O POKOJNIKU SVE NAJLEPŠE

Kad je 1. novembra ove godine izvesna potrošena šklopocija iz svemira najvećim delom izgorela u atmosferi, niko se nije preterano brinuo. Pad se očekivao od strane astronomske zajednice u oblast Indijskog Okeana zapadno od Australije, i tačno tamo se i desio, bez ikakvih posledica. U vremenu pojačanih geopolitičkih tenzija svaki beznačajan astronautički detalj može biti protumačen ko zna kako, tako da je ovo još i dobro prošlo. Ono što je široj javnosti uglavnom nepoznato, ali je itekako poznato astronomima, je da je u pitanju bio naučni satelit koji je služio snimanju neba u infracrvenom opsegu. Zapravo satelit je snimio kompletno nebo još pre 2011. godine, a od 2013. je služio za brze pretrage potencijalno opasnih asteroida i drugih Zemlji bliskih objekata.

Naravno, većina je prepoznala da se radi o projektu WISE/NEOWISE.

U principu radilo se o veoma korisnom projektu. Ako se izuzmu dosta primitivni počeci infracrvene astronomije sa zemlje tj planina a i iz vazduha (SOFIA, dvoipometarski reflektor u avionu), nije se mnogo odmaklo od Herschell-a koji je infracrveni spektar detektovao teleskopom. Pravi prodor je nastao kad se infracrvena astronomija preselila u svemir: IRAS, Spitzer, Herschell, HST, JWST su apsolutno pomerili granice na takav nivo kakav sa zemlje neće nikad biti moguć. Razlog je velika apsorpcija IR zračenja od strane vodene pare, pa tako neki Maxwell teleskop sa Havaja ima aperturu od 15 metara, ali se to efektivno može smatrati mnogo manjom aperturom u dalekom IR spektru upravo zbog apsorpcije. Kao kad bismo dobsonom vizuelno gledali kroz neke ciruse ili maglu.

Iz svemira ovih problema nema i tako je katadiopter od jedva 40cm napravio revoluciju. Ceo satelit je imao pola tone i napajan je pomoću pola kilovata, a najveći deo toga je trošen na sistem za hlađenje. Kada je gorivo za hlađenje posle par godina potrošeno, ionako je celo nebo bilo mapirano (jedan snimak na svakih 11 sekundi) tako da je sistem poslat u hibernaciju. Ovo je bilo moguće zahvaljujući interesantno rešenom principu skeniranja; slike su imale 47 minuta u prečniku (otprilike kao kad bih ja APS-C DSLR stavio na SC C9.25) i rezoluciju od prilično bednih 6 arksekundi po pikselu. Razloga je bilo podosta: nije ni potrebno više, osim toga rezolucija opada sa porastom talasne dužine, odnosno difrakcija raste. Sitniji pikseli ne bi doneli više detalja već samo više šuma, a dodatni razlog je bio što je ovde prioritet bila - brzina. Imajući u vidu da je do sada nebo putem ovog projekta snimljeno 21 put, i da je to generisalo 27 miliona fotografija, brzina je očigledno bila ključna.

Indirektni princip skeniranja znači da imamo seriju pokretnih ogledala koja fokusiranu svetlost dovode do detektora. Ovo nije ništa novo i koristi se redovno na profesionalnim opservatorijama (coudé focus), dok je u amaterskoj astronomiji relativno nepoznat princip i u suštini komlikovan i nepotreban; izmišljen je samo zato što veliki instrumenti tipa spektrograf na velikim teleskopima zauzimaju puno prostora, pa je optički put svetlost sa teleskopa morao ponekad da se prenese i do susedne prostorije. Prednost ovog metoda je što pomoću relativno malog detektora (kamere) možete postupno skenirati celo veliko vidno polje teleskopa koje je, logično, dosta veće od vidnog polja senzora. Time se izbegava nepotrebno pomeranje velikog teleskopa koje je u svemiru u principu skupo: treba trošiti struju na žiroskope i gorivo na trastere. Ovo podseća na princip rada fotokopir-aparata ili tzv skenirajućih digitalnih leđa u velikoformatnoj fotografiji.

I tako je ispod teleskopa na letilici instalirana serija ogledala i detektora, samim tim WISE je bio u stanju da sliku snimi u četiri infracrvena kanala, na 3.4, 4.6, 12 i 22 μm, što je omogućilo otkrivanje mnogih novih malih zvezda, ekstrasolarnih planeta, nebula i ekstragalaktičkih objekata. Ovo je bilo moguće otkriti upravo zato što se radilo u infracrvenom spektru; mnogi od ovih objekata nisu (ili nisu dovoljno) vidljivi u optičkom delu spektra. Dva od ovih kanala su zahtevali hlađenje za snimanje i kad se to posle dve godine potrošilo, satelit je otpisan i eutanaziran.

U politici ima dosta taktiziranja i vađenja kečeva iz rukava, pa je tako NASA posle par godina obrisala prašinu sa fascikli i reaktivirala projekat ali ovog puta radi snimanja okolnih asteroida. Ovo je bilo moguće iz gorepomenutog razloga da dva druga kanala nisu tražili hlađenje, i tako je oživljen projekat pod novim nazivom NEOWISE. Udaljeni asteroidi u Ortovom oblaku su npr potpuno nevidljivi u infracrvenom opsegu jer su veoma hladni, praktično i ne emituju nikakvu toplotu. Ovi naši lokalni asteroidi imaju više temperature i to je onda moguće registrovati tako da je na kraju misije ispalo da je reinkarnirani satelit otkrio 399 novih NEO (bliskih Zemlji) objekata, mahom asteroida, od kojih 66 potencijalno opasnih. Broj izvršenih detekcija je frapantnih 26 hiljada objekata za vreme trajanja ovog drugog života. Čak je otkriven i jedan Y-patuljak, vrsta braon patuljka sa površinom temeprature ispod 230 stepeni Celzijusa.

Ovo je posebna klasa braon patuljaka, nalazi se između T-patuljaka i velikih planeta i upravo zbog veoma niske temperature za jednu (ipak) zvezdu detekciju je moguće vršiti samo u IR spektru. Za razliku od klasičnih braon patuljaka kod kojih pritisak i temperatura atmosfere rastu kako idemo naniže, kod Y-patuljaka je dole paradoksalno hladnije. Ovo se objašnjava veoma brzom rotacijom koja prekida konvekciju, odnosno adijabatsko mešanje visoke i niske amtosfere. 

Kad smo već kod atmosfere, ovi zvezdani patuljci imaju i oblake. Iako sve nas najviše zanimaju oblaci sastavljeni iz vodene pare, smatra se da u velikoj većini slučajeva oblaci nastaju od raznoraznih sulfida ili kalijum hlorida. Upravo se distribucijom oblaka objašnjava varijabilnost pojedinih Y-patuljaka koji, baš kao i prave promenljive variraju u sjaju. Uostalom, oblacima se detaljnije bavi i Sudarsky klasifikacija gasnih giganata, mnogo toga se može primeniti i na braon patuljke.

Ukratko, sve planete se dele na gasne gigante, ledene gigante i terestrijalne. Gasne se dalje dele u pet kategorija, od kojih prva ima u atmosferi dominantne amonijačne oblake. To je kategorija planeta sa temperaturom atmosfere ispod -120C i u prvu kategoriju spadaju naše planete Jupiter i Saturn. Drugu kategoriju čine planete sa oblacima vodene pare (temperatura ne prelazi -23C); treća su već planete bez ikakvih oblaka (temperature su 80-530C) jer u tom opsegu nema isparljivih jedinjenja koja bi bila akumulirana u dovoljnoj količini za jednu planetu. Četvrtu klasu čine one planete gde je atmosfera sastavljena iz ugljen-monoksida a u spektru ima i sijaset alkalnih metala (preko 900C) a zadnju, petu čine planete sa preko 1100C gde oblake grade gvožđe i silicijum. Ova zadnja kategorija svetli sopstvenom svetlošću slabim crvenkastim sjajem, ali se smatra da se sve planete ove kategorije nalaze toliko blizu matičnih zvezda da albedo odbijene svetlosti daleko nadmašuje njihov sopstveni sjaj. I inače temperature planeta su u snažnoj korelaciji sa udaljenošću od matične zvezde i ovo je fundamentalna razlika u odnosu na braon patuljke ili bilo koju drugu kategoriju zvezda gde temperatura zavisi od unutrašnjih zvezdanih faktora.

Kao što vidimo, ima i vrelih gasnih giganata baš kao i hladnih braon patuljaka i jedini fundamentalni način razlikovanja je masa - preko 13 Jupiterovih masa je braon patuljak a ispod gasni gigant. Ovo važi nevezano za temperaturu, prečnik ili fizički sastav atmosfere. Upravo je masa ključna za nastanak fuzije, iznad 13 Jupitera se dešava "sirotinjska fuzija", odnosno fuzija deuterijuma. Iznad 80 Jupitera se dešava prava vodonična fuzija koja i omogućava zvezdama glavnog niza da sijaju, ali fuzija deuterijuma je mnogo slabiji proces koji braon patuljke dovodi do nižih temperatura i posledične detekcije samo u infracrvenom opsegu.

U sklopu ove misije je otkriveno i nešto što je svima nama bilo mnogo interesantnije.

Ovde vidimo kometu iznad grada; kometa je C/2020 F3 (NEOWISE) a grad je Kragujevac. Godina snimanja je 2020. Naravno da je u tamnijim predelima između Jagodine i Kragujevca bilo moguće dobiti i mnogo više detalja na kometi koja se, doduše, približavala horizontu.

U oba slučaja je korišćen objektiv 24mm, steking desetak snimaka sa tripoda. Kometa je bila dosta sjajna i nikakvo praćenje nije bilo potrebno, mada bi pomoglo - ali onda ništa od čuvene brzine prilikom snimanja koja je krasila misiju NEOWISE. Da pomeram dva ili tri puta EQ6 montažu u toku noći, pakujem i useveravam - može, ali ću onda samo to da radim i neće biti vremena za snimanje. Dakle, tripod je iz raja izašao.

Pedesetica na f2.8:

Ali i d(r)ugom životu dođe kraj. Upravo kad su stari satelit isključili u julu ove godine, četvrt veka nakon lansiranja, zadnja slika kojom se NEOWISE oprostio od astronomske zajednice je bila ova. To je bilo zvezdano polje  u južnom sazvežđu Fornax, gde se u desnom donjem uglu vidi galaksija NGC1339. Međutim, nema nikakve potrebe da kukamo za gubitkom. 

Infracrveni spektar trenutno mnogo fascinantnije pokriva JWST.