DVA JATA I TRI KRALJA

Iz Renesanse je sledila još jedna velika stvar u Zapadnoj civilizaciji: naučna revolucija. Danas ne postoji konsenzus koji je to momenat označio početak revolucije, ali je svakako astronomija bila u pitanju: Kopernikova knjiga De Revolutionibus Orbium Coelestium (Nirnberg 1543) ili Tihoova supernova iz 1572. godine. Svejedno, svakako da je ova revolucija bila bitna jer je označila preokret u razmišljanju, a ne samo puko sakupljanje naučnih saznanja.

Galilej, Njutn, Bejkon, Kepler, Dekart i drugi su shvatili da od Aristotela nema više koristi, nema nikakve šanse da se prethodnim promišljanjem dođe do fundamentalnih zakona prirode, a Aristotel je mislio da može. Ovo je suština naučnog pristupa, dakle treba meriti, računati, sakupljati činjenice a tek onda razmisliti kako bi to sve trebalo povezati u jednu celinu. Time u startu smanjujemo šanse da napravimo pogrešan zaključak kakvim je Aristotelova nauka obilovala (on je mislio da ako mladunčetu životinje iskopamo oko, da će novo izrasti - imajte u vidu da je mislio i pisao o tome, a nikad nije probao). 

Dokaz naučnog pristupa je upravo Kopernikov sistem: nikakvim razmišljanjem a priori se ne može doći do Keplerovih zakona kretanja planeta osim ako se ne sakupe rezultati merenja položaja planeta, a onda tek da se čovek baci na računanje. Uostalom i Kopernik je morao za svoj rad da se posluži nekim merenjima, a to su bila merenja položaja Merkura Bernharta Valtera, uspešnog trgovca iz Nirnberga koji se bavio i astronomijom. Nakon smrti još jednog poznatog nirnberškog astronoma (Regiomontanus) Valter je pokupovao njegove ne baš jeftine instrumente i bacio se na posao. 

Valter je kasnije svoju kuću prodao još jednom ovdašnjem geniju: Albreht Direr je kuću kupio 1509. godine a mi sad možemo da nagađamo da li je prethodnog vlasnika zapravo upropastila astronomija ili ne. 

Kuća naravno i danas postoji, u njoj je muzej posvećen nemačkom ekvivalentu Leonarda da Vinčija.

Iz naučne revolucije je proisteklo Doba prosvećenosti. To je pre svega bilo shvatanje da država i crkva moraju biti razdvojene, pošto počivaju na različitim osnovama. U crkvi postoji dogma i nema promene doktrine, tako je kako piše i kako ti oni iznad kažu; a u organizaciji države je sve više upliva imalo logičko razmišljanje i novi naučni pristup.

Iz Doba prosvećenosti je sledio i prosvećeni apsolutizam i definitivni raskid sa vatikanskim tutorstvom po državnim pitanjima. Od sveta tri kralja dobili smo tri prosvećena kralja: Luj XIV, XV i XVI su vladali Francuskom u periodu od 150 godina na način koji je uključivao klasičnu legalizovanu diktaturu, ali malo drugačije formulisanu. Snaga i sposobnost dotične tri persone je gradijalno opadala, pa je tako prvi bio poznat kao Kralj Sunce, drugi nije napravio ništa dobro ali ni loše, a treći je svoju glavu morao na kraju da gurne u giljotinu. U suštini su i svi tadašnji evropski vladari (sa izuzetkom, kao i uvek, britanskih) hteli da njihova vladavina zvuči moderno kao što su i nauka i filozofija napredovale, pa su osim deklarativnog pristupa vladanju vrlo često i primali na svom dvoru naučnike, vrlo često i uz značajno finansiranje. 

Upravo je premijer Kralja Sunca, Kolbert, bio odgovoran za formiranje Akademije Nauka. Po ugledu na šest godina ranije osnovano britansko Kraljevsko Društvo, ovo bi trebalo da redovno okuplja nekolicinu pariskih vodećih intelektualaca i da usmerava njihov rad na jačanju nauke a samim tim i države. Prilično je dalekovido bilo insistiranje premijera, koji je bio i ministar finansija kraljevine, kao i pristalica merkantilizma, na slušanju mišljenja intelektualaca - kakav upečatljiv kontrast u odnosu na današnje vreme!

Akademija je napunila možda nekih stotinak godina svog postojanja, i trebalo je da istoj bude predstavljen jedan mladi potencijalni član iz francuskog govornog dela Švajcarske. Njegovo ime, Jean-Philippe Loys de Cheseaux, ne može niko tačno da izgovori osim poznavalaca francuskog jezika i Gugla (prezime se čita nešto kao "Šezo") i istakao se računanjem položaja Sunca i Meseca, tačnije pomračenja u vreme najinteresantnijih događaja opisanih u Bibliji. Takođe je otkrio par kometa, napisao knjigu o njima u kojima je dao naznaku Olbersovog paradoksa mnogo pre Olbersa, a i sistematski je opisao gomilu nebula koje su mu samo smetale u otkrivanju i praćenju kometa. Zvuči poznato?

Na žalost, mladi naučnik je upravo u to vreme umro tako da od njegove akademske karijere nije bilo ništa. Mesto u Akademiji je ostalo upražnjeno i čekalo se na sledećeg kandidata, pošto je sledeći morao da bude iz iste oblasti, tj astronomije. Sledeći je bio Šarl Mesije koji je dvadesetak godina kasnije primljen u Akademiju na osnovu svojih kometarnih radova, a imao je i katalog nebula gde je jedno mesto pripadalo originalnom Šezoovom otkriću:

 

Šezo je otkrio mutnu maglinu u sazvežđu Blizanaca koju mi danas poznajemo kao M35. Imajući u vidu kad je otkriveno, prillično neverovatno zvuči činjenica da poređenje sa kopčom na cipeli (Schoe Buckle cluster) nema veze sa patofnama Luja XV, već da je reč o modernoj potrebi da se svaki nebeski objekat žargonski imenuje po nečemu na šta nekoga podseća. Horizontalni luk zvezda u gornjem delu jata zaista asocira na kopču, očigledno se tad pertle nisu upotrebljavale.

Reč je o velikom otvorenom jatu, toliko velikom po površini da zauzima površinu punog Meseca, što će reći da se vidi i u svakom dvogledu. Jato se vidi u gornjem levom uglu. Snimljeno je peticom na 135mm žižne daljine i dodatno kropovano, pošto vinjetiranje na fulfrejmu predstavlja muku za rešiti. Zapravo rešava se ali onda otpada svako razvlačenje i natezanje snimka, a svi znamo da je u tom procesu u osnovi sva suština astrofotografije. 

Ogromno plavo otvoreno jato na prvi pogled znači samo jedno: sve zvezde u njemu su relativno mlade. I zaista, velika većina su B3 plavi giganti, mada ima i nekoliko crvenih (G i K) giganata. Razlika se najbolje vidi na animaciji:

 

Jato sadrži 120 zvezda ispod trinaeste magnitude, dakle u vizuelnom je dometu teleskopa prosečne amaterske aperture, i nekih možda 500 članica sveukupno za koje smo više ili manje sigurni da pripadaju jatu. Još 4500 kandidatkinja postoje čije su radijalne brzine izmerene sa 50% šansi da pripadaju jatu - disperzija radijalnih brzina je ključ, odnosno nepreciznost merenja na tim distancama. Da podsetimo: paralaksa na 3000 svetlosnih godina se ne meri, Hipparcos to jednostavno ne može, meri se spektroskopski radijalna brzina koja sama po sebi jednostavno uključuje jednu komponentu aproksimacije. Zato i govorimo o procentualnim mogućnostima da neka zvezda pripada jatu ili ne.

Osim ovog velikog, na snimku se vidi i mala mrljica desno od M35, odnosno malo jato crvene boje. To je NGC2158, otkriće Heršela koji je i pomislio da je u pitanju zbijeno, globularno jato. Ništa lakše nego pomisliti to, a i fotografije danas upućuju na takav zaključak: jato je malo, kompaktno, veoma zbijeno i nimalo plavo, dakle sve baš kao i mnoga druga globularna jata. Ali jato je udaljeno 10-15 hiljada svetlosnih godina, dakle usred ravni Mlečnog Puta a i spektroskop ne podržava teoriju o zbijenom jatu. Ovo jato je, doduše, popriličan izuzetak u odnosu na sva ostala otvorena jata jer je staro dve milijarde godina i za to vreme se nije rasipalo, i upravo ovde se nalazi suština.

Sva otvorena jata traju nekoliko stotina miliona godina i zvezde se razilaze; samim tim su sva otvorena jata sastavljena iz mladih, mahom plavih gigantskih zvezda. Nijedno jato nije doguralo do stadijuma gde su sve zvezde stigle da ostare i pocrvene - odnosno nijedno osim NGC2158. Deluje potpuno kontraintuitivno, ali ovo jato je zapravo masivnije, zbijenije i starije od M35, premda je sličnog prečnika; samo se nalazi mnogo dalje i mi tu imamo perspektivnu iluziju. 

Na snimku se vide i naznake nekih maglina: Monkeyhead nebula (NGC2175) i refleksiono-emisione magline oko Propusa se mogu uočiti, ali bez nekih detalja što je i normalno za nemodifikovani aparat.

Sledi razvejavanje iluzija oko fulfrejma. Naravno da su veliki senzori sa velikim pikselima bolji u smislu praktično svega, a primarno SNR odnosno dinamičkog raspona, ali samo ako im obezbedite uslove koji njima odgovaraju. Već sam pomenuo da problem kod 5D2 može biti (značajno) vinjetiranje praktično svega što nakačite na isti, a sad da se malo pozabavimo rezolucijom: na 135mm žižne daljine jedan piksel obuhvata 9.79arcsec na nebu. Pod pretpostavkom da ova optika može da nacrta sitniju zvezdu (o da, itekako može) ta sitnija zvezda neće biti u stanju da pobudi elektroniku koja stoji iza ogromnog piksela, jer naprosto sitnija zvezda ne može svoju svetlost da izlije na ceo piksel, već samo na jedan njegov deo. To je dalje povezano sa Bajerovom matricom, pa je moguće u praksi dobiti hiperoštre zvezde koje su fokusirane samo na, recimo plavi subpiksel unutar RGGB piksela, i onda zvezda umesto bele dobije plavu boju. U praksi sa zvezdama ovo nikad nećemo dobiti, ali ako fotografišemo bele tačkice na ekranu kompjutera, moguće je dobiti takve senzorske halucinacije.

Ovo je fundamentalna stvar zašto se veliki teleskopi prave ne samo u tamnim regionima, već pre svega tamo gde je atmosfera izuzetno stabilna, i gde je moguće postići malo bolju rezoluciju. Ništa nećemo dobiti teleskopom velike aperture ako je nebo nestabilno - zvezda 21. magnitude je zapravo veoma sitna gledano po prečniku; ako vaša kamera nema rezoluciju da uhvati zvezdu sitniju od piksela onda ništa od detekcije. Ulogu igra i prag detekcije, a poznato je da to zavisi pre svega od veličine piksela. A kako tu stoji 5D2?

Odabrao sam jednu zvezdu blizu centra kadra, ne baš na granici detekcije ali svakako tamniju (12.75mag) i pogledao njen kolorni indeks (B-V): 1.33. Što pozitivnije vrednosti zvezda je crvenija, što negativnije onda boja ide više ka plavoj. Ovo je, dakle, crvena zvezda:

 

Isečak je uvećan ravno deset puta; FWHM je 50% najsjajnijih piksela koji reprezentuju zvezdu i to je ovde označeno ružičastom bojom:

FWHM iznosi zastrašujuće velikih 36.7arcsec. Ovde ima svega, od stekinga koji sabira greške, zatim dalje optike koja na f3.5 pokazuje mnogo više grešaka nego na f7, preko fokusa za koji važi to isto, do atmosferske turbulencije za koju, opet, važi isto. Dakle f3.5 odnos je dobar za brzo nagomilavanje signala i za detekciju tamnijih detalja, ali nosi sa sobom uvek brdo drugih kompromisa.

Promenio sam pristup: jedan snimak od 30sec, posmatrano je van centra malo ulevo da bih izbegao decentriranje desnog ruba koje je ipak u naznakama prisutno:

Rezultat: 26 ugaonih sekundi. Mnogo bolje nego prošli put, ali i dalje truba. Primera radi, evo kako na 135mm i f4.0, premda na mnogo manjoj visini (Orion) radi 7D, zvezda je dva ipo piksela što će reći da je FWHM 16.5 arcsec - duplo bolje:

 

Neko će reći da 7D ima tačno jednu trećinu manji prečnik piksela na senzoru, odnosno fotodiode (6.41 mikron naspram 4.3) i to svakako igra ulogu, ali je mnogo upadljivija činjenica da 7D ima bolji i oštriji prikaz na ekranu kad se fokusiraju zvezde. Ovo ima veze sa procesiranjem snimka u livewiev, nije ekran kao ekran bolji već ono što se ekranu šalje da prikaže. A tu je sedmica neočekivano u prednosti, odnosno sposobna je da prikaže mnogo tamnije zvezde prilikom manuelnog fokusiranja od petice, i samim tim preciznost skače. Da podsetim da, kad se snimak uveća 10x da bi se fokusiralo, velike i sjajne zvezde ostaju velike i cilj je fokus tražiti na najtamnijim, pošto je njihov prečnik (logično) najmanji. I eto gde fulfrejm nije bolji od kropa, i eto zašto bacamo pare na nešto što nam ne treba i tako dalje...

Na kraju krajeva, postoji još jedna stvar koja krasi (uglavnom samo) DSLR kamere: lowpass filter. To je jedan sloj stakla iznad senzora koji ima zadatak da sliku malo "razblaži", da unese lako zamućenje i to je nešto sa čim treba računati ovde: petica ima jači lowpass filter od sedmice. 

Zašto uopšte postoji potreba za zamućenjem slike? Neko bi rekao da je imperativ da fotografija uvek bude najoštrija moguća, ali realno ima tu jedna otežavajuća stvar i zove se moire; dakle fotografišite košulju sa vrlo sitnim tkanjem i, ako se frekvencija tkanja poklopi sa strukturom senzora, eto nama misterioznih obojenih šara na beloj tkanini. To je moguće smanjiti ili izbeći samo ako se fotografija zamuti na subpikselskom nivou i to mora biti urađeno hardverski pošto softverski opet daje šarene izmišljotine. Ovo je ono isto gorepomenuto kao kad fotografišete beli piksel na monitoru a on ispadne sve samo ne beo, aparat je počeo da halucinira dugine boje. Ovde se vidi koji proizvođač preferira koje ciljne grupe: Canon je uvek dominirao studijskom fotografijom pa mu je bio potreban lowpass, a Sony uopšte nema taj filter i oštriji je na pejzažima. Doduše u obradi se sa par klikova i Kanonska fotografija naoštri jednako kao i Sonijeva, dok se Sonijev moire ne može rešiti bez varanja ali je činjenica da od moire efekta u samom startu najmanje pati Canon. A kod 5D2 bi i zvezde u suštini zbog toga makar malo morale da budu veće nego inače.

Dakle, za ovoliki FWHM mogu da okrivim ne samo sebe već, što je u suštini vrlo retko, i fundamentalne osobine opreme koju koristim.