SIRIJUS I NJEGOV ZNAČAJ U NASTANKU CIVILIZACIJE

Stotinama a i hiljadama godina su stari Egipćani pokušavali da naprave tačan kalendar. Nije im polazilo za rukom na duže staze; za jedan ljudski život su se videla odstupanja i niko živ u to doba nije znao koliko tačno godina zapravo traje. Primera radi, vavilonski kalendar je godinu fiksirao na 360 dana (otud i podela na sate i minute, odnosno uglovna podela na stepene) a egipatski civilni kalendar koji je uspostavljen za vreme Starog Kraljevstva, negde oko 2500 pre Hrista, je za dužinu trajanja godine uzeo neverovatno preciznih 365 dana. To se održalo kasnije do Julija Cezara i do današnjih dana, budući da su Egipćani u vreme faraona Ptolemeja III počeli da svake četvrte godine dodaju jedan dan. Godina je bila podeljena na 12 meseci a svaki je trajao 30 dana; tzv međumesec je bio period od pet prekobrojnih dana (četvrte godine šest). Ovaj kalendar je bio dosta precizan za svoje vreme, zapravo najprecizniji mogući, iako su odstupanja prilikom vekova itekako mogla da se registruju od strane astronoma. Ovo nije bilo samo zbog samog kalendara, već i zbog precesije i laganog sopstvenog kretanja koje imaju sve zvezde, ali da ne stajemo na muku sirotim egipatskim sveštenicima koji su osim religije, poljoprivrede, matematike i politike morali još i astronomiju da izučavaju.

Ovaj kalendar je funkcionisao milenijumima, a tačan razlog zašto je čoveku uopšte bio potreban kalendar je - poljoprivreda. Termini setve i žetve su relativno fiksni u toku godine i svako kašnjenje ili požurivanje može rezultovati gubitkom prinosa. To onda znači glad a to je onda već problem za vlast, tako da kalendar postaje stvar od državne važnosti, jednako kao i rat, pobuna ili slična neka nedaća.

Jedini u to vreme način da se napravi, prati i koriguje kalendar je bio moguć kroz astronomska osmatranja. Smatra se da, iako je lunarni kalendar oduvek postojao i bio veoma prost za korišćenje, solarni kalendar starih Egipćana potiče od posmatranja prvog godišnjeg izlaska najsjajnije zvezde na nebu, Sirijusa, na istoku u zoru odnosno neposredno pre izlaska Sunca. Sirijus sa Prokionom i Betelgejzom čini jednakostranični trougao i vrlo ga je lako naći; budući da je Sirijus na dnu trougla moguće je i praviti procene još koliko dana je potrebno da se pojavi i ovo se u dan precizno moglo meriti sa određene lokacije. Za Kairo prva pojava Sirijusa je 19. jul svake godine, a to ujedno označava i vrhunac nivoa Nila, odnosno redovne godišnje poplave koju ova reka u to vreme pravi. Poplave počinju tipično oko prvog juna u Asuanu, a u Kairo prvi talasi dolaze nedelju dana kasnije. Reka Nil inače donosi ogromne količine monsunskih padavina sa etiopskih planina i visoravni koje su tamo počele padati još u maju.

Ništa ne radimo bez Sirijusa, govorili su sveštenici. Redosled događaja kad se pojavi Sirijus je poznat: svi nagrnu tog dana ka Nilu i otvore brane i ustave na svojim kanalima; voda onda poteče iz reke u unapred pripremljene parcele i puni ih. Brane se odmah po punjenju zatvaraju i tako je od početka neolita, odnosno već 7000 godina. Voda ostaje na njivama 45 dana, lagano isparavajući i tonući, a na površini ostaje mulj koji je bogat svim mogućim mineralima koje je Nil iz pola Afrike iskopao, velika većina tih minerala funkcionišu kao fenomenalno veštačko đubrivo, uvećavajući prinose. Pošto nešto vode ipak preostane, a Nil se za to vreme povukao u svoje korito, višak vode iz navodnjenih parcela se sada istim kanalima vraća u reku, ostavljajući nađubrenu zemlju.

Sadnja počinje istog momenta i bitno je ne promašiti ni jedan jedini dan inače će se to odraziti na količinu prinosa. Žetva sledi posle 3-4 meseca i, pošto je nastupila suva sezona, nikakva sadnja više nije moguća; odnosno može se smatrati da je zemljište pored Nila efektivno iskorišćeno svega 5 meseci godišnje. Pa ipak je i to bilo dovoljno da, na vrhuncu slave starog Egipta, nahrani u proseku desetak miliona ljudi - iako današnji Egipat ima deset puta više, ondašnji Egipat je bio velesila u svoje doba u svakom smislu, a sve je to dugovao Nilu. 

Odnosno Sirijusu.

Ovo je pogled na zimski Mlečni Put, Sirijus se vidi nisko u donjem delu kadra. Nije kao pogled iz Kaira ali može da ilustruje a pošto se ovde nalazi još par planeta koje su takođe sjajne, evo i obeležene verzije:

U pitanju je širokougaoni kadar (10mm na kropu), snimljeno je 26 poluminutnih snimaka na ISO3200 sa astrotreka i solidno rastegnuto u obradi.Vidi se dosta deepsky objekata, čak i Kalifornija nebula što je za ovaj objektiv (f4.5) i nemodifikovan aparat ipak veliki uspeh. Najveći deo zasluga ipak zaslužuje tamno nebo koje omogućava tamnijim detaljima da budu u obradi izvučeni na površinu.

Pošto je sjaj Sirijusa skoro u dlaku isti kao sjaj Marsa levo, možemo primetiti da je atmosferska apsorpcija učinila svoje i smanjila sjaj Sirijusa, baš kao i vinjetiranje koje je kod širokougaonih objektiva ozloglašeno naglašeno.

A kako Sirijus izgleda u teleskopu?

Ništa posebno, izgleda kao i bilo koja druga sjanija zvezda - samo što je ovo najsjajnija zvezda na nebu. Njegov sjaj iznosi -1.4mag što je dovoljno za titulu najsjajnije zvezde, ali Jupiter i Venera premašuju prividnu magnitudu Sirijusa. Pošto se radi o beloj zvezdi spektralnog tipa A, gde spadaju još i Altair i Vega, danas znamo da su ovo zvezde malo masivnije od Sunca koje se nalaze na glavnom nizu sa aspekta svoje evolutivne faze. Temperatura iznosi oko 10 hiljada Kelvina.

Sirijus je sjajan iz dva razloga: prvi je taj što je jedna od nama najbližih zvezda; 8.6 svetlosnih godina je praktično ništa u galaktičkom smislu. Osim toga postoji i parametar apsolutne magnitude koji označava onaj sjaj koji bi neka zvezda imala na unapred definisanoj udaljenosti (10 parseka, odnosno 32 svetlosne godine) i za Sirijus ta vrednost iznosi +1.43mag; dakle, Sirijus je sam po sebi malo sjajnija zvezda od proseka. Primera radi Sunce ima apsolutnu magnitudu +4.83mag, ovo se uklapa u masu Sirijusa koja je dvostruko veća od Sunčeve, dok je luminoznost 25 puta veća.

Glavni posao astronoma i opservatorija u XIX veku je bio merenje tranzita nebeskih objekata, što više u toku večeri to bolje. To se vršilo jednim, danas potpuno napuštenim tipom instrumenta ali tada praktično dominantnim - svaka opservatorija je imala po nekoliko tzv meridijanskih krugova. U suštini to je bio klasični refraktor, konstruisan i montiran na najčvršći mogući način da bi se izbegle fleksije, i to u pravcu sever-jug. Dakle meridijanski krug je mogao da se kreće isključivo u tom pravcu i služio je za merenje najveće visine koje postižu merena nebeska tela dok tranzitiraju, odnosno dok se nalaze tačno na jugu.

Upravo tim jednim instrumentom je Friedrich Wilhelm Bessel uočio odstupanja u položaju Prokiona i Sirijusa, ove zvezde su očigledno imale bliske i još neotkrivene pratioce i zato su vrludale na tranzitima, glasio je njegov zaključak. Zapravo merenja je vršio njegov asistent a Bessel je, kao direktor Kenihsberg opservatorije imao zadnju reč oko tumačenja rezultata. To se pročulo pa je Alvan Clark, čuveni američki proizvođač refraktora, uzeo upravo na Sirijusu da testira svoj novi proizvod za Kembridž, Masačusets, refraktor od pola metra aperture. Rezultat: otkriven je jedan od prvih belih patuljaka u istoriji astronomije, mada nije se u tom momentu ni znalo za tu kategoriju zvezda.

Mnogi ljudi su do danas snimili Sirijus B neposredno pored glavne A zvezde i to teleskopima poprilično manjim od pola metra aperture, ja sam rešio da im se pridružim i...

Ovde je stekirano pet odabrano najoštrijih snimaka od kojih je svaki eksponiran 1/800sec na ISO1600. Time se zamrzavaju atmosferske turbulencije i povećava moguća rezolucija, to je takođe dovoljno da se pojavi pratioc magnitude 8mag, ali ćorak. Položaj i separacija Sirijusa B su analizirani posle snimanja, natenane, i desilo se ono što sam mislio da se neće desiti: pratilac se sakrio iza spajka. Imate obeleženo na animaciji.

Eto zašto su refraktori bolji za dvojne zvezde.

Ovih nekoliko godina imaćemo idealnu priliku za razdvajanje Sirijusa pošto je separacija na svom maksimumu (12 sekundi). Možda ova separacija deluje nebitno, ali kad imate u vidu da su ove dve zvezde na odstojanju Sunce-Uran, tek tad dobijate priliku da sagledate dimenzije okolnog svemira. Potrebna je samo veoma mirna i transparentna atmosfera, i opet treba naglasiti da je ovo u principu lakše fotografisati nego vizuelno uočiti, uglavnom isključivo zbog velike razlike u sjaju između ove dve zvezde.

Dakle Sirijus B je jedan beli patuljak koji orbitira oko bele zvezde glavnog niza. Činjenica da su svi pohrlili da analiziraju spektar Sirijusa B je dosta pomogla u otkrivanju zvezdane evolucije, pošto niko nije mogao da veruje da tako mala zvezda u prečniku može da ima toliku masu. A prečnik se dobija iz izmerenog sjaja i spektralne analize, a masa iz činjenice da Sirijus B itekako razvlači orbitu glavne zvezde, premda je ipak tačnije reći da Sirijus B kruži oko A zvezde.

Ispostavilo se da je gustina B patuljka ogromna; radi se o masivnoj zvezdi koja je potrošila svoje nuklearno gorivo i zagrejala se preko svake mere. Spoljni slojevi su isparili i ostalo je samo jezgro zvezde koje više ne može da generiše toplotu i energiju kroz fuziju, pa se onda skupilo u mali i gusti ostatak. Zvezda je u periodu dok je na glavnom nizu uvek u balansu dve sile: fuzije koja teži da razlije zvezdu ka spolja, i gravitacije koja teži kompletnu zvezdu da sabije u mnogo manju zapreminu ka unutra. Dok postoji fuzija postoji i balans, kad se to ugasi zvezda se skupi na mnogo manji prečnik nego pre i to je priroda zgusnute materije koja čini belog patuljka.

U okolini Sirijusa je palo skoro i jedno neočekivano otkriće. Analizom podataka sa svemirske opservatorije Gaya ispostavilo se da u neposrednoj okolini Sirijusa imamo jedno otvoreno zvezdano jato za koje niko nije čuo. Sasvim logično, jato je nazvano Gaya 1.

Nije da je baš vizuelno uočljivo, ali statističkom analizom radijalnih brzina zvezda je ustanovljeno da se vrlo koherentno kreću kroz prostor. Pošto se Gaya smatra misijom naslednicom Hipparcos-a, ona deli neke principe sa njim: teleskop je pola metra aperture, postoji sistem ogledala koji baca sliku na detektore, ali je ovde detektora mnogo više - 106 CCD kamera tačnije. U finalu mi danas imamo neuporedivo veću preciznost na merenju paralakse, položaja, kretanja, nego sa Hipparcos-om. Primera radi, greška Hipparcos-a se uzimala da je najmanje 100 mikroarksekundi, a tipično je dosta veća; dok Gaya na sjajnijim zvezdama dostiže preciznost od 6-7 mikroarksekundi. 

Za sada je snimljeno negde oko 1.3 milijarde zvezdanih pozicija u našem budžaku Galaksije, što će u godinama pred nama omogućiti sasvim sigurno još ovakvih otkrića samo na osnovu kompjuterske analize radijalnih brzina.

Da li je Nil uvek ovako tekao i plavio egipatsku dolinu, pitanje je na koje do skora nije bilo odgovora. Međutim, na osnovu podataka koje danas imamo i modela na osnovu kojih se izvode opsežne simulacije, Nil ovakav kakav je danas, vrlo je mlada reka. Današnje jezero Viktorija u centralnoj Africi koje važi za izvor Belog Nila nije oduvek postojalo. Zapravo ovo jezero je u potpunosti isušeno u jednom momentu pre oko 17 300 godina i ponovo je nastalo pre oko 15 000 godina. Ovo isušivanje je bilo povezano sa ledenim dobom gde je globalna količina padavina drastično opala; hladnija klima znači i manje vlage u vazduhu a samim tim i manje padavina. Kilimandžaro su potpuno sakrivali glečeri a i pola Evrope - čovek je preživljavao u ekvatorijalnoj Africi.

Sve se to promenilo pre oko 10-11 hiljada godina kad je lagana promena u Zemljinoj osi u skladu sa Milankovićevim ciklusima dovela do toga da se letnji solsticij (dugodnevnica) poklopi sa Zemljinim perihelionom, odnosno mestom na putanji gde je planeta najbliža Suncu. Ovo je snažno favorizovalo grejanje severne hemisfere, odnosno Evrope i severne Afrike, ukupno Sunčevo zračenje je tada bilo za 8% veće nego što je to danas slučaj. Imajući u vidu asimetriju među kontinentima, ova razlika je pokrenula velike klimatske promene i kompleksne mehanize rezultujući pojačavanjem afričkog monsunskog perioda, pomerajući ga ka severu. Rezultat je bio relativno brzo vidljiv - cela Sahara koja je prethodno bila pustinja čak i veća nego danas je bujala od zelenila, ispresecana mnogobrojnim jezerima i vodotokovima. Nije to baš bilo kao na slikama raja renesansnih majstora, ali je Sahara de fakto bila savana. Beli Nil je redovno plavio svoju zonu i spojio se sa Plavim Nilom i neke od najvećih sezonskih poplava u Egiptu su počele. Nil je postojao i pre toga, ali kao najobičnija lokalna i plitka reka, bez sezonskih oscilacija odnosno praktično kataklizmi koje uništavaju sve unutar doline.

Sve se ovo okončalo pre 5-6 hiljada godina još jednim mada mnogo blažim sušnim periodom u kome smo i danas, ali bez ledenog doba. Sahara je opet opustela, jedino je ostalo redovno godišnje plavljenje Nila unutar zelene doline. Homo sapiens se iz ogromne Sahare povlačio u nilsku i mesopotamsku dolinu, kontrolišući navodnjavanje i organizujući svoje društvo na takav način da može u zajednici da preživi kroz stočarstvo i zemljoradnju. Pecanje, lutanje i lov više nisu bili prioriteti, život je postao mnogo kompleksniji i teži i tražio je prilagođavanje. Zemljom su počeli da vladaju kraljevi koji su sebe zvali faraonima i državna administracija je počela da dobija svoje savremene obrise, što je sasvim logično ako se zna da je projekat kanala i navodnjavanja bio mnogo veći i kompleksniji nego bilo šta do tad i tražio je mnogo bolju organizaciju. Po prvi put u istoriji smo dobili ono što danas zovemo državom: u vreme poljoprivrede radnici su radili na kanalima i u njivama, a u vreme polugodišnje suše država ih je slala da prave piramide, da ne bi sedeli besposleni. 

Sve je to kolabiralo kad je Nil oko 2150. godine pre Hrista na par decenija prestao da donosi poplave; Sirijus je izlazio i zalazio ali se ništa nije dešavalo. Šta god da je bilo rezultat te ekstremne suše, erupcija vulkana, promene u meteorološkim obrascima, srušilo je tadašnje Staro Kraljevstvo kroz katastrofalnu glad i na najbrutalniji način pokazalo koliko su klimatske promene bile bitne za tadašnjeg čoveka.

Ništa bez Sirijusa.