Svemir — neke otkrivene tajne

DANA 4. jula 1054. godine, Jang Ve Ti zagledao se gore u rano jutarnje nebo. Kao službeni astronom kineskog carskog dvora, pažljivo je posmatrao kretanje zvezda kad mu je iznenada pažnju privukla sjajna zvezda blizu sazvežđa Orion.

Pojavila se „zvezda gost“ — ime koje su drevni Kinezi dali toj retkoj pojavi. Nakon što je pokorno o tome izvestio svog cara, Jang je primetio da je „zvezda gost“ postala tako sjajna da je nadjačala čak i sjaj Venere i nekoliko sedmica se mogla videti i po danu.

Trebalo je da prođe devet stotina godina da bi se taj neobičan prizor mogao adekvatno objasniti. Sada se veruje da je kineski astronom bio očevidac supernove, kataklizmičkih samrtnih grčeva masivne zvezde. Kako i zašto dolazi do takvog izvanrednog fenomena samo su neke tajne koje astronomija pokušava otkriti. Sledi objašnjenje koje su astronomi brižljivo sastavili.

Premda zvezde poput našeg Sunca mogu beskrajno dugo i stabilno živeti, njihovo formiranje i smrt prouzrokuju najspektakularnije prizore na nebu. Naučnici veruju da životna priča zvezde počinje u maglini.

Maglina. To je ime koje je dobio međuzvezdani oblak gasa i prašine. Magline spadaju među najdivnije objekte na noćnom nebu. Jedna koja se vidi na naslovnoj strani ovog časopisa nazvana je Trifid maglina (ili maglina s tri procepa). Unutar ove magline rađaju se nove zvezde, koje prouzrokuju da maglina zrači crvenkasto.

Očigledno je da se zvezde u maglini formiraju kondenzovanjem difuzne materije u stegnute slojeve gasa usled gravitacione sile. Te ogromne kugle gasa stabilizuju se kad dostignu temperaturu pri kojoj u jezgru oblaka započnu nuklearne reakcije, sprečavajući daljnje stezanje. Tako se rađa zvezda, često zajedno sa ostalima, s kojima sačinjava zvezdano jato.

Zvezdana jata. Na fotografiji na 8. strani vidimo malo zvezdano jato nazvano Kutija za nakit, za koje se smatra da je formirano samo pre nekoliko miliona godina. Ime je dobilo po slikovitom opisu astronoma Džona Heršla (John Herschel) iz 19. veka: „kutijica različito  obojenog dragog kamenja“. Poznato je da samo naša galaksija ima preko hiljadu sličnih zvezdanih jata.

Energija zvezda. Zvezda koja se rađa, ili nastaje, stabilizuje se kad se u njenoj unutrašnjosti zapali nuklearna peć. Ona započinje da pretvara vodonik u helijum fuzionim procesom nalik onom koji se odvija u hidrogenskoj bombi. Masa jedne tipične zvezde, kao što je Sunce, može trošiti svoje nuklearno gorivo milijardama godina a da ne iscrpi zalihu.

Ali, šta se događa kad takva zvezda konačno iscrpi svoje vodonikovo gorivo? Dok zvezda iscrpljuje vodonik u središnjim područjima, jezgro se steže, a temperatura se povećava. Istovremeno, spoljašnji slojevi se šire do ogromnih razmera, povećavajući poluprečnik zvezde 50 ili više puta, te ona postaje crveni džin.

Crveni džinovi. Crveni džin je zvezda s površinskom temperaturom koja je relativno niska; zato i jeste crvene boje, a ne bele ili žute. Ova faza u životu zvezde je relativno kratka, i završava — kad se iscrpi veći deo zalihe helijuma — s nebeskim vatrometima. Zvezda, koja još uvek sagoreva helijum, odbacuje svoje spoljašnje slojeve, koji stvaraju planetarnu maglinu, sjajeći zbog energije koju prima od svoje matične zvezde. Zvezda se konačno tako jako stegne i postane manje sjajni beli patuljak.

Međutim, ako je prvobitna zvezda dovoljno masivna, konačni ishod je da sama zvezda eksplodira. To je supernova.

Supernove. Supernova je eksplozija kojom se završava život zvezde koja je prvobitno bila mnogo masivnija od Sunca. U prostor se, u žestokim udarnim talasima pri brzinama od preko 10 000 kilometara u sekundi, izbacuju ogromne količine prašine i gasa. Intenzivna svetlost eksplozije je tako sjajna da nadjačava sjaj milijardu sunaca, pojavljujući se na nebu kao blistavi dijamant. Energija koja se oslobodi prilikom jedne jedine eksplozije supernove odgovara ukupnoj količini energije koju bi Sunce zračilo tokom devet milijardi godina.

Danas, devet stotina godina nakon što je Jang posmatrao svoju supernovu, astronomi još uvek mogu videti razbacane ostatke te eksplozije, strukturu nazvanu Rak-maglina. Ali to nije jedini ostatak. U njenom središtu otkrili su još nešto — sićušan objekat, koji rotira 33 puta u sekundi, nazvan pulsar.

Pulsari i neutronske zvezde. Smatra se da je pulsar supergusto, rotirajuće materijalno jezgro koje je preostalo nakon supernove eksplozije zvezde s masom do tri puta većom od mase Sunca. Budući da im je prečnik manji od 30 kilometara, retko se mogu otkriti pomoću optičkih teleskopa. Ali ih zato mogu otkriti radio-teleskopi, koji otkrivaju radio-signale koje stvara njihova brza rotacija. Snop radio-talasa rotira sa zvezdom, poput snopa svetionika, javljajući se posmatraču kao impuls, i odatle ime pulsar. Pulsari se takođe nazivaju neutronske zvezde jer se sastoje uglavnom od čvrsto zbijenih neutrona. To objašnjava njihovu neverovatnu gustinu — preko sto miliona tona na kubni centimetar.

Ali, šta bi se dogodilo ako bi neka zaista masivna zvezda prošla fazu supernove? Prema proračunima astronoma, jezgro bi moglo nastaviti svoje urušavanje u sebe izvan delovanja neutronske zvezde. Teoretski, gravitaciona sila koja steže jezgro bila bi tako jaka da bi imala za posledicu takozvanu crnu jamu.

Crne jame. Kaže se da su nalik džinovskim kosmičkim vrtlozima iz kojih ne može ništa pobeći. Unutrašnji gravitacioni uticaj toliko je jak da i svetlost  i materija ako im se suviše približe bivaju neumoljivo usisani.

Nikada do sada nijedna crna jama nije bila direktno posmatrana — po definiciji je to nemoguće — premda se fizičari nadaju da će dokazati njihovo postojanje uticajem koji vrše na susedne objekte. Da bi se otkrila ova neobična tajna možda će biti potrebne nove tehnike posmatranja.

Tajne galaksija

Galaksija je kosmička struktura koju sačinjavaju milijarde zvezda. Godine 1920. otkriveno je da Sunce nije središte naše galaksije, kao što se to ranije pretpostavljalo. Nedugo zatim, snažni teleskopi su otkrili mnoštvo drugih galaksija pa je čovek počeo dobijati predstavu o neizmernosti svemira.

Magličasta tapiserija koju zovemo Mlečni put zaista je rubni pogled na našu galaksiju. Kad bismo je mogli videti izdaleka, više bi ličila na divovski vatreni točak. Njen oblik se upoređuje sa dva pečena jaja na oko međusobno slepljena donjim delom ali, naravno, daleko većeg razmera. Putujući brzinom svetlosti, trebalo bi nam 100 000 godina da pređemo našu galaksiju. Suncu,  koje je smešteno prema spoljašnjem rubu galaksije, treba 200 miliona godina za jedan obilazak oko središta galaksije.

Galaksije, kao i zvezde, još uvek sadrže mnoge tajne koje bude zanimanje naučnih krugova.

Kvazari. U 1960-im uhvaćeni su jaki radio-talasi od objekata koji se nalaze daleko, daleko izvan naše lokalne grupe galaksija. Nazvani su kvazari — skraćenica za „kvazizvezdani radio-izvori“ — zbog svoje sličnosti sa zvezdama. Ali, astronome je zbunila ogromna energija koju su kvazari emitovali. Jedan jako svetleći kvazar je oko deset hiljada puta svetliji od Mlečnog puta, a najudaljeniji koji su otkriveni udaljeni su više od deset milijardi svetlosnih godina.

Nakon dve decenije intenzivnog proučavanja, astronomi su došli do zaključka da su ti udaljeni kvazari vrlo aktivna jezgra udaljenih galaksija. Ali, šta se događa u jezgru tih galaksija da proizvode takvu silnu energiju? Neki naučnici smatraju da se energija oslobađa usled gravitacionih procesa a ne nuklearnom fuzijom kao u zvezdama. Najnovija teorija povezuje kvazare s džinovskim crnim jamama. Da li je to tačno ili ne, do danas ostaje neizvesno.

Kvazari i crne jame su samo dve od zagonetki koje bi još trebalo rešiti. U stvari, neke tajne svemira možda će zauvek ostati izvan naše sposobnosti shvatanja. Ipak, one koje su otkrivene mogu nas poučiti nekim važnim istinama, istinama koje sežu daleko izvan područja astronomije.

[Slika na 7. strani]

Spiralna galaksija M83

[Izvor]

Fotografija: D. F. Malin, ljubaznošću Anglo-Australian Telescope Board

 [Slike na 8. strani]

Kutija za nakit

Otvoreno jato zvezda, Plejade u Taurusu, M45

[Izvor]

Fotografija: D. F. Malin, ljubaznošću Anglo-Australian Telescope Board

[Slike na 8. strani]

Orionova maglina s propratnom slikom koja prikazuje maglinu Konjska glava

[Izvor]

Fotografija: D. F. Malin, ljubaznošću Anglo-Australian Telescope Board