centru još zbijenije. U jatu je snimljeno 28 RR Lyrae i 62 blue stragglers, prevod je nezgrapan ali straggler je neko ko je zaostao, zalutao, ko otaljava posao, ko je trapav i uvek najsporiji. Da, to je u vojsci termin rezervisan za dezertera. Ovaj termin sam uvek bio u dilemi kako da prevedem, tako da zasad ostaje lutalica. I inače se u jednoj od hipoteza smatra da su ove plave zvezde dolutale ko zna odakle u jata; sledeća pretpostavka je da su superpozicija ispred jata; zatim da su nastale sudarima bliskih zvezda u jatu, itd.

Sve ovo ne bi bilo toliko važno da se ne kosi sa opšteprihvaćenim dogmama o globularnim jatima. Jedna od dogmi je da sve zvezde nastale na istom mestu i u isto vreme imaju isti hemijski sastav. I da njihov stadijum evolucije (ili mesto na Hercšprung-Raselovom dijagramu) zavisi isključivo od mase. Prevedeno bi značilo da su sve zvezde u globularnom jatu istog sastava a faza u kojoj su zavisi od početne mase: veće zvezde su odavno "poginule" a manje su još uvek na glavnom nizu. Međutim, plave lutalice se nalaze na mestu na dijagramu na kome nijedna zvezda iz zbijenog jata ne može da dospe - to je sasvim siguran znak da nije nastala na isti način kao i sve ostale zvezde, čak i da je nastala u jatu. Ovde se teorija o bliskim binarnim sistemima koji kolabiraju čini itekako verovatnom, naročito ako se ima u vidu da su ovo daleko najmasivnije zvezde u svakom zbijenom jatu, tipično 2-3 puta više od proseka.

Sledeća interesantna mogućnost je transfer mase, bez kolizije. Kod dve bliske zvezde, jedna će pre ili kasnije ostareti i pretvoriti se u naduvenog crvenog džina čiji spoljni slojevi vrlo brzo ispunjavaju Rošeov lobus i prelivaju se na manjeg partnera, manjeg po prečniku ali ne i po masi. To je ujedno i objašnjenje zašto se kod nekih plavih lutalica nalazi relativno malo kiseonika i ugljenika u njihovim fotosferama. Objašnjenje je da se dobar deo porasta mase desio iz središta druge zvezde a ne iz fotosfere. E sad, koji je dominantniji proces od ova dva navedena, klasičan sudar dve zvezde u prvom slučaju; vampirizam ili krađa materije u drugom slučaju, nije sasvim jasno. Jasna je samo jedna stvar: u pretrpanim jezgrima globularnih jata, naročito onih koja su pretrpela kolaps jezgra, vlada klasičan Divlji zapad tako da su ovakve interakcije među blisko smeštenim zvezdama praktično neminovnost.