Šestero slov iz vesolja

OD DOPISNIKA PREBUDITE SE! IZ JAPONSKE

SLI iz vesolja stalno prihajajo. S seboj nosijo osupljive informacije o širnem vesolju okoli nas. Ti sli, šestero jih je, potujejo s svetlobno hitrostjo, 300.000 kilometrov na sekundo. Eden med njimi je viden, drugi pa so človeškim očem nevidni. Kdo so ti?

Elektromagnetni spekter

Že več kot 300 let je znano, da se svetloba razkloni v sedem glavnih barv mavrice, če gre skozi optično prizmo. To kaže, da navadna svetloba vsebuje vseh sedem barv mavrice. Sledijo si po temle vrstnem redu: rdeča, oranžna, rumena, zelena, modra, modrovijoličasta in vijoličasta.

Menijo, da je svetloba tok brezmasnih delcev, fotonov, ki imajo tudi lastnosti valovanja. Razdalja med hribom (dolino) enega vala svetlobe do hriba (doline) drugega se imenuje valovna dolžina in jo merimo v nanometrih, skrajšano nm. En nanometer je ena milijardinka metra. Vidna svetloba ima valovno dolžino med 400 in 700 nanometri. Svetloba različnih valovnih dolžin se kaže v različnih barvah. (Glej sliko na 15. strani.)

Fotoni pa imajo lahko tudi druge valovne dolžine. Tokovom fotonov, imenovanim elektromagnetno sevanje, so nadeli različna imena, odvisno od tega, kakšne valovne dolžine imajo. Ko valovne dolžine postanejo krajše od valovne dolžine vidne svetlobe, torej so pod 400 nanometri, se elektromagnetni valovi vse bolj pojavljajo kot ultravijolično (UV) sevanje, rentgenski žarki in žarki gama. Če so daljše od 700 nanometrov, valovi niso več vidni, temveč so v infrardečem in radijskem delu elektromagnetnega spektra. To je »šestero slov« iz vesolja. Nosijo pravo bogastvo informacij o nebesnih telesih. Oglejmo si, kako z njihovo pomočjo dobivamo koristne informacije.

Vidna svetloba – prvi sel

Astronomi so od leta 1610, ko je Galileo obrnil svoj teleskop k nebu, do leta 1950 za preučevanje vesolja največ uporabljali optične teleskope. Poznali so samo vidni del elektromagnetnega spektra. Nekatere nebesne objekte so z optičnimi teleskopi lahko videli le zelo medlo. Da bi jih preučevali, so jih posneli na fotografski film. Danes postajajo vse običajnejši elektronski detektorji, znani kot CCD (charge-coupled devices), ki so od 10- do 70-krat občutljivejši kot fotografski film. Vidni sel daje informacije o zvezdini gostoti, temperaturi in kemičnih elementih, pa tudi o oddaljenosti.

Da bi ujeli svetlobo, gradijo vedno večje teleskope. Od leta 1976 je največji reflektor na svetu 6-metrski teleskop v Astrofizikalnem observatoriju v Zelenčukskaji (Rusija). Aprila 1992 pa so dokončali novi Keckova optični reflektor na Mauna Kei na Havajih. Ta ima namesto enega samega zrcala kombinacijo 36 šesterokotnih zrcalnih segmentov. Segmenti tvorijo sestavljen premer 10 metrov.

V bližini originala, ki mu sedaj pravijo Keck I, gradijo drugi Keckov teleskop. Teleskopa bosta morda lahko delovala kot optični interferometer. To zajema računalniško povezavo dveh desetmetrskih teleskopov, s čimer bi lahko tako povečali ločljivost, da bi bila tolikšna kot pri enem zrcalu s premerom 85 metrov. »Ločljivost« se nanaša na razločevanje podrobnosti.

V Tokijskem narodnem astronomskem observatoriju gradijo 8,3-metrski optični infrardeči teleskop Subaru (japonsko ime za Plejade) na Mauna Kei. Imel bo tanko zrcalo z 261 aktuatorji, ki bodo enkrat na sekundo uravnavali obliko zrcala, da bi kompenzirali vsakršno deformacijo zrcalne površine. Gradijo pa tudi druge velikanske teleskope, tako da smo lahko prepričani, da bomo o slu številka ena, vidni svetlobi, zvedeli več.

Radijski valovi – drugi sel

Radijsko sevanje iz Rimske ceste so odkrili leta 1931, toda šele v 1950-ih so radijski astronomi začeli sodelovati z optičnimi. Z odkritjem radijskega sevanja iz vesolja so zdaj lahko opazili tisto, kar z optičnimi teleskopi niso mogli. Opazovanje radijskih valov jim je omogočilo videti središče naše galaksije.

Valovna dolžina radijskih valov je večja kot valovna dolžina vidne svetlobe in zato so potrebne velike antene, da prestrežejo signal. Za radijsko astronomijo so zgradili antene s premerom 90 metrov ali več. Ker je celo pri tako velikih instrumentih ločljivost slaba, astronomi z računalnikom povezujejo radijske teleskope v vrsti, s tehniko imenovano radijska interferometrija. Večja je razdalja med teleskopi, boljša je ločljivost.

En tak povezan sistem zajema 45-metrsko anteno Radijskega observatorija Nobeyama na Japonskem, 100-metrsko anteno v Bonnu (Nemčija) in 37-metrski teleskop v Združenih državah. Ta tip povezave imenujejo interferometrija z veliko osnovnico (VLBI), ločljivost znaša eno tisočinko kotne sekunde oziroma: z VLBI lahko na Luni razločijo strukturo, ki meri 1,8 kvadratnega metra.b Takšen VLBI pa je omejen zaradi Zemljinega premera.

Radijski observatorij Nobeyama gre v sprejemanju tega sla korak naprej, tako da namerava v vesolje namestiti 10-metrsko radijsko anteno. Izstrelili naj bi jo leta 1996 iz Japonske. Povezana bo z radijskimi teleskopi v Japonski, Evropi, Združenih državah in Avstraliji, osnovnica bo merila 30.000 kilometrov. Z drugimi besedami, ta povezava bo kot en sam orjaški teleskop, trikrat tolikšna kot sama Zemlja! Njena ločljivost bo 0,0004 kotne sekunde, kar pomeni, da bo lahko razločevala 70-centimetrske objekte na Luni. Pravijo ji Vesoljski observatorijski program VLBI, na kratko VSOP, uporabljali pa ga bodo za kartografiranje in preučevanje galaktičnih jedr in kvazarjev, kjer menijo, da so supermasivne črne luknje. Radijski valovi kot drugi sel iz vesolja osupljajo in bodo še naprej dajali informacije o svojih virih.

Rentgenski žarki – tretji sel

Rentgenske žarke so prvič opazovali leta 1949. Ti žarki se ne morejo prebiti skozi Zemljino atmosfero, zato so astronomi, da bi dobili informacije od tega sla, morali počakati na razvoj raket in umetnih satelitov. Rentgenski žarki nastajajo pri izredno visokih temperaturah in tako dajejo informacije o vročih zvezdnih atmosferah, ostankih supernov, galaktičnih jatah, kvazarjih in teoretičnih črnih luknjah. (Glej Prebudite se!, 87. 1992, strani 5–9.)

Junija 1990 so izstrelili satelit Roentgen. Uspelo mu je kartografirati vse rentgensko vesolje. Dobljene informacije kažejo štiri milijone virov rentgenskih žarkov, razporejenih po vsem nebu. Vendar pa je med temi viri neznani žar iz ozadja. Morda prihaja od kopice kvazarjev, za katere menijo, da so energijska jedra galaksij blizu »roba vidnega vesolja«, kot temu pravijo nekateri astronomi. Lahko se vnaprej veselimo, da bomo sčasoma od sla rentgenski žarki dobili več informacij.

Infrardeče sevanje – četrti sel

Prva opazovanja infrardečega sevanja so bila v 1920-tih. Vodni hlapi to sevanje absorbirajo, zato zaradi boljših rezultatov za raziskovanje tega sla uporabljajo satelite, ki krožijo okoli Zemlje. Leta 1983 so s pomočjo Infrardečega astronomskega satelita (IRAS) kartografirali vse infrardeče nebo in odkrili 245.389 infrardečih virov. Približno devet odstotkov (22.000) objektov je očitno oddaljenih galaksij.

Optični teleskopi ne morejo videti skozi vse predele plina in prahu v vesolju. Vendar pa četrti sel omogoča »videti« naprej, skozi prah, in je zelo koristen pri opazovanju središča naše galaksije. Znanstveniki nameravajo v orbito okoli Zemlje utiriti Vesoljski infrardeči teleskop Facility, ki je 1000-krat občutljivejši kot IRAS.

Ultravijolično sevanje – peti sel

Prvič so ultravijolično (UV) sevanje astronomsko opazovali leta 1968. Ozonski plašč večini tega sevanja prepreči, da bi doseglo Zemljino površino. Hubblov vesoljski teleskop, ki so ga izstrelili aprila leta 1990, je opremljen za opazovanje vidnih in ultravijoličnih sevanj. Usmerili ga bodo na 30 kvazarjev, od katerih so nekateri oddaljeni deset milijard svetlobnih let.c Povedano drugače, z opazovanjem ultravijoličnega sla se da videti, kakšno je bilo videti vesolje pred kakšnimi desetimi milijardami let. Upajo, da bo ta sel razkril mnoge vesoljske skrivnosti.

Žarki gama – šesti sel

Žarki gama so visokoenergijsko sevanje z izredno kratkimi valovnimi dolžinami. K sreči atmosfera prestreže večino teh škodljivih žarkov, tako da ne dosežejo Zemljine površine. Ta sel je povezan s silovitimi dogodki v vesolju. NASA je 5. aprila leta 1991 v vesolje izstrelila Observatorij za žarke gama. Opazoval bo dogodke, ki se tičejo kvazarjev, supernov, pulzarjev, teoretičnih črnih lukenj in drugih oddaljenih objektov.

S prihodom vesoljske dobe lahko astronomi sedaj opazujejo ves elektromagnetni spekter, od radijskih valov do žarkov gama. To je res zlata doba za astronome. Ko ,povzdignemo kvišku oči‘, sedaj lahko »vidimo« – s pomočjo šesterih slov, ki prihajajo od zvezdnih virov – izredno modrost Stvarnika, ki je naredil njih vse. (Izaija 40:26; Psalm 8:3, 4) Medtem ko astronomi dešifrirajo informacije, ki jih ti sli nosijo, bomo mi še naprej čutili prav kakor Job pred več kot 3000 leti: »Glej, to je majhen obris dejanja Njegovega; in kako rahlo šepetanje, ki ga slišimo o Njem!« (Job 26:14)

[Podčrtne opombe]

[Tabela na strani 15]

(For fully formatted text, see publication)

0,01 nm Žarki gama

0,1 nm Rentgenski žarki

1 nm

10 nm UV sevanje

100 nm

400 do 700 nm Vidna svetloba

1000 nm Infrardeče sevanje

10μm

100μm Radijski valovi

1 mm

1 cm

10 cm

1 m

[Slika na strani 15]

Z radijskim vesoljskim teleskopom VSOP bo mogoče razločiti 70-centimetrski objekt na Luni

[Vir slike]

VSOP: z dovoljenjem Nobeyama Radio Observatory (Japonska)

[Slika na strani 15]

Risba optičnega infrardečega teleskopa Subaru, ki ga sedaj gradijo

[Vir slike]

Subaru: z dovoljenjem National Astronomical Observatory (Japonska)