SOK OD BUBA I PESNICA U ČELO

Ko se seća simpatičnog filmskog ostvarenja iz osamdesetih pod nazivom Beetlejuice? A ima još živih svedoka promocije tog filma, barem na piratskoj video traci ako ne već u bioskopima, u prvom redu se tu računa potpisnik ovih redova, u to vreme mlađani deran. Radnja filma između horora i komedije je toliko bila drugačija od ostalih dotadašnjih filmova koji su žanrovski bili striktno opredeljeni, da je delovala kao neočekivani šamar mladom gledaocu. Ili bolje rečeno pesnica.

I kakve veze to ima sa astronomijom?

Naziv filma je, naravno ne slučajno, fonetski istovetan izgovoru imena zvezde Alfa Orionis na anglosaksonskom govornom području. Zapravo ono što mi svi ovde izgovaramo kao Betelgejz, većina poznatog sveta izgovara kao Beetlejuice - zapravo ima nekoliko različitih načina izgovora na engleskom a meni je najveći hit među našim astronomima od pre stotinak godina kojima je očigledno engleski izgovor predstavljao potpuno nepoznatu teritoriju (Betelgeza). Ja ću se držati neispravnog ali na našem govornom području potpuno odomaćenog naziva Betelgejz.

Bilo kako bilo, ovaj naziv vuče poreklo od arapskog "Yad al Jawsa" samo što je neko u Srednjem veku napravio tipičnu slovnu grešku u prevodu i prvo slovo promenio u B. U originalu bi ovo trebalo da znači ruka ili šaka Oriona.

Ovo je zvezda koja nosi oznaku Alfe u svom sazvežđu, ali Betelgejz je u najvećem broju slučajeva tamniji od Rigela, zvanične Bete Orionis. Razlika nije velika (0-1.6mag Betelgejza naspram konstantnih 0.12mag Rigela) i sasvim je sigurno da je Johanes Bajer ovu brljotinu napravio u momentu dok je Betelgejz bio najsjajniji. Da konstatujemo: Betelgejz je narandžasti džin i promenljiva zvezda u suštini, period iznosi negde oko 400 dana ali intenzitet tih promena ume značajno da varira. Više o tome kasnije.

Betelgejz je ovde narandžasta zvezda nešto iznad centra kadra. Na stranu što rastezanje jednog jedinog fajla snimljenog na ISO3200 nikad nije dobra ideja, čak ni snimljenog na -5C, ovde deluje da sam zabeležio pravu meteorsku kišu. Ali istina je mnogo prozaičnija: objektiv 17-40L ima zonericu koja, iako ogromna služi mu samo za ukras, ona ne može da spreči orošavanje prednjeg elementa. Dobro je zapravo da uopšte ima zonericu, 10-18STM je nema na primer, a primarna funkcija zonerice je da danju spreči da neželjeno svetlo upadne sa strane na prednji element. Tu su širokougaoni objektivi u posebno nezgodnoj situaciji pošto zonerica mora da bude upadljivo široka u odnosu na neki objektiv veće žižne daljine. Rosu niko ne pominje.

I tako sam ja brisuckao povremeno prednje staklo nekom magičnom krpicom za naočare jer sam bio poprilično siguran da samo ona neće oštetiti vrlo osetljiv prednji premaz (ne čistite L objektive alkoholom nikad!) ali vlaga je očigledno ostala u tragovima i dobili smo ovaj halucinatorni efekat. 

Definitivno ima i boljih načina da se fotografiše Betelgejz. Recimo pomoću teleobjektiva 70-200 2.8L, ovde stavljenog na 135mm i f4.0:

Betelgejz je najsjajnija zvezda u donjem delu kadra. Kao što se vidi, zvezda je narandžasta ili žuta, dakle nije crvena, to prvo treba razjasniti. Još u Starom veku je Plinije opisao narandžastu tamnobraon nijansu, a neko vreme pre njega su Kinezi zvezdu svrstali u žute. Naravno da je primamljivo prihvatiti objašnjenje da se Betelgejz u tom momentu nalazio u fazi žutog giganta, ali da li je moguće u okviru nekoliko hiljada godina videti tolike razlike, to je pravo pitanje. Lično i nisam baš sasvim siguran.

Mnogo je verovatnije da u ovim šarolikim opisima zvezdane boje dominira čuvena ljudska subjektivnost kad su boje i sjaj u pitanju, a svakako da ima i prevodilačkih egzibicija i kreativnosti. To što je Betelgejz na severnoj hemisferi relativno nisko - a Rigel još niže - može umnogome objasniti zašto je Betelgejz percipiran kao sjajnija zvezda. Inuiti recimo Betelgejz opisuju kao veliku zvezdu, dok Rigel koji stoji praktično na horizontu tamo niko i ne primećuje. 

Snimljeno je, kao što je i pomenuto, na 135mm žižne daljine i objektiv je radio na f4.0; kamera je 7D. Dobiti ovako lepe zrake oko sjajnijih zvezda u principu možete ako neki objektiv zavrnete za najmanje jedan ili dva f-stopa. Čak i tada nije sigurno da ćete ih dobiti pošto ulogu igra oblik listića blende - ako otvor naginje ka okruglm onda zrakova nema i obrnuto, nasuprot tome bilo kakvi uglasti ili oštriji listići napraviće prelepe zrake. Na primer Canon 24STM ili 10-18STM možete zavrtati u beskonačnost, oni imaju okruglu blendu i ne produkuju zrake čak ni na f22. Okrugla blenda znači lepši bokeh kad je objektiv malo pritvoren, ali sumnjam da je to bilo na umu konstruktorima dotičnih objektiva (pre će biti da su im menadžeri sedeli iza leđa i ponavljali "Ušteda!").

Što se broja zrakova oko sjajnijih zvezda ili Sunca tiče, ako imate paran broj listića blende onda će i broj zrakova da bude taj isti. Kanon na L objektivima u 90% slučajeva ima osam listića blende što će reći onda da imamo osam zrakova, kao što je i ovde slučaj. Međutim, ukoliko je broj listića blende neparan nastupa čudo: broj listića daje duplo više zrakova. Tipičan primer je 17-40L koji ima 7 listića i daje 14 zrakova:

 

Slično je i sa pedeseticom 1.8 koja ima pet listića i 10 zrakova, međutim to je dosta slabije izraženo, evo primera na f10:

 

Svejedno, kome je do crtanja zraka oko Sunca očigledno ima i bolje objektive da nađe. 

Osim Betelgejza na snimku (bi trebalo da) se vidi i još ponešto. Recimo zvezda u levom gornjem delu kadra je poznata pod imenom Mju Orionis i preciznost refraktorskog crtanja nam ovde može biti od pomoći. Naime, ovo je višestruki sistem čija je ukupna magnituda 4.13mag, evo je na dvostruko uvećanom isečku:

 

Poenta je što se neposredno pored ove zvezde nalazi i planetarna nebula Abell 12 magnitude 14mag što uopšte nije lako zabeležiti malim aperturama, a ako su na ivici sjajne zvezde onda je to još neverovatnije. Malim crvenim prstenom je označen položaj nebule na jednom pojedinačnom snimku, samo prebačenom u monohromatski mod, bez razvlačenja. Rezolucija je uvećana četiri puta.

Dakle, ništa od nebule, a i za očekivati je da 135mm žižne daljine tu ne može da napravi separaciju. Bar sam pokušao. Ali nije to jedina planetarna nebula u kadru - desno imate označen region gde vlasnici malo većih dobsona imaju šta da traže.

Radi se o NGC2022, maloj ali prelepoj zelenkastoj maglini čija unutrašnja sfera ima prečnik od 28 arcsec i tirkiznu boju. Naravno da od boje u teleskopu nema ništa, sivkasta mutna zvezda može biti uočena i u najmanjim teleskopima (magnituda je 11.6mag) ali za bilo kakve detalje treba imati veću aperturu.

Na snimku se vidi još interesantnih stvari: desno od NGC2022 je zvezda Meissa (Lambda Orionis) sa nekoliko sjajnijih zvezda oko nje koje čine klaster jednostavno nazvan Lambda Ori klaster ili Collinder 69. U tom otvorenom jatu je jedan značajan deo zvezda male mase i planeta okružen cirkumstelarnim diskovima. Najbliže od njih Meissa trenutno jednostavno oduvava sa svojih matičnih objekata (fotoevaporacija) i to govori u prilog činjenici da je jato zapravo još uvek veoma mlado.

Čudna brzina kretanja ove velike zvezde u odnosu na ostatak jata ukazuje da je verovatno u prošlosti njen pratilac eksplodirao kao supernova. Dokaz u prilog tome je veliki prsten molekularnog vodonika koji se na nemodifikovanom aparatu ne vidi, a koji bi mogao da nastane raznošenjem primarnog oblaka od strane eksplozije. Ovo bi onda moglo da se desi pre 1-6 miliona godina i velike su šanse da se upravo tako i desilo. 

U kadru se nalazi i otvoreno jato NGC2141, skup od stotinak zvezda različitih magnituda koje na 135mm žižne daljine ne mogu lepo biti razlučene. Svejedno, jato se uočava kao mrljica već u dvogledu, ali za razlučivanje vam ipak treba teleskop.

 

Da se vratimo na osnovnu tematiku: ser Džon Heršel, čuveni sin još čuvenijeg oca je bio višestruki genije. Dovoljno obrazovan da shvati tadašnju nauku, bavio se mnogim oblastima ljudskog saznanja, među kojima je astronomija bila samo jedna od aktivnosti. Ostavio je, recimo, velikog traga u botanici a smatra se i jednim od osnivača Kraljevskog astronomskog društva. Preveo je Ilijadu na engleski, istraživao slepilo za pojedine boje, a ono gde moj naklon ide do poda je njegova uloga u ranom razvoju fotografije. Praktično gomila najranijih fotografskih izuma se pripisuje Džonu Heršelu, npr fiksiranje amonijum tiosulfatom, kao i uostalom sam naziv fotografija.

U to vreme je u Njujorku počeo da izlazi časopis The Sun. Koštao je jedan peni, štampan je na jeftinom papiru i bio namenjen radničkoj klasi. Tematika je bila sasvim prizemna: ubistva, samoubistva, kriminal, razvodi... Zvuči poznato? Podseća na neke naše današnje medije? Upravo je ovaj časopis napravio revoluciju svojom primitivnošću, ali je to zapravo i garantovalo tržišni uspeh, pa su urednici posezali za sve većim glupostima, a sasvim je jasno da su bili i kreativni u opisivanjima svakojakih gadosti, do te mere da su počeli i da proizvode takve vesti, u nedostatku istih. 

Tačnije da ih izmišljaju.

Godine 1835. je The Sun objavio da su na Mesecu otkrivena mora, planine, vegetacija, bizoni i krilati ljudi. Kao nekog ko je o svemu tome javno govorio naveli su ličnog sekretara Džona Heršela, za koga se tvrdilo da je u Južnoj Africi instalirao najveći teleskop na svetu. Upravo kad je trebalo dodatno istražiti sve to, teleskop se zapalio jer je veliko sočivo nekako prelomilo dnevne sunčeve zrake prema zidu opservatorije, i sve je izgorelo.

Vrlo brzo su svi shvatili da je u pitanju klasična izmišljotina, premda se The Sun nikad nije izvinio i ogradio od svega. A i zašto bi - tiraž je eksplodirao. Jedini čovek koji nije u celoj priči imao bilo kakvu korist je bio gorepomenuti Heršel. Štaviše, budući da je prethodno dobio titulu barona, to je sa sobom povlačilo neprestane i često dosadne socijalne obaveze i sam Heršel to nije više mogao da izdrži i otišao je sa porodicom u Južnu Afriku. Tamo je mapirao južno nebo za budući NGC katalog i, kako sam priznaje, to je bio najepši deo njegovog života. Sve do Mesečeve afere...

I upravo je Džon Heršel otkrio da je Betelgejz zapravo promenljiva zvezda. Glavni period promene je relativno dug (400 dana, kao što je gore pomenuto, postoje još i dodatni 2100 dana period i 185 dana period) i ume u maksimumu ponekad da nadmaši Rigel po sjaju, ali se to ne dešava uvek. Međutim, pre 2020. godine je Betelgejz oscilirao između 0mag i 0.6mag, a onda je odjednom pesnica udarila u čelo i zvezda je u jednom ciklusu potonula na 1.6mag. Svi smo pomislili da je to predznak eksplozije supernove, što je svakako očekivana sudbina ovako masivne zvezde, ali se to do danas nije dogodilo. Mi u ovom momentu pretpostavljamo da je zvezda izbacila materijal koji se kondenzovao u cirkumstelarni disk, ili su naprosto gigantske tamne pege na površini zvezde uzrokovale ovo zatamnjenje. Ono što je već u momentu zatamnjivanja bilo sigurno to je da nikakva supernova ne dolazi u obzir, budući da je u infracrvenom opsegu Betelgejz potpuno nepromenjen zadnjih 50 godina.

Nešto se ne sećam da je ovaj argument (infracrveni opseg miran, dakle neće biti supernove) mogao da se čuje od buke svih ostalih medija na svim meridijanima da će zvezda uskoro eksplodirati, a onda jao nama. 

The Sun ponovo jaše.

Udaljenost do ove, nesumnjivo gigantske zvezde je uvek bila sporna. Od Hipparcos-a koji očigledno oko ove zvezde ima neki problem, preko radio teleskopa sa Zemlje do evropske misije Gaya (koja ne može da meri Betelgejz jer je suviše sjajan, presaturira kameru) , sve izmerene vrednosti se kreću od 300 do 600 svetlosnih godina. Dodatnu konfuziju unosi pretpostavka o promeni boje sa žute u crvenu, što bi moglo da znači da je ova zvezda mnogo manje masivna nego što smo do sada mislili. To bi onda Betelgejz smestilo na 400 svetlosnih godina, i onda greška Hipparcos-a i nije tako velika.

Prva zvezda ne računajući Sunce čija je površina detektovana i prečnik izmeren je bila Betelgejz. Pre sto godina je interferometrija bila nova mlada teorijska metoda, koja je vukla poreklo još iz XIX veka. Direktor Mt. Wilson opservatorije Hejl je dozvolio nekim dosadnim momcima da montiraju svoju skalameriju na veliki teleskop; ne bi im dozvolio da jedan nije dobio prethodno Nobelovu nagradu (Michelson) a da drugi nije bio konstruktor tog istog dvoipometarskog reflektora (Pease). Valjda neće ništa oštetiti.

Poenta je da na velikom teleskopu napravimo dva razmaknuta otvora; kroz njih propustimo zvezdinu svetlost do interferometra i tamo je ukombinujemo u jednu sliku. Ta finalna slika sadrži u sebi, gledano kroz okular na velikom uvećanju, dve zvezde sa kružnim difrakcionim prstenovima. Između njih se nalazi interferenciona zona gde se difrakcioni prstenovi preklapaju, ali to izgleda linearno, ne prstenasto, dakle imate svetle i tamne linije.

Pošto se u sklopu interferometra nalazi po jedan par fiksnih ogledala i jedan par pomičnih, ako se ona veoma precizno pomeraju putem šrafa, dobićemo malo kraći ili malo duži put koji svetlost mora da pređe. U tom slučaju se interferencijske linije povećavaju u intenzitetu i smanjuju, a u nekim momentima i potpuno nestaju. Sve se ovo dešava na velikom uvećanju koje kesegrejn fokus od 40 metara sa lakoćom isporučuje, koji god objektiv da stavite imaćete brutalno uvećanje. U njihovom slučaju razmak između linija je u fokalnom planu bio fiksan i iznosio je 0.02mm, što je na uvećanju od 1600x bio veoma lako vidljivo.

Ako lagano kontinuirano razmičemo ogledala onda se interferencijske linije menjaju: tamne linije ostaju nepromenjene a intenzitet svetlih se pojačava do maksimuma i lagano opada do minimuma gde se praktično potpuno gube i izjednačavaju sa tamnim, i onda ponovo rastu i tako u nedogled. Prilikom testiranja instrumenta momci su ustanovili da, ako pomere ogledala za 0.16mm da to odgovara prostoru koji zauzimaju 26 svetlosnih talasa, odnosno 26 linija. Ali ono što ih je više zainteresovalo to je momenat kad interferencijske linije nestaju - odatle bi oni mogli da izmere prečnik zvezde. Kako? pa eto, oni imaju razmak između ogledala u momentu kad nastaju i nestaju linije i to je ono što ih interesuje. Možda linije nestaju na svakih metar razmaka ogledala, možda na pet metara, možda na 10cm, to je ono što ukazuje na prečnik zvezde.

Prvo su skalameriju okrenuli ka Vegi. Ista slika je bila kad su ogledala interferometra razdvojili na 5.5 metara kao i kad su približili na 1.8 metara. Dakle, aparat radi, atmosfera dozvoljava merenje ali Vega je isuviše sitna za merenje, odnosno Hejlov teleskop je mali za tako nešto. Sledeće je bilo da probaju sa Algolom i Belatriksom za koje se na osnovu spektralnog tipa i magnitude pretpostavljalo da imaju veoma male prečnike, odnosno nemerljive za njihov instrument. I zaista, dobili su svetle i tamne linije istovremeno u okularu na razmaku ogledala od 229cm. A kad su teleskop sa tim podešenjima usmerili u Betelgejz, rezultat ih je pogodio kao pesnica u čelo - svetlih linija nije bilo. Ponovo su sve usmerili u Prokion i linije su bile na svom mestu, dakle, instrument je radio i to veoma dobro, ništa nije bilo u kvaru.

Od ranije se pretpostavljalo da je Betelgejz zvezda veoma velikog prečnika, kao što je napomenuto neki zaključci se mogu izvući iz boje i magnitude zvezde. Na žalost, narednih nekoliko dana je seing bio katastrofalan i interferencijske linije se nisu jasno videle, ali su ostali podaci o razmaku ogledala na 229cm i to je upotrebljeno za računanje; interferometar su skinuli da bi teleskop nastavio dalje da radi nešto korisnije a rezultat koji je dobijen je iznosio 0.047arcsec. Ovo se baziralo na uniformnom disku, nije uključivalo zatamnjivanje ruba (tzv limb darkening) koji postoji praktično na svim zvezdama i gasovitim planetama, ako se i to uračuna onda prečnik treba uvećati na 55 miliarksekundi i upravo toliko je izmerio 2000. godine ISI interferometar koji je imitirao teleskop aperture 70 metara. A osim toga je radio i u srednjem infracrvenom opsegu.

Astronaut od 170cm visine ima prečnik od jedne arksekunde na distanci od 350km, što odgovara preletu ISS u zenitu. Ako uzmete u obzir da je Betelgejz dvadeset puta manji, onda otprilike imate predstavu koliki je to odnos veličina. 

Kao stisnuta pesnica.