Ovaj članak koji ima oblik razgovora, objavljen je na blogu NASA-inog Svemirskog teleskopa James Webb. Može se reći da se on nadovezuje na objavu https://www.facebook.com/.../4910.../posts/5314496395306823/ u kojoj ste još prošlog srpnja mogli vidjeti vrlo sirovo prerađenu sirovu fotografiju jata M92, snimljenu Webbom. Hubbleova slika, koju sam teškom mukom uspio ugurati na Webbovu, postoji samo u preradi nekog amatera i ona se nikada nije pojavila na nekom od Hubbleovih službenih sajtova, obrađena na zbilja znalački način.
Webb vidi zasebne zvijezde kako svjetlucaju u jednom zbijenom jatu
Dana 20. lipnja 2022. g, Svemirski teleskop James Webb je više od jednog sata zurio u Messier 92 (M92), zbijeno (kuglasto) zvjezdano jato u halou Mliječnog Puta, udaljeno od nas 27000 svjetlosnih godina. Ta opservacija - jedna od prvih poduzetih Webbom - dio je jednog od trinaest uvodnih promatračkih programa (engl. ERS program), koji su bili osmišljeni tako da pomognu astronomima shvatiti kako treba koristiti Webba i kako na najbolji način iskoristiti njegove mogućnosti.
Slijedi razgovor vođen s Matteom Correntijem, iz Talijanske svemirske agencije, Alessandrom Savinom iz Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyu, Rogerom Cohenom iz Sveučilišta Rutgers (am. sav. drž. New Jersey), te Andyjem Dolphinom iz (američke) tvrtke Raytheon Technologies. U razgovoru je pojašnjeno što se željelo postići promatranjem M92, kao i to na koji je način tim koji je promatranje proveo iskoristio prikupljene podatke da pomogne drugim astronomima.
O kakvom je ovdje programu riječ? Što ste njime željeli postići?
Alessandro Savino: Ovaj konkretni program je usredotočen na različite stelarne populacije. Postoje velike nakupine zvijezda, poput jata M92, koje su nam dovoljno blizu da Webb može u njima razlučiti pojedine zvijezde. U znanstvenom pogledu, ovakve opservacije su vrlo uzbudljive jer njima možemo iz našeg kozmičkog susjedstva naučiti puno o fizici zvijezda i galaktika. To se znanje onda može primijeniti na objekte koji su puno udaljeniji od nas.
Matteo Correnti: Mi usto nastojimo bolje razumjeti sam teleskop. Ovaj je projekt bio od ključnog značaja za poboljšanje njegove kalibracije, tako da podaci koje će drugi astronomi kasnije dobivati u sličnim projektima budu što je moguće točniji.
Zašto ste izabrali baš M92?
Savino: Zbijena jata poput M92 su vrlo važna za naše razumijevanje razvoja zvijezda. Već desetljećima nam služe kao glavni orijentiri kada je posrijedi razumijevanje načina na koji zvijezde funkcioniraj, te toga kako se one razvijaju tijekom vremena. M92 je klasično zbijeno zvjezdano jato. Ono nam je blizu i shvaćamo ga razmjerno dobro. Ravnamo se prema njemu kada proučavamo razvoj zvijezda i zvjezdane sustave.
Correnti: Drugi razlog zbog kojega je M92 važno, taj je da se tu radi o jednom od najstarijih zbijenih jata u Mliječnom Putu, ako ne i najstarijem. Držimo da je ono staro između 12 i 13 milijardi godina. U njemu se nalaze neke od najstarijih zvijezda koje uopće možemo pronaći - ili barem koje možemo razlučiti i dobro im odrediti svojstva. Proučavajući takva obližnja jata zvijezda možemo doznati puno o vrlo ranom svemiru.
Roger Cohen: Izabrali smo M92 i stoga što je ono vrlo gusto. U njemu je mnoštvo zvijezda upakirano u vrlo malom prostoru. (Središte toga jata je tisuće puta napučenije zvijezdama od okolice Sunca.) Gledajući u M92, možemo provjeriti kako se Webb ponaša u ovom specifičnom režimu promatranja, u kojemu moramo premjeravati zvijezde koje su vrlo blizu jedna drugoj.
Koje su to osobine zbijenih jata koje ih čine korisnima za izučavanje razvojnog puta zvijezda?
Andy Dolphin: Jedna od najvažnijih je ta da je većina zvijezda u M92 nastala približno u isto vrijeme i od približno iste mješavine elemenata, ali da su te zvijezde imale međusobno vrlo različite mase. Na taj način možemo načiniti valjan popis tih specifičnih zvjezdanih populacija.
Savino: Usto, budući sve te zvijezde pripadaju istom objektu (zvjezdanom jatu M92), znamo i da su na praktično istoj udaljenosti od nas. To nam puno pomaže jer tako znamo da su uočene razlike u sjaju pojedinih zvijezda zasigurno stvarne, a ne samo povezane s time koliko su one udaljene od nas. Usporeba s modelima je time značajno olakšana.
Ovo je jato već bilo proučeno i Svemirskim teleskopom Hubble, kao i drugim teleskopima. Što možemo vidjeti Webbom, a što ranije nije bilo viđeno?
Cohen: Jedna od važnih razlika između Webba i Hubblea jest to da Webb operira na dužim valnim duljinama, u pojasu u kojemu vrlo hladne zvijezde male mase emitiraju većinu svoga svjetla. Webb je načinjen upravo tako da jasno vidi vrlo hladne zvijezde. Njime su u stanju zagrabiti do samog dna i vidjeti najlaganije od svih zvijezda, one koje imaju manje od 0,1 Sunčevu masu. (Ovdje nije sasvim jasno na kojoj bi udaljenosti od nas mogle biti takve zvijezde, ali već i ako se radi samo o udaljenosti na kojoj je M92, to je zbilja impresivno. Prim. prev.) To je zanimljivo jer su te mase vrlo blizu granici ispod koje zvijezde prestaju biti zvijezdama. (Objekti mase manje od oko 0,08 Sunčevih masa su smeđi patuljci, koji u svojim jezgrama ne mogu fuzirati vodik.)
Correnti: Webb je usto i puno brži. Kako bismo vidjeli te vrlo blijede zvijezde male mase Hubbleom, trebale bi nam stotine sati njegovog promatračkog vremena. Webbu je bilo potrebno samo nekoliko sati.
Cohen: Ove opservacije uopće nisu bile zamišljene da se njima teleskop tjera do svojih krajnjih mogućnosti. Stoga jako ohrabruje to što smo njime svejedno uspjeli opaziti tako male i blijede zvijezde, i bez da smo se jako potrudili.
Što je tako zanimljivo u vezi tih zvijezda male mase?
Savino: Prvo, one su najbrojnije zvijezde u svemiru. Drugo, s teorijskog gledišta, one su vrlo zanimljive jer ih je uvijek bilo teško vidjeti i karakterizirati. To osobito vrijedi za one koje imaju manje od polovice Sunčeve mase, gdje su naši trenunti stelarni modeli malo klimaviji.
Correnti: Proučavanje svjetla kojega odašilju te zvijezda male mase, može nam pomoći da postavimo točnije granice starosti zbijenog jata u kojemu se one nalaze. A to nam pomaže da bolje razumijemo kada su nastali pojedini dijelovi Mliječnog Puta (poput haloa, u kojemu se nalazi M92)! Sa svoje strane, time doznajemo više o povijesti cjelokupnog svemira.
Čini se da je u sredini ove slike velika praznina. Zašto je to tako?
Doplhin: Ova je slika načinjena putem Webbove NIRCam-e. NIRCam ima dva modula, između kojih je razmak (engl. "chip gap"). Središte toga jata je izuzetno napučeno zvijezdama i iznimno je sjajno. Stoga bi podaci o tome dijelu jata bili ograničene uporabljivosti. Položaj ovih slika se fino preklapa s ranije dobivenim Hubbleovim podacima. (Hubble je snimio upravo središte jata. Prim. prev.)
Jedan od vaših glavnih ciljeva je bio pružiti drugim znanstvenicima alate za rad. Što vam je u tome bilo najprivlačnije?
Dolphin: Jedno od glavnih sredstava za rad kojega smo razvili i koje je sada dostupno astronomskoj zajednici, nešto je što se zove modul "DOLPHOT NIRCam". On se koristi s već postojećim softverom kojemu je svrha automatsko detektiranje i mjerenje sjaja zvijezda i drugih nerazlučenih objekata (izvora koji izgledaju kao zvijezde). Taj je softver bio razvijen za Hubbleove kamere. Dodavanjem ovog modula NIRCam-i (kao i NIRISS-u, drugom Webbovom instrumentu), astronomi će moći provoditi iste analize koje su primijenjivali i na Hubbleove podatke, uz dodatnu pogodnost da će sada moći istovremeno analizirati Hubbleove i Webbove podatke i tako dobivati zvjezdane kataloge koji će se temeljiti na svemu što je prikupljeno s oba ta teleskopa.
Savino: To je jedna zbilja važna servisna komponenta za znanstvenu zajednicu. Ona će biti od pomoći svakome. Uz njenu pomoć će analiza podataka biti puno jednostavnija.
Slike
Razmak između dviju fotografija na glavnoj slici pokriva gusto napučeno središta jata kojega nije bilo moguće snimiti istovremeno s rijeđim rubovima jata. Slika je kompozit od četiri ekspozicije snimljene kroz filtere koji propuštaju valne duljine od 900 nm (na slici plavo), 1500 nm (svjetloplavo), 2770 nm (žuto) i 4440 nm (crveno).
Druga slika je detalj prve, koji pokriva lijevu donju četvrtinu njene desne polovice. (...) U zbijenom jatu M92 postoji oko 300 tisuća zvijezda upakiranih u loptu široku samo oko 100 svjetlosnih godina. Noćno nebo nekog planeta koji bi postojao u središtu M92, blistalo bi tisućama zvijezda koje bi sjale tisuće puta jače od onih koje vidimo na našem noćnom nebu. Slika prikazuje zvijezde na različitim udaljenostima od središta jata, što astronomima pomaže razumjeti gibanje zvijezde u takvim jatima, kao i fiziku toga gibanja. (Mjerilo se odnosi na udaljenost na kojoj se nalazi jato.)
Treća slika je smanjeni mozaik sastavljen od nove, dvodjelne Webbove fotografije, i stare Hubbleove slike središnjeg dijela M92.
Animacija je varijanta toga prethodnog prikaza, koji uspoređuje Webbove i Hubbleove podatke.
NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI)
Velika glavna slika: https://stsci-opo.org/STScI-01GQQ7RNRVTEKNP3YDXGTASRSJ.png
Veliki detalj: https://stsci-opo.org/STScI-01GSDN9SP2GZ6ERKDXG43B2SRT.png
Velika Hubbleova slika: https://upload.wikimedia.org/.../1/1b/M92_Hubble_WikiSky.jpg
https://blogs.nasa.gov/.../webb-observes-a-globular.../
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
