Vznemirljivost astronomije in junijskega neba

Te dni se lepo vidijo Jupitrove lune in Saturn, opaziti bo mogoče tudi mednarodno vesoljsko postajo in iridijev blisk

Mlečna cesta

foto: Daniel Steinberg

Evropski južni observatorij v Čilu gradi velik teleskop. Ko bo ta čez sedem let začel delovati, bo s premerom 39 metrov daleč največji teleskop na svetu. Profesionalni in laični astronomi pričakujejo številna nova zanimiva in tudi nepričakovana odkritja. Vznemirljivost astronomije raziskujemo s prof. Paolom Padovanijem, vodjo evropskega virtualnega teleskopa, in s prof. Tomažem Zwittrom, ki nas odpelje med zanimivosti junijskega neba.

“Ob junijskih večerih priporočam ogled Jupitrovih lun, okoli polnoči je mogoče opaziti Saturn. V četrtek ob 23.03 bo šla prek neba mednarodna vesoljska postaja. Videti jo bo mogoče 5 minut. Za ljubiteljske astronome priporočam obisk spletne strani www.heavens-above.com

Prof. Tomaž Zwitter

Kako se preleviti v Galilea Galileija

Paolo Padovani je italijanski astronom, ki dela na Evropskem južnem observatoriju v Garchingu v Nemčiji. Zanimajo ga aktivna galaktična jedra, to so galaksije, ki imajo v svojem središču aktivno črno luknjo. Take objekte opazujemo z različnimi vrstami svetlobe: od radijske do infrardeče, ultravijolične ter rentgenskih in gamažarkov. Prof. Padovani sodeluje tudi pri izdelavi evropskega Ekstremno velikega teleskopa, ki ga Evropski južni observatorij gradi v Čilu in bo z zrcalom s premerom 39 metrov največji teleskop na svetu za opazovanja v vidni in infrardeči svetlobi. Prof. Padovani je skupaj s kolegi odkril 30 velikih črnih lukenj zunaj mlečne ceste in velja za enega najbolj cenjenih evropskih astronomov.

Prof. Padovani zadnjih deset let na Evropskem južnem observatoriju vodi Virtualni observatorij, zato smo ga v pogovoru posebej za Frekvenco X zaprosili, naj nam razloži specifiko virtualnega observatorija.  

Namesto da bi za neko opazovanje uporabili običajni teleskop, pri virtualnem observatoriju zložite skupaj podatke prejšnjih opazovanj, v idealnem primeru so to opazovanja vseh teleskopov na Zemlji. S temi podatki nato skušate odgovoriti na svoje znanstveno vprašanje. Seveda pa morate najprej te podatke poiskati, jih razumeti in jih prikazati na različne načine. Torej je bilo in je še vedno precej dela, da so vsa ta opazovanja prosto in v uporabni obliki na voljo vsem astronomom po svetu. Nekatera orodja so seveda zelo preprosta. Vsak si recimo lahko izriše neko galaksijo ali izbrani del neba. Zdaj smo po vsem svetu vzpostavili spletne strani in načine za iskanje podatkov o vseh mogočih vrstah objektov in v različnih vrstah svetlobe. Izraz virtualni tu torej ne pomeni, da tak observatorij ne bi bil uporaben za resno znanstveno delo, ampak le, da imate možnost uporabljati podatke prejšnjih opazovanj po svetu, ki smo jih združili v enotno urejeni in prosto dostopni arhiv podatkov.

Virtualni observatorij torej vsakomur omogoča brskanje po nebu. Prof. Padovani, imate morda idejo, kaj bi lahko poslušalci Frekvence X opazili iz udobja dnevne sobe? Bi lahko morda preverili, ali so v središčih številnih galaksij velike črne luknje?

Načelno je odgovor da, v praksi pa morate vedeti, kam gledati in kateri podatki so pravi za vaš namen. Lahko bi se recimo osredotočili na kakšno bližnjo galaksijo in skušali odkriti, ali se sij svetlobe, ki prihaja iz središča galaksije, sčasoma spreminja. Hitro prižiganje in ugašanje vam namreč pove, da je svetilo majhno, manjše od velikosti, ki jo svetloba prepotuje v tako kratkem času. In če svetilo seva tudi veliko energije, je edina razlaga, da opazujete majhno in svetlo območje v okolici črne luknje. Če povzameva, to se načelno da narediti, vendar potrebujete kar nekaj dodatnih informacij, ki jih seveda tudi lahko najdete na spletu: za začetek je to že seznam obetavnih tarč.

Pri tem je vsekakor vznemirljivo, da lahko vsaj v določenih delih pri znanstvenih projektih sodelujejo tudi ljubiteljski astronomi.

Verjetno poznate pobude, ki skušajo približati znanost državljanom. Tako so kolegi, ki se ukvarjajo z digitalnim pregledom neba Sloan, želeli določiti, kakšne vrste so več milijonov opazovanih galaksij, ki so lahko eliptičnih ali spiralnih oblik. Postavili so spletno stran z vsemi temi posnetki in potem je dobesedno več milijonov ljudi te slike pregledovalo in po navodilih razvrščalo galaksije po obliki. Ti rezultati so bili znanstveno uporabni in tudi objavljeni. Torej tudi ljudje brez formalne izobrazbe zares lahko pomagajo pri znanstvenih raziskavah.

Znanost je pogosto mešanica pričakovanega in nepričakovanega. Nedavno presenečenje je bilo odkritje delcev, poimenovanih nevtrini, ki imajo zelo veliko energijo in so jih astronomi opazili z detektorjem Ledena kocka, ki je postavljen na južnem polu na Antarktiki. Nedavno je vaša ekipa objavila dokaze, da nekateri od teh težko opazljivih nevtrinskih delcev verjetno prihajajo iz aktivnih središč galaksij ekstremnih lastnosti?

To je zelo vznemirljiva zgodba. Nevtrini so zelo neobičajni delci. So tako majhni, da ne vemo natančno niti, kolikšna je njihova masa. So sicer veliko masivnejši kot elektroni, ki so zares lahki delci. Vendar nevtrini v primerjavi z elektroni zelo šibko integrirajo s preostalo snovjo. Torej jih lahko opazite le, če jim na pot nastavite zelo veliko tarčo. Na Antarktiki so tako zgradili Ledeno kocko. Po večletnem delu jim je v antarktični led uspelo zvrtati veliko mrežo tri kilometre globokih lukenj, v katere so vstavili detektorje svetlobe. Če nevtrino iz vesolja globoko v ledu zadene proton, sproščena energija po kaskadi dogodkov rodi blisk svetlobe, ki ga zaznajo detektorji, zakopani v temi globokega antarktičnega ledu. Znanstveniki, ki delajo z Ledeno kocko, so zaznali kakšnih sto nevtrinov, za katere so prepričani, da so prišli iz vesolja. Žal pa meritev smeri prihoda ni bila dovolj točna, da bi lahko posamezni nevtrino povezali z določenim objektom na nebu. S kolegi sem našel preprosto idejo iz zagate. Ker imajo ti nevtrini zelo veliko energijo, smo njihovo razporeditev primerjali s svetlobo gamažarkov, to je s svetlobo najvišjih energij. Izkazalo se je, da vsaj nekatere od nevtrinov lahko povežemo z izjemno energetsko vrsto aktivnih galaktičnih jeder, ki jim pravimo blazarji. Ti blazarji imajo curke snovi, ki so usmerjeni skoraj natančno v smeri proti Zemlji. S podrobno statistično analizo smo z veliko stopnjo verjetnosti pokazali, da vsaj nekateri od teh nevtrinov zares prihajajo iz teh blazarjev. To odkritje je pomembno za fiziko visokih energij, tudi za fiziko delcev. Odkritje sicer še ni povsem potrjeno, vendar Ledena kocka na južnem tečaju še naprej opazuje nevtrine in bomo tako lahko v prihodnosti z dodatnimi rezultati meritev preverili, ali je naša razlaga o izvoru teh nevtrinov pravilna.

Odkritje je lahko zelo pomembno tudi za druga področja fizike, pripoveduje prof. Paolo Padovani

Najpomembnejše je verjetno vprašanje kozmičnih žarkov. Kljub zavajajočemu imenu so kozmični žarki v resnici delci, ki prihajajo iz vesolja. Njihov obstoj so pred približno sto leti odkrili v Nemčiji. Med njimi so tudi najbolj energetski delci, ki sploh obstajajo. Energija takega delca je lahko neznansko večja od energije nevtrinov, ki jih opazujemo z Ledeno kocko. Zopet pa imamo isto zagato: nihče ne ve, od kod izvirajo ti superenergetski delci. Možna domneva bi bila, da če so blazarji izvor nevtrinov visokih energij, so morda odgovorni tudi za te ekstremne kozmične žarke. Če se ta domneva izkaže za resnično, bi bilo to pomembno za razumevanje delcev izjemno visokih energij iz vesolja.

To bi vsekakor pomenilo tudi boljše razumevanje vesolja!

V bistvu bi potem lahko trdili, da so ti blazarji izjemni pospeševalniki delcev, ki so veliko zmogljivejši od vsega, kar lahko naredimo na Zemlji, recimo v Cernu z Velikim hadronskim pospeševalnikom. Obstoj takih naravnih pospeševalnikov bi veliko povedal tudi o fizikalnih pogojih v neposredni okolici črnih lukenj, ki jih najdemo v središčih teh blazarjev.

Evropski južni observatorij zdaj gradi evropski Ekstremno veliki teleskop, o katerem smo na Valu 202 že večkrat govorili. Ko bo čez sedem let ta teleskop začel delovati, bo to daleč največji teleskop za opazovanja v vidni ali infrardeči svetlobi, ki je bil kdaj zgrajen. Prof. Padovani je seveda najboljši naslov, da nam razloži, kako bo ta naprava pomagala pri raziskavah aktivnih galaktičnih jeder, morda pa tudi pri virtualnem observatoriju, ki ga lahko izkusimo vsi Zemljani.

Nekateri izkušnjo primerjajo s tem, kar je videl Galilei, ko je daljnogled kot prvi obrnil proti nebu. Ta teleskop bo tako velik, da bomo kot prvo lahko videli veliko temnejše izvore, kot je to mogoče zdaj. Pri aktivnih galaksijah bomo recimo videli izvore, ki so zdaj veliko pretemni za kateri koli teleskop. Verjetno pa bo najbolj zanimivo opazovati okolico črnih lukenj, saj so te motor, ki poganja aktivne galaksije. Ko bomo s tem teleskopom opazovali središče naše Galaksije, pri čemer vemo, da je črna luknja z maso, ki je enaka 4,3 milijona naših Sonc, bomo lahko opazovali njeno neposredno okolico, ki nam je zdaj nedosegljiva. Opazovanje zvezd, ki se na tako majhni razdalji od masivne črne luknje lahko gibljejo celo z desetino hitrosti svetlobe, bo tako mogoče v naši in tudi v drugih galaksijah. Z evropskim Ekstremno velikim teleskopom bomo torej lahko opazovali veliko več črnih lukenj in tako razumeli, kako so nastale in kakšen vpliv imajo na svoje galaksije gostiteljice. Vendar pa bi pri tem teleskopu rad povedal tole: seveda imamo ideje, kaj bomo lahko naredili s tem teleskopom. Vendar pa so najpomembnejša odkritja vedno presenečenje. Da je to tako, vemo iz zgodovinskih izkušenj. Ko smo recimo pred desetletji zgradili Hubblov vesoljski teleskop, so ljudje pričakovali pomembne rezultate, recimo meritev vrednosti Hubblove konstante, ki meri hitrost širjenja in starost vesolja. Vendar večine najpomembnejših odkritij nihče ni pričakoval. Torej v znanosti vedno upamo na neplanirana odkritja. In zato je astronomija res zanimiva in vznemirljiva.