PREFEKTOVA PERFEKCIJA I MOJA IMPERFEKCIJA

Promenljive zvezde su jako širok pojam i postoji dosta do sada klasifikovanih tipova. Meni lično u ovom trenutku su postale interesantne one zvezde koje osciliraju u sjaju za relativno kratko vreme, ali tu sad ima jedan problem: što kraći period oscilacije to su oscilacije manje. Drugim rečima džabe što nađem neku zvezdicu petnaeste magnitude koju bih i mogao da snimim kad ona oscilira nekoliko hiljaditih delova magnitude, što svakako ne bih mogao da snimim.

Međutim nađe se i pokoja izvodljiva meta za moj trenutni setap. Na početku moram da opsujem Nirnberški aerodrom, mada možda je ovo bio i neko u preletu.

 

Zvezda o kojoj je reč je poprilično anonimna GSC 04135-00504, mada ćete je možda lakše naći pod oznakom 2MASS J09302395+6120340. Nalazi se u Velikom Medvedu i u proseku je 12.5mag sjajna, što će reći da je u granicama koje 200mm objektiv na f4.0 može da snimi. Oscilacije su prilično velikih 12.40-12.90mag, mada svestan sam da zbog toga što imam malu 50mm aperturicu na f4 tačnost snimanja neće biti nešto velika.

Bilo kako bilo, evo celog snimka gde je granica negde oko 17.0mag:

Levo je najsjajnija zvezda 23 UMa treće magnitude, a ima i arapski naziv Alhaud. Označena je meta desno kružićem; referentne tri zvezde su u sredini označene linijama:

Ova zvezda pripada Delta Scuti promenljivama, i to varijanti HADS (High Amplitude). Ono što je interesantno to je da ceo ciklus zvezda završi za svega 88 minuta. 

Sama kategorija Delta Scuti promenljivih obuhvata zvezde koje pulsiraju u periodu od tipično nekoliko sati i u mnogo čemu podsećaju na cefeide. Zapravo podsećaju toliko da je nekad u literaturi postojao za njih naziv patuljaste cefeide; zašto patuljaste, nemam pojma. U pitanju su obično giganti, podgiganti ili zvezde glavnog niza, dakle nisu patuljci; moguće je da se ovaj termin odnosi na kratak period pulsacija ili na njihov manji opseg.

Te zvezde mogu da budu korišćene za merenje distance isto kao i klasične cefeide, budući da kod njih postoji jasno izrađena povezanost period-sjaj, barem u V bendu a to je nama amaterima najbitnije. Zapravo ove zvezde su jednako korisne kao i cefeide, ako ne i korisnije pošto među njima ima i većih zvezda koje je moguće uočiti sa većih distanci. Primeri takvih zvezda su Altair, Vega ili Denebola, male oscilacije kod Vege su još uvek predmet diskusije i klasifikacije ali ako se prihvati njena (istina veoma mala) promenljivost onda ona spada u Delta Scuti kategoriju. Ovo je veselo pitanje pošto je Vega kao nepromenljiva zvezda decenijama služila kao standard za kalibraciju.

Mehanizam promenljivosti je tzv Kappa mehanizam, odnosno pulsacija povezana sa providnošću. Nekad se može naći i termin Edingtonov mehanizam. U svakom slučaju ovo je naširoko rasprostranjen mehanizam i više puta sam pisao o tome; ukratko: neki gas ili mešavina gasova mogu  da budu mutni ili providni za fotone. Tipičan primer je vodena para u našoj atmosferi: providna je vodena para kad je vedro a mutna za fotone kad se kondenzuje u oblak. U oba slučaja imamo istu količinu vodene pare recimo u atmosferi, samo se razlikuje temperatura, i kad padne ispod tačke rošenja u tom momentu se na primer iznad nas stvara kumulus.

Ovo isto može da postoji u zvezdinoj fotosferi, zamućenje usled porasta temperature odjednom stvara barijeru za izračivanje fotona. Zvezda u tom momentu ne može da oslobađa toplotu koju stvara, energija se nagomilava i zvezda jednostavno bubri. Kad nabubri dovoljno onda se prečnik uveća i pritisak smanji, što automatski dovodi do toga da mutan sloj u atmosferi postane ponovo bistar odnosno providan za fotone. Ovo dovodi do rapidnog gubitka energije, prečnik zvezde pada i ciklus se ponavlja. Dakle, ovo je definisano pre svega hemijskim sastavom zvezdinih gasova koji rapidno prelaze iz providnog u neprovidno stanje. Ako zvezda nema gasove koji bi bili u stanju da se zamute, do oscilacija ne bi ni došlo i zvezda ne bi bila pulsirajuća promenljiva. Gasovi koji imaju ovu osobinu su delimično jonizovani vodonik i helijum. Kod Beta Cephei promenljivih mehanizam mutno-providno obezbeđuje gvožđe čije primese na 200 hiljada Kelvina mogu takođe da dovedu do Kappa mehanizma oscilacije. U našem slučaju, tj kod Delta Scuti promenljivih helijum je odgovoran za ovaj proces tako što se prilikom kompresije jonizuje, a tako jonizovan blokira i zatamnjuje celu zvezdu.  Dakle, našao sam zvezdu i snimio 60 minuta njenog sjaja u koracima od po minut ipo na 200mm i f4.0. Pošto je snimana zvezda magnitude 12-13mag znao sam da neće biti presaturirana, ondosno ona prastara tehnika defokusiranja za fotometriju je otpala. Iz nekog razloga Iris nikako nije hteo da radi steking finalnog fajla tj registraciju tačnije, pa sam morao da upotrebim DSS, ali je fotometriju Iris bez problema uradio. Kome treba, evo fotke referentnih zvezda:   Nakon toga sam odredio instrumentalne magnitude i razliku merene zvezde u odnosu na njih:     Instrumentalna je zapravo relativna magnituda koju meri Iris, kad te magnitude uporedimo sa magnitudama referentnih zvezda dobija se prava magnituda merene zvezde:   Ovde vidimo da sam uhvatio najveći deo ciklusa zvezde koji traje 88 minuta. Oscilacije nisu velike, druge opservatorije su to mnogo preciznije izmerile na oko 0.45mag a ja sam onda krivulju unormalio:   Ovde je kao prvo izmeren ne ceo ciklus, pa je samim tim tačnost kompromitovana; kao drugo vreme nije uneto već su frejmovi samo ređani kao brojevi od 1 do 27; i ta nonšalantnost bi svakako izludela jednog pravog posmatrača promenljivih zvezda. Moj zadatak je bio čisto da vidim da li mogu to da detektujem sa iole kakvom preciznošću, mogu, u redu je onda - po grafiku je oscilacija 0.525mag, dakle ne baš daleko od prave vrednosti. Osim toga, ova zvezda ne oscilira uvek jednako, amplitude ipak između sebe umeju da variraju. Ko ima bolju opremu, softver i volju da se time bavi, može svakako da se baci u zagrljaj analize i da traži zakonitosti u ovim oscilacijama (tačnije da pusti softver da traži zakonitosti).  Kad sam bio mlađani učenik, nisam voleo aritmetiku ali sam obožavao geometriju. Svi ostali u školi su bili obrnuto, mrzeli su geometriju. Ali postoji jedna oblast gde bi se svakako obe te oblasti spojile i gde bi svima bilo prihvatljivo, a to je način kako je mlađani francuski matematičar i fizičar Joseph Foureier zamislio seriju funkcija koje su superponirane trodimenzionalno u prostoru i što je danas nazvano po njemu. Kao siroče je došao kod Benediktanaca gde je dobio prvo formalno obrazovanje, a zatim se pridružio vojsci kao vrstan matematičar. Pošto je učestvovao u Francuskoj revoluciji (i jedva pritom izvukao živu glavu) gde ga u potpunosti razumem, i ja sam se u mladosti borio protiv Miloševića koga sam smatrao - a i danas ga smatram - ultimativnom štetočinom, Furijeu se politička sreća ipak osmehnula kad ga se Napoleon setio kao bistrog oficira koji je bio genije za distribuciju municije u njegovoj egipatskoj kampanji; pa ga je sledstveno tome postavio za provincijskog guvernera (prefekta). Tamo je Furijeu na pamet palo da matematički opiše zagrevanje jedne obične metalne ploče. Ništa prostije, jel da? Naravno da ne; ako se kvadratna ploča sa tri strane drži na nula stepeni Celzijusa a sa četvrte strane se zagreva, mislite da je prosto definisati kako će biti distribuiran gradijent prema centru ploče? Ovo ispitati matematički u to vreme nije bilo lako ako hoćete da to bude precizno, ali je on uspeo da izvede superpoziciju beskonačnih sinus i kosinus funkcija i da to na kraju poveže i uopšti. Primena toga danas u praksi je velika, od akustike, građevinarstva do optike i astronomije, a rezultati primenjeni na ovu zvezdu se mogu videti i na sajtu univerzitetskih kolega sa opservatorije u Darmštatu. Multimodalno pulsiranje je i inače veoma često kod Delta Scuti promenljivih, ali ono što je meni bilo interesantno to je da one na veoma sličan način pulsiraju kao cefeide. Dalje sam rešio da sprovedem mentalni hipotetički eksperiment; uzeo sam da izračunam apsolutnu magnitudu iz formule period-sjaj za klasične cefeide - ponajviše iz razloga što nigde nisam našao formulu period-sjaj za Delta Scuti. Naravno da ovo veze nema sa Delta Scuti, ali kad sam već zabrazdio u neprecizno i kad sam toliko daleko od matematičke perfekcije, daj bar da idem do kraja. Rezultat je 1.33mag kao apsolutna magnituda. Dalje su prividna i apsolutna magnituda povezane ovom formulom: 100*(m-M/5) gde je m vizuelna (prividna) a M apsolutna magnituda. Tako se dobije distanca u parsecima, odnosno kao rezultat dobih 722 svetlosne godine kao distancu do ove zvezde. Pošto mi danas imamo izmerene paralakse za gomilu zvezda u našem ćošku Galaksije, naravno i za ovu; izmerenu paralaksu od 0.9591miliarcsec mogu da prevedem u distancu na osnovu formule 1/paralaksa u arksekundama, tj prava distanca iznosi 3400 svetlosnih godina. Eto koliko čovek može da pogreši ako koristi prave formule ali na pogrešan način. Pametan čovek na vreme prestane sa glupostima, recimo da je trebalo da stanem negde tamo oko računanja apsolutne magnitude, isto kao što je Furije prestao sa politikom nakon Revolucije.