Impresionantul Univers
Atât de misterios şi atât de frumos
ÎN ACEST moment al anului, cerul nopţii ne atrage prin frumuseţea sa, fiind parcă împodobit cu bijuterii. Cu mult deasupra noastră merge cu paşi mari puternicul Orion, care, în serile lunii ianuarie, poate fi observat cu uşurinţă din Anchorage, Alaska, până în Cape Town, Africa de Sud. Aţi privit de curând cu atenţie la comorile cereşti care se pot găsi în bine cunoscutele constelaţii, cum ar fi Orion? Nu demult, astronomii au aruncat o privire, folosind Telescopul Spaţial Hubble care a fost reparat recent.
Sabia lui Orion atârnă de cele trei stele ale centurii sale. Steaua neclară de la mijlocul sabiei, în realitate, nu este deloc o stea, ci faimoasa Nebuloasă Orion, un obiect ceresc de o frumuseţe impresionantă chiar şi atunci când îl privim printr-un mic telescop. Însă nu diafana sa strălucire este secretul a ceea ce îi fascinează pe astronomii profesionişti.
„Astronomii cercetează Nebuloasa Orion şi numeroasele ei stele tinere pentru regiunea sa în care se nasc stele, cea mai mare şi cea mai activă regiune de acest gen din partea în care ne găsim noi în galaxie“, declară Jean-Pierre Caillault în revista Astronomy. Nebuloasa pare a fi un salon de maternitate cosmic! Când telescopul Hubble a fotografiat Nebuloasa Orion, surprinzând detalii care nu mai fuseseră văzute niciodată până atunci, astronomii nu au observat numai stele şi gaz incandescent, ci şi ceea ce Caillault descrie drept nişte „formaţiuni ovale mici, neclare. Pete de lumină portocalie. Ele se aseamănă cu firimiturile de la masă care au căzut din întâmplare pe fotografie“. Însă, în loc să le considere defecte datorate camerei obscure, oamenii de ştiinţă cred că aceste formaţiuni ovale neclare sunt „discuri protoplanetare, adică primele sisteme solare în faza lor de formare, văzute de la o distanţă de 1 500 de ani-lumină“. Se nasc oare stele — de fapt, sisteme solare întregi — în acest moment în Nebuloasa Orion? Mulţi astronomi cred că da.
De la salonul de maternitate la cimitirul stelar
Pe măsură ce Orion înaintează cu paşi mari, având arcul în mână, el pare să înfrunte taurul, adică constelaţia Taurul. Folosind un mic telescop, în apropiere de vârful cornului sudic al taurului vom vedea un petic slab de lumină. Acesta se numeşte Nebuloasa Crabul şi, privit printr-un telescop mare, arată ca o explozie în plină desfăşurare, aşa cum puteţi vedea pe pagina 9. Dacă Nebuloasa Orion este o creşă stelară, atunci Nebuloasa Crabul, aflată alături, poate fi mormântul unei stele a cărei moarte a fost de o violenţă inimaginabilă.
Este posibil ca acel cataclism ceresc să fi fost consemnat de astronomii chinezi, care au descris o „stea musafir“ în constelaţia Taurul, stea care a apărut dintr-o dată pe 4 iulie 1054 şi a strălucit atât de puternic, încât a fost văzută ziua, timp de 23 de zile. „Câteva săptămâni, scrie astronomul Robert Burnham, steaua a strălucit cu o intensitate egală cu cea a luminii provenite de la circa 400 de milioane de sori.“ Astronomii numesc o asemenea sinucidere stelară spectaculoasă ca fiind o supernovă. Chiar şi acum, după aproape o mie de ani, fragmentele bombei care au rămas în urma acelei explozii străbat spaţiul cu o viteză estimată la 80 de milioane de kilometri pe zi.
Telescopul Spaţial Hubble a lucrat şi în această zonă, privind cu atenţie până în inima acestei nebuloase şi descoperind „în Crab detalii la care astronomii nu s-au aşteptat niciodată“, se spune în revista Astronomy. Astronomul Paul Scowen este de părere că aceste descoperiri „ar trebui să-i facă pe astronomii teoreticieni să se gândească mai profund în anii care vor veni“.
Unii astronomi, cum ar fi Robert Kirshner de la Harvard, cred că este important să se înţeleagă urmele rămase din supernove asemănătoare Nebuloasei Crabul, deoarece acestea pot fi utilizate la măsurarea distanţelor până la alte galaxii, domeniu care în prezent este de mare interes pentru cercetare. Aşa cum am văzut, dezacordurile cu privire la distanţele până la alte galaxii au declanşat recent o discuţie aprinsă în legătură cu modelul big bang-ului despre crearea Universului.
Dincolo de Taur, însă vizibilă încă în luna ianuarie în emisfera nordică, pe bolta cerească vestică, se observă o lumină slabă în constelaţia Andromeda. Acea lumină este galaxia Andromeda, cel mai îndepărtat obiect ceresc vizibil cu ochiul liber. Orion şi Taurul, aceste minunăţii, se află în spaţiul cosmic apropiat de noi — la o distanţă de câteva mii de ani-lumină faţă de Pământ. Însă acum ne fixăm privirile la o distanţă estimată la două milioane de ani-lumină, admirând o mare spirală de stele foarte asemănătoare cu galaxia noastră, Calea Lactee, ba chiar mai mare — aproximativ 180 000 de ani-lumină de la un capăt la celălalt. Când priviţi strălucirea blândă a Andromedei, ochii vă sunt scăldaţi în lumina care are, probabil, mai mult de două milioane de ani!
În ultimii ani, Margaret Geller împreună cu alţi astronomi au iniţiat programe ambiţioase pentru a trasa hărţi tridimensionale ale tuturor galaxiilor din jurul nostru, iar rezultatele au ridicat probleme serioase pentru teoria big bang-ului. În loc să observe o distribuţie omogenă a galaxiilor în toate direcţiile, cartografii cosmici au descoperit o „tapiserie de galaxii“ într-o structură care se întinde pe o distanţă de milioane de ani-lumină. „Cum a fost ţesută această tapiserie din materia aproape uniformă a Universului nou-născut este una dintre cele mai apăsătoare întrebări din cosmologie“, se spune într-un raport publicat recent de apreciata revistă Science.
Am pornit în această seară aruncând o privire pe cerul unei nopţi de ianuarie şi am descoperit foarte repede nu numai o frumuseţe care îţi taie respiraţia, ci şi întrebări şi mistere care sunt legate chiar de natura şi originea Universului. Cum a început formarea lui? Cum a ajuns la actualul său stadiu de complexitate? Ce se va întâmpla cu minunăţiile cereşti care ne înconjoară? Cine poate să ne spună? Să vedem.
[Chenarul de la pagina 8]
De unde ştiu ei cât de departe este?
Când astronomii ne spun că galaxia Andromeda se află la o distanţă de două milioane de ani-lumină, ei ne furnizează, de fapt, o cifră estimativă bazată pe o concepţie actuală. Nimeni nu a conceput o metodă pentru a măsura direct asemenea distanţe uluitoare. Distanţele până la cele mai apropiate stele, cele sub 200 de ani-lumină, pot fi măsurate direct cu paralaxa stelară, ceea ce presupune noţiuni de trigonometrie simplă. Însă această metodă se aplică numai la stelele care sunt atât de aproape de Pământ, încât deplasarea lor pare mică în timp ce Pământul se roteşte în jurul Soarelui. Majoritatea stelelor şi toate galaxiile se află mult mai departe. În acest moment apar presupunerile. Chiar şi stelele aflate relativ aproape, cum ar fi bine cunoscuta supergigantă roşie Betelgeuse din Orion, sunt subiectul presupunerilor, distanţele estimate fiind cuprinse între 300 până la peste 1 000 de ani-lumină. Aşadar, nu ar trebui să ne surprindă dacă vom constata că există dezacorduri între astronomi în legătură cu distanţele galactice, care sunt de un milion de ori mai mari.
[Chenarul de la pagina 8]
Supernove, pulsari şi găuri negre
În centrul Nebuloasei Crabul se găseşte unul dintre cele mai ciudate obiecte cereşti din Universul cunoscut. Potrivit unor oameni de ştiinţă, acel micuţ cadavru al unei stele moarte, comprimat până la densităţi incredibile, se roteşte în mormântul său cu o viteză de 30 de rotaţii pe secundă, emiţând un flux de unde radio care au fost detectate pentru prima dată pe Pământ în anul 1968. El se numeşte pulsar, fiind descris drept rămăşiţa unei supernove care se roteşte şi care este atât de comprimată, încât electronii şi protonii din atomii stelei iniţiale au fost presaţi toţi la un loc, ajungând să producă neutroni. Oamenii de ştiinţă afirmă că acesta a fost cândva miezul uriaş al unei stele supergigante asemănătoare stelelor Betelgeuse sau Rigel din Orion. Când steaua a explodat, iar învelişurile exterioare au fost aruncate în spaţiul cosmic, numai miezul comprimat a mai rămas — un tăciune incandescent, strălucitor —, focul său nuclear fiind de mult timp stins.
Imaginaţi-vă că luaţi o stea având masa de două ori mai mare decât cea a Soarelui nostru şi că o comprimaţi până când ea ajunge de mărimea unei mingi cu diametrul de 15–20 de kilometri! Imaginaţi-vă că luaţi planeta Pământ şi că o comprimaţi până când ajunge la diametrul de 120 de metri. Un volum de 16 centimetri cubi din acest material va cântări peste 16 miliarde de tone.
Chiar şi această ilustrare nu pare a fi completă atunci când este vorba despre materie comprimată. Dacă vom comprima Pământul în continuare până când ajunge ca una dintre bilele unui joc cu bile, câmpul gravitaţional al Pământului va deveni, în cele din urmă, atât de puternic, încât nici chiar lumina nu va mai putea să scape de aici. În acest moment, micuţul nostru Pământ va părea că dispare în interiorul a ceea ce se numeşte o gaură neagră. Cu toate că majoritatea astronomilor cred în ele, încă nu s-a dovedit faptul că găurile negre există şi se pare că acestea nu sunt atât de obişnuite aşa cum s-a crezut cu câţiva ani în urmă.
[Chenarul de la pagina 10]
Sunt acele culori adevărate?
Cei care scrutează cerul cu un telescop mic adesea sunt dezamăgiţi după ce localizează pentru prima oară o faimoasă galaxie sau nebuloasă. Unde sunt acele culori frumoase pe care ei le-au văzut în fotografii? „Culorile galaxiilor nu se pot vedea direct cu ochiul liber, nici chiar prin cele mai mari telescoape care există, declară astronomul şi scriitorul ştiinţific Timothy Ferris, deoarece lumina lor este prea slabă ca să stimuleze receptorii de culoare ai retinei.“ Acest lucru i-a făcut pe unii să tragă concluzia că acele culori frumoase care se văd în fotografiile astronomice sunt falsuri, fiind pur şi simplu adăugate în vreun fel oarecare în timpul operaţiilor de realizare a fotografiilor. Însă nu aşa stau lucrurile. „Culorile sunt reale, scrie Ferris, iar fotografiile înfăţişează cele mai remarcabile eforturi ale astronomilor de a le reda în mod exact.“
În cartea sa Galaxies, Ferris arată că fotografiile făcute obiectelor cereşti îndepărtate care nu se văd clar, cum ar fi galaxiile sau majoritatea nebuloaselor, „au timpul de expunere îndelungat, aceasta realizându-se prin îndreptarea obiectivului telescopului spre o galaxie şi expunerea unei plăci fotografice timp de câteva ore, în timp ce lumina provenită de la stele impresionează emulsia fotografică. În tot acest timp, un mecanism de acţionare compensează rotaţia Pământului şi ţine telescopul îndreptat spre galaxie, în timp ce astronomul, sau în unele cazuri un sistem de direcţie automat, face corecţii foarte mici“.
[Diagrama/Fotografiile de la pagina 7]
(Pentru modul în care apare textul în pagină, vezi publicaţia)
1. Constelaţia Orion, o privelişte familiară pe bolta cerească în luna ianuarie, vizibilă de pe întregul pământ
2. Nebuloasa Orion, un extraordinar prim-plan al „stelei“ neclare
3. În străfundurile Nebuloasei Orion — un salon de maternitate cosmic?
[Provenienţa fotografiilor]
#Foto 2: Astro — Oakview, CA
#Foto 3: C. R. O’Dell/Rice University/NASA
[Legenda fotografiei de la pagina 9]
Galaxia Andromeda, cel mai îndepărtat obiect ceresc vizibil cu ochiul liber. Viteza sa de rotaţie pare să încalce legea gravitaţiei enunţată de Newton şi generează întrebări în legătură cu materia întunecată care nu poate fi văzută cu telescopul.
[Provenienţa fotografiei]
Foto Astro — Oakview, CA
[Legenda fotografiei de la pagina 9]
Nebuloasa Crabul din constelaţia Taurul — un mormânt stelar?
[Provenienţa fotografiei]
Bill şi Sally Fletcher
[Legenda fotografiilor de la pagina 10]
Sus: Galaxia Roata Carului. O galaxie mai mică s-a ciocnit de ea, a alunecat prin ea, iar micuţa galaxie a lăsat în urma ei inelul albastru alcătuit din miliarde de stele nou-formate ce înconjoară galaxia Roata Carului.
[Provenienţa fotografiei]
Kirk Borne (ST Scl) şi NASA
Jos: Nebuloasa Ochi de Pisică. Ceea ce a rezultat din două stele care orbitează una în jurul alteia constituie cea mai clară explicaţie a complicatelor structuri.
[Provenienţa fotografiei]
J. P. Harrington şi K. J. Borkowski (Universitatea Maryland) şi NASA