Prve zvezde, gost prof. Paolo Molaro

Zvezde, katerih masa ne presega treh četrtin mase Sonca živijo zelo dolgo, pravzaprav so še vedno tu, celo če so nastale, ko je bilo vesolje še mlado. O nedavnem odkritju posebne zvezde z majhno maso,  smo se pogovarjali s profesorjem  Paolom  Molarom z Astronomskega observatorija v Trstu.

Prof. Paolo Molaro je eden vodilnih znanstvenikov za kemijski razvoj snovi v mladem vesolju, ki raziskuje tudi spreminjanje vrednosti osnovnih konstant v naravi in sodeluje pri izdelavi sodobnih in izjemno natančnih astronomskih spektroskopov, ki bodo med drugim iskali nove planete, podobne Zemlji.

Profesor Molaro, v nedavnem članku v reviji Nature ste opisali odkritje zvezde z majhno maso, ki mora biti zelo stara, saj ima 20 000-krat manjši delež prvin, težjih od helija, kot naše Sonce. Kaj to pomeni za naše razumevanje nastanka prvih zvezd v vesolju?

Vesolje je prve tri minute po velikem poku sestavljajo le nekaj prvin: helij in devterij, ki je vodikov izotop, ter sledovi litija. Vse druge prvine so nastale pozneje v zvezdah. Če naletimo na zvezde z majhno vsebnostjo kovin, vemo, da so zelo stare. To so zelo zanimive zvezde, saj naj bi bile prve zvezde nekaj posebnega. Bile so zelo velike, z maso enako masi milijona Sonc. Ker so bile tako velike, so imele kratko življenjsko dobo in so do danes že vse izginile. Njihove ostanke verjetno lahko najdemo samo še kot črne luknje. Naše odkritje zvezde z majhno vsebnostjo kovin v plinu pomeni, da je bila naša predstava o prvih zvezdah preveč poenostavljena. Iz plina s prvobitno sestavo so tako že nastajale zvezde z majhno maso. Ravno zaradi majhne mase imajo dolgo življenjsko dobo, ki je primerljiva s starostjo vesolja, zato jih lahko opazujemo še danes.

V naši galaksiji je veliko zvezd z majhno maso. Ali raziskava odpira možnosti, da bomo odkrili še druge zelo stare zvezde in izvedeli kaj več o kemiji zgodnjega vesolja?

Da. V naši galaksiji je več milijard zvezd. Toda zvezde, kakršno smo odkrili, so zelo redke. Preučiti smo morali skoraj 200 000 zvezd, da smo našli možno kandidatko za tako zvezdo. Ker vesolje ni povsod enako, smo potem odkrili še druge. Zlasti zdaj je laže, ko smo našli metodo za razločevanje teh zvezd od drugih. Te zvezde odpirajo novo okno za opazovanje vesolja, ko je bilo še zelo mlado. Nimamo namreč veliko možnosti za raziskovanje zgodnjega vesolja: kako so nastali prvi kemijski elementi, kakšne so bile zvezde, kako so potekali procesi tvorjenja jeder.

Profesor Molaro, meritve, ki ste jih opisali, zahtevajo izjemno natančno opremo. Sodelujete pri načrtovanju merilnikov, ki bodo lahko izmerili hitrost nekaj centimetrov na sekundo za telesa, oddaljena tisoče ali milijone svetlobnih let. Kje potrebujemo tako natančno opremo?

Astronomski observatorij v Bazovici pri Trstu.

Sprememba osnovnih konstant bi pomenila spremembo strukture atomov. Ker je atomsko strukturo mogoče razbrati iz svetlobnega spektra, bi spremembo zaznali kot majhen premik sevalnih črt ali radialne hitrosti. Zato potrebujemo natančne spektrometre, s katerimi bi lahko merili zelo majhne spremembe radialne hitrosti. Težava je, da tako natančnih merilnikov še nimamo. Zdaj se ukvarjamo z novim spektrometrom, ki bo vgrajen v zelo velik teleskop v Čilu. Poimenovali smo ga espreso – kot kavo. V angleščini je to približna kratica za spektrometer za kamnite eksoplanete in stabilna spektroskopska opazovanja. Zelo zapleteno ime. Z njim bo mogoče zaznati zelo majhne radialne hitrosti. Uporabljali ga bomo tudi za iskanje novih planetov, podobnih Zemlji, ki krožijo okoli drugih zvezd. To bo najboljši spektrometer. Povezan bo s štirimi teleskopi, od katerih bo imel vsak premer osem metrov. Ko bo začel delovati, bo najboljši spektrometer na največjem teleskopu na svetu. Upam, da bo v uporabi okoli leta 2015.

 Govorila sva o nekaterih nedavnih odkritjih. Toda astronomija je starodavna znanost, ki je v sodobne čase stopila z iznajdbo teleskopa pred 400 leti. Nedavno ste objavili, da nekatere slike Jana Brueghela starejšega morda prikazujejo teleskop, ki je morda navdihnil Galileja. Ta je namreč teleskop prvi usmeril v nebo. Kaj se lahko naučimo iz teh novih ugotovitev?

To je bila zgodovinska študija, ki sem jo delal leta 2009, ko je bilo mednarodno leto astronomije in smo praznovali 400 let uporabe teleskopa za astronomska opazovanja, s čimer je začel Galilej. To je odprlo nova področja v astronomiji in znanosti. Kljub temu da je minilo 400 let, še vedno ne vemo, kdo je iznašel teleskop in kako se je prva leta razvijal. Poznamo Galileja, o drugih pa ne vemo veliko. Ko sem raziskoval zgodovino, sem naletel na prvo sliko teleskopa, ki jo je naslikal Jan Brueghel starejši. Slika je zdaj v Muzeju lepih umetnosti v Richmondu v Virginiji v ZDA. Na sliki je upodobljen Albert VII., kako gleda skozi teleskop, velik približno30 centimetrov. Med zgodovinskimi raziskavami smo našli nekaj dokumentov, ki so pričali o tem, da je Albert VII. teleskope dobival neposredno od izumitelja. Takih dokazov je pet ali šest. Teleskop na sliki Jana Brueghela starejšega ni le prvi upodobljeni teleskop, ampak ga je verjetno izdelal sam iznajditelj teleskopa. Kandidatov je več, vendar ne vemo, kateri je pravi.