ČETIRI GALAKSIJE I DVE PENZIJE

Posao u svakoj nauci je da prvo opservira podatke i prikupi ih na valjan i ispravan način. Nakon toga ide drugi deo slagalice, nalaženje veza među tim podacima i objašnjavanje njihovih međusobnih odnosa. U astronomiji prikupljanje podataka kroz istoriju je relativno dobro išlo: Messier, Herschell, fotografske pretrage neba... I na kraju smo došli do faze u kojoj smo danas, gde je zaista mnogo toga snimljeno ali zaista mnogo i dalje čeka na neku podrobnu analizu. Kada bi čovečanstvo nekako danas ostalo bez svih svojih teleskopa, svi snimljeni podaci nam garantuju još decenije proučavanja svega i svačega - i naravno otkrića mehanizama za koje nismo znali.

Sve ovo je verovatno bilo jasno Paul Hickson-u početkom osamdesetih kad je uzeo da proučava POSS snimke sa Palomara u crvenom kanalu. Ideja mu je bila da sistematizuje zbijena galaktička jata, nešto vrlo analogno zbijenim zvezdanim jatima samo što je broj galaksija u njima naravno neuporedivo manji. Radili su to pre njega i drugi astronomi ali ne tako studiozno i detaljno. On je listu zaustavio na sto zbijenih grupa za koje je tražio da ispunjavaju kriterijum po kome su distance među članicama ne mnogo veće od njihovih prečnika. Primera radi, Leo Triplet ne ispunjava ovaj kriterijum, ali Stefanov Kvintet ispunjava. Dakle Hickson je prikupio 100 najzbijenijih galaktičkih skupova u jedan katalog, a onda se bacio na analizu.

Njegovi zaključci su:

1) Udeo spiralnih galaksija u kompaktnim grupama je prosečno manji nego u ostatku svemira.

2) Grupe u kojima je najsjajnija galaksija spiralne strukture su manje sjajne od ostalih grupa.

3)  Polovina od svih najsajnijih galaksija u grupama su spiralne.

4) Nema povezanosti između zbijenosti grupe i sjaja najsjajnije galaksije.

5) Kompaktne grupe sadrže manje bledih galaksija od ostalih galaktičkih jata.

6) Grupe u kojima je najsjajnija galaksija eliptična sadrže manje bledih galaksija od grupa gde je prva galaksija spiralna.

Ovo su briljantni zaključci koji samo konstatuju stanje, bez želje da bilo šta razjasne. Ali iz toga onda slede pitanja o evoluciji ovih grupa koja se postavljaju i danas. Da li su ove galaktičke grupe zaista u sudaru? Nisu li to slučajne projekcije? Da li se pripremaju za sudare i stapanja ili samo kruže blizu? Postoji li fenomen odbijanja među njima kad priđu isuviše blizu? Kakva je uloga haloa tamne materije u ovim grupama, kakva je njena interakcija? Koliko prosečno traje stapanje? 

Svi odgovori na ova pitanja počinju sa "možda".

Možda su u sudaru, budući da jesu zaista blizu jedna drugoj, njihove radijalne brzine su sve veoma slične. Možda se radi o sudarima ali ako oni kratko traju, ove grupe bi bile ekstremno retke u Univerzumu, a zapravo su u našoj blizini relativno česte. Možda je ovo evolutivni put svih galaktičkih grupa, i možda ta faza jednostavno dugo traje (kao zbijena zvezdana jata). Možda su ove grupe zapravo mnogo stabilnije nego što mi mislimo, možda se ogroman hipotetički zajednički halo tamne materije suprotstavlja stapanju galaksija, ili ga bar značajno usporava. 

Nekoliko od ovih "možda" objašnjavaju zašto danas znamo za preko stotinak ovakvih kompaktnih grupa, odnosno zašto su one relativno česte.

Kao klinac sam vrlo često gledao u nekom geografskom atlasu snimak sa Palomara koji je prikazivao Hickson 44 u Lavu, četiri galaksije spektakularno različitih oblika skupljenih na malom prostoru. To je relativno teška meta za koju sam čekao godinama da odem na neku tamnu lokaciju i bacim se na duže eksponiranje, ali godine su učinile svoje, nisam izdržao i snimio sam iz Končareva gde je nebo marginalno bolje nego iz Jagodine.

Obrada je bila sve samo ne laka. Pošto se na originalnom steku ništa nije naziralo, prebacio sam sve u monohromatski mod i 32 bita. Time je moguće malo više rastegnuti snimak a ne dobiti kolorni šum pošto je, jelte, sve crno-belo.

Originalni (kolorni) stek:

Stek rastegnut maksimalno:

Vidi se dosta kolornih artefakata na nebu i zvezdama, znak da je zabava došla do kraja. Dakle zato 32b monohromatski rezultat:

Malo sam se bavio maskiranjem zvezda i skidanjem šuma na nebu, rezultat je dosta sličan što se tiče galaksija. Cilj mi je bio da izvučem detalje galaksije NGC3187 koja je brutalno tamna, kao i Vejderov TIE Fighter gore desno (NGC3185).

Obeležena verzija:

NGC3190 - prestonica ovog carstva, najveća i najsjajnija galaksija. Otkrio ju je Herschell i karakteriše je debela poprečna pruga prašine oko galaktičkog ekvatora. Njen snimak je bio pozadina na operativnom sistemu Mountain Lion na mekovima, sasvim prikladno budući da se sve ovo nalazi u sazvežđu Lava.

NGC3193 - jedina eliptična galaksija u grupi, takođe Heršelovo otkriće. Postoje mišljenja (i merenja) po kojima je ova galaksija zapravo iza grupe i da nije povezana sa ostatkom, ali je margina greške merenja radijalnih brzina na 80 miliona svetlosnih godina danas jednostavno prevelika.

NGC3185 - to što izgleda kao TIE fighter je zato što se ne vide sve spiralne grane, zahvaljujući svetlosnom zagađenju. Spiralna galaksija magnitude 12mag bez nekih posebnih detalja.

NGC3187 - najčudniji oblik. Iako se radi o spiralnoj prečkastoj, njene dve grane su prilično slabe i pokidane, a to što je vidimo en face dodatno smanjuje sjaj. Inače je prototip galaksija niskog sjaja. Za prečke se pretpostavlja da nastaju kao talas zgušnjavanja materije koji polazi iz centra, a onda lagano usisavaju gas iz spiralnih grana i tako hrane hiperprodukciju novih mladih zvezda blizu centra galaksije.

Galaksije niskog sjaja (Low surface brightness) su u principu vrlo česte u svemiru. Kao što im ime kaže, njihov sjaj distribuiran na određenoj površini je dosta mali i u principu klasična definicija LSB galaksija podrazumeva da su one najmanje jednu magnitudu tamnije od površinskog sjaja neba. To ih onda, logično, veoma često čini neuhvatljivim jednom prosečnom astrofotografu - za preskakanje ove granice je potrebno imati ili teleskop velike aperture (jer veća apertura primetnije pojačava sjaj tamnijih objekata u odnosu na manju) ili nebo tamnije od proseka, ili oba; a najbolje je snimati iz orbite.

Pošto sve gorepomenuto u mom slučaju iz raznoraznih razloga otpada, snimao sam iz Končareva pa šta bude. Činjenica je da je dosta amatera uspelo da snimi Hickson 44, neki i manjom aperturom od moje, govori da preskakanje definisanih granica nije nešto nemoguće.

Razlog zašto NGC3187 ima mali prosečan površinski sjaj (23.35mag/arcsec2) je u njenoj strukturi, koju uostalom imaju i sve ostale galaksije niskog sjaja. U njima ima dosta vodonika, naravno u gasnom stanju, a ujedno i veoma malo formiranih zvezda. Reklo bi se da je vodonik u principu ostao neiskorišćen: nema klasičnih spiralnih grana sa zvezdanim zgušnjenjima unutar njih, nema kuglastih izbočina u galaktičkim jezgrima. Galaksije su blede jer su patuljaste i zaista sadrže veoma malo zvezda, čak ni supernove se ne nalaze po ovim galaksijama. Jedino u čemu obiluju je tamna materija, u praksi to zapravo drži na okupu ovu galaksiju: 95% mase se smatra da odlazi na tamnu materiju.

Da iskoristim ovu priliku da napomenem da postoje pomalo kolokvijalna mišljenja da je tamna materija zapravo ogroman broj manjih crnih rupa distribuiranih uniformno - crnih jer ne možemo nikako da ih registrujemo osim po njihovoj masi koja interaguje sa okolnom materijom. E pa ove galaksije su tipičan primer zašto to pada u vodu: kod LSB galaksija vodonik se najvećim delom nije pretvorio u zvezde, zvezde nisu evoluirale do crnih rupa, crne rupe tamo dakle predstavljaju priličan raritet. Tamna materija je nešto sasvim drugo, nebarionska odnosno u suštini sasvim drugačija od materije na koju smo mi navikli ovde na Zemlji da zovemo materijom. Kao kad u Kolumbiji ili Meksiku imate ogromnu količinu dodatnog novca u opticaju, a u državnom budžetu nema ni traga o poreklu toga. Znači svi Meksikanci znaju i svi vide da ima toga, ali niko to ne može da oporezuje jer se neće nanositi glave.

U prilog neiskorišćenosti vodonika, odnosno nezrelosti ovih galaksija u evolutivnom smislu govori i činjenica da su to najčešće same i izolovane galaksije. Dakle nije bilo prilika da gravitacione interakcije izazivaju zgušnjavanja vodoničnih oblaka u stelarne asocijacije i to je cela poenta; da su usred galaktičkih jata već bi to bili lepi vatrometi po spiralnim granama i velike crne rupe u jezgrima.

Iskreno, nisu LSB galaksije uvek patuljaste i bledunjave, postoje i gigantske galaksije slabog sjaja. One imaju sjajna kuglasta jezgra ali su im spiralni kraci i dalje upadljivo slabog sjaja. Radi se o možda najvećim galaksijama u Univerzumu; prva koja je otkrivena je bila Malin 1 i njen prečnik je oko 650 hiljada svetlosnih godina (po novom: 750). Naravno da mi vidimo samo svetlo jezgro; njeni spiralni kraci su toliko slabog sjaja da je čak i Habl teleskop imao problema da ih snimi, evo tog snimka. Doduše to nije ni čudno, imajući u vidu da je Habl f24. Osim fenomenalne rezolucije, prikupljanje signala kod takvog sistema zauzvrat ume itekako da potraje. Recimo ako jednu galaksiju eksponirate f4 teleskopom jedan sat, za Habl bi trebalo eksponirati oko 75 sati za isti signal. Naravno da Habl nema atmosferu, ima bolje kamere itd, ali je činjenica da je fotografski gledano veoma spor.

O ovim galaksijama je teoretisao, zapravo hipotetisao još sedamdesetih M. Disney. Dotični astronom je živa legenda astrofizike XX veka, otkrio je optičku komponentu M1 pulsara, radio na konstrukciji kamere za Hubble teleskop, bio profesor na univerzitetu i sveukupno bio koristan za nauku. Zapravo svako od nas pre ili kasnije negde nešto zabrlja, srećom uglavnom beznačajno ali profesor Dizni je krenuo da kritikuje Standardni kosmološki model koji mu je bio posao da predaje studentima, pa je ekspresno penzionisan 2005. godine. Njegova priča je da je tamna materija izmišljotina, da smo od Ajnštajna sve iskomplikovali dodajući jednu teoriju preko druge i tako sad imamo 18 parametara u okviru teorije od kojih se svega 13 perfektno slaže sa posmatranjima. Ima tu još stvari gde profesor današnju kosmologiju svodi na nivo narodnog predanja, ali više o tim biserima potražite na njegovom blogu. Da, čiča u 88 godina ne ispušta laptop iz ruke i svakodnevno imate njegova razmišljanja, nekad kontroverzna a nekad i logična, kao uostalom što nauka uvek ume da bude; međutim ostaje gorak utisak nepotrebnom suprotstavljanju establišmentu. On je veselo kritikovao današnju kosmologiju jer je osećao da je na pravom tragu ali nam zauzvrat nije ponudio ništa drugo, nikakav model, hipotezu, ajde ne mora baš teoriju. Poenta je da nije pao Ptolemejev sistem zato što su ljudi znali da je konstrukcija sa sferama i epiciklima glupost, već zato što se pojavila heliocentrični sistem - jasniji, logičniji, ubedljiviji. A i Ptolemejev je objašnjavao položaje nebeskih tela u prostoru, čak je neko kratkotrajno i predviđanje kretanja (efemeride) moglo na osnovu njega da se obavi. Dakle, imaš pravo da kritikuješ samo ako imaš nešto bolje da ponudiš.

Gorepomenutu Malin 1 galaksiju je otkrio David Malin, engleski astronom i fotograf, dok je još radio na Anglo-Australijskoj opservatoriji (AAO). Njegov rad je u suštini bio pionirski u smislu da je među prvima eksperimentisao sa kolornim teleskopskim snimcima. U to vreme (sedamdesetih i ossamdesetih) astronomijom su i dalje vladale filmske ploče, monohromatske i bazirane na srebru naravno, koje je bilo moguće pretvoriti u štampi u kolorne ako bi se uskladile plava, zelena i crvena ploča. On je upravo to i radio, neke tehnike je usavršio a neke izmislio i tako smo mi dobili prve kolorne snimke nebeskih čudesa. Pritom je uglavnom snimao četvorometarskim teleskopom AAO, a neke snimke je radio i 1.2m UK Schmidt. Takođe je ploče hipersenzitizirao držeći ih neposredno pre snimanja u atmosferi azota i vodonika, a prilikom izrade fotografija u laboratoriji koristio je prastaru štamparsku tehniku unsharp masking, nešto što je odavno bilo poznato ali nije do tog momenta primenjivano u astronomskoj fotografiji. Detalji sitnijih struktura su naprosto eksplodirali, dodajte tome aperturu teleskopa i stabilnu atmosferu Sajding Springa i eto veselja za popularizatore nauke, em kolorne fotke, em brutalno detaljne u poređenju sa dotadašnjim.

Sam Malin je oko 2000. godine takođe otišao u penziju, mada potpuno dobrovoljno, i nastavio da se bavi sakupljanjem i prodajom raznoraznih astronomskih fotografija časopisima i svima koji su bili voljni da plate licenciranje. Nikog nije kritikovao, ništa nije dirao i prošao je mnogo bolje od svog zemljaka iz Kardifa. Bavio se nakon penzionisanja i mikroskopskom fotografijom, to je zapravo bilo njegovo osnovno zanimanje iz mladosti, dakle pre astronomije, a sarađivao je i sa nekim velikanima astrofotografije kao što je bio Akira Fujii (1941-2022), čovek čije fotke svima padnu na pamet kad kažemo širokougaone fotke sazvežđa. Akirin opus je svakako bio impresivan i to je hint za guglanje mlađim astrofotogafima koji ponekad pomisle da astrofotografija počinje sa datumom proizvodnje njihove CCD/CMOS kamere.