Попут комадића разбијеног стакла ухваћене у центру пажње, звезде изгледају варљиво пасивно на ноћном небу. Звјездасте температуре на површини могу достићи 50.000 степени Целзијуса - преко десет пута топлије од нашег Сунца - а на неколико могу досећи и преко милион степени! Топлина унутар неке звезде достиже још више нивое који обично прелазе неколико милиона степени - довољно да растргају атомска језгра и трансформишу их у нове типове материје. Наш повремени поглед према горе не само да не открива ове екстремне услове, већ само наговештава огромну разноликост звезда које постоје. Звезде су распоређене у паровима, тројкама и квартетима. Неки су мањи од Земље док су други већи од нашег целог Сунчевог система. Међутим, пошто је и најближа звезда удаљена 26 трилијуна миља, скоро све што знамо о њима, укључујући и оне са пратеће слике, добивено је само из њихове светлости.
Наша технологија је данас још увек неспособна да пошаље човека или робота чак и најближој звезди у року од кружног путовања који траје мање од неколико хиљада година. Стога звезде остају физички неприступачне сада и током многих година које долазе без преседана у свемирском погону. Међутим, иако није практично посетити планину, могуће је проучити делове планине који су нам послати у облику звездане светлости. Скоро све што знамо о звездама заснива се на техници познатој као спектроскопија - анализа светлости и других облика зрачења.
Почеци спектроскопије потичу од Исааца Невтона, енглеског математичара и научника из седамнаестог века. Њута је заинтригирала тадашња чудна представа, коју су предложили ранији мислиоци попут Ренеа Десцартеса, да бела светлост држи све боје дуге. 1666. Њут експериментише са стакленом призмом, малом рупом у једном свом прозору и белом зиду собе. Док је светлост из рупе пролазила кроз призму, распршила се, као магијом, у низ незнатно преклапајућих боја: од црвене до љубичасте. Био је први који је то описао као спектар, што је латинска реч за указање.
Астрономија није одмах уклопила Њутово откриће. Па у осамнаести век, астрономи су мислили да су звезде само позадина за кретање планета. Део тога заснован је на распрострањеној неверици да ће наука икада моћи да схвати праву физичку природу звезда због њихове удаљености. Међутим, све то промијенио је њемачки оптичар по имену Јосепх Фраунхофер.
Пет година након што се придружио минхенској оптичкој фирми, Фраунхофер је тада са 24 године постао партнер због вештине израде стакла, брушења сочива и дизајна. Његова потрага за идеалним сочивима која се користе у телескопима и другим инструментима довела га је до експеримента у спектроскопији. 1814. године поставио је геодетски телескоп, између њега монтирао призму и мали прорез сунчеве светлости погледао кроз окулар да би посматрао спектар који је резултирао. Приметио је ширење боја, као што је и очекивао, али видео је нешто друго - готово безброј јаких и слабих вертикалних линија које су биле тамније од осталих боја, а неке су изгледале готово црне. Те тамне линије касније би постале познате сваком студенту физике као Фраунхоферове апсорпционе линије. Њутон их није видео, вероватно зато што је рупа коришћена у његовом експерименту била већа од Фраунхоферове прорезе.
Фасциниран овим линијама и сигуран да нису артефакти његовог инструмента, Фраунхофер их је помно проучавао. Временом је пресликао преко 600 линија (данас их има око 20.000), а затим је скренуо пажњу на Месец и најближе планете. Открио је да су линије идентичне и закључио је да је то зато што се месец и планете одбијају од сунчеве светлости. Затим је проучавао Сириус, али је открио да звездан спектар има другачији образац. Свака звезда коју је тада посматрао имала је јединствен сет тамних вертикалних линија које су раздвајале сваку од других попут отиска прста. Током овог процеса, он је увелико побољшао уређај познат као дифракциона решетка који се може користити уместо призме. Његова побољшана решетка дала је далеко детаљније спектре него призму и омогућила му стварање мапа тамних линија.
Фраунхофер је тестирао своје спектроскопе - термин скован касније - посматрајући светлост плинског пламена и идентификујући спектралне линије које су се појавиле. Те линије, међутим, нису биле тамне - биле су светле, јер су настале од материјала који је био загрејан до жарнице. Фраунхофер је приметио случајност између положаја пара тамних линија у соларном спектру са пар светлих линија из његовог лабораторијског пламена и нагађао да тамне линије могу бити изазване одсуством одређеног светла као да је Сунце (и друге звезде) опљачкале су свој спектар уских пруга боје.
Мистерија тамних линија није решена тек око 1859. године, када су Густав Кирцххофф и Роберт Бунсен спровели експерименте како би идентификовали хемијске материјале према њиховој боји када су изгорели. Кирцххофф је предложио да Бунсен користи спектроскоп као најјаснију методу за разликовање и убрзо је постало очигледно да сваки хемијски елемент има јединствен спектар. На пример, Натријум је произвео линије које је Фраунхофер први приметио неколико година раније.
Кирцххофф је наставио исправно разумевање тамних линија сунчевог и звјезданог спектра: свјетлост са Сунца или звијезда пролази кроз околну атмосферу хладнијих плинова. Ови гасови, попут натријум-испарења, апсорбују своју карактеристичну таласну дужину светлости и стварају тамне линије које је Фраунхофер први приметио раније тог века. Ово је откључало шифру космичке хемије.
Кирцхофф је касније дешифровао састав соларне атмосфере идентификујући не само натријум, већ и гвожђе, калцијум, магнезијум, никл и хром. Неколико година касније, 1895. године, астрономи који посматрају помрачење Сунца потврдили би спектралне линије елемента који још нису откривени на Земљи-хелијуму.
Како су се детективски радови наставили, астрономи су открили да се радијација коју су проучавали помоћу спектроскопа шире изван познатих видљивих боја у електромагнетске области које наше очи не могу опазити. Данас велики део посла који привлачи пажњу професионалних астронома није са визуелним карактеристикама објеката из дубоког свемира, већ с природом њихових спектра. На пример, све новоотворене додатне соларне планете, на пример, откривене су анализом померања звезданог спектра које се уводе док круже око своје матичне звезде.
Огромни телескопи који окружују глобус на изузетно удаљеним локацијама ретко се користе окуларом и ретко фотографишу као онај који је укључен у ову расправу. Неки од ових инструмената имају пречник огледала преко 30 стопа, а други, још у фази пројектовања и финансирања, могу имати површине за прикупљање светлости веће од 100 метара! Уопштено, сви они, постојећи и они на плочи за цртање, оптимизовани су за сакупљање и сецирање светлости коју сакупљају помоћу софистицираних спектроскопа.
Тренутно многе најлепше слике из свемира, попут оне представљене овде, производе надарени астрономи аматери који су привучени лепотом објеката који лебде кроз свемир. Наоружани осјетљивим дигиталним фотоапаратима и невјеројатно прецизним, али скромним оптичким инструментима, они и даље представљају инспирацију људима широм свијета који дијеле своју страст.
Шарену слику у горњем десном углу створио је Дан Ковал из своје приватне опсерваторије током августа ове године. Представља призор смештен у правцу северног сазвежђа Цигнус. Ова сложена маса молекуларног водоника и прашине удаљена је око 4.000 светлосних година од Земље. Велики део светлости који се види у главном делу ове маглице ствара огромна сјајна звезда у близини њеног центра. Фотографије широког угла, фотографије дугог излагања откривају да је маглица веома опсежна - у ствари огромна река међузвездне прашине.
Ова слика је рађена са шест инчним апохроматским рефрактором и астрономском камером од 3,5 мегапиксела. Слика представља скоро 13 сати излагања.
Имате ли фотографије које желите да делите? Пошаљите их на астрофотографски форум Спаце Магазине или их пошаљите е-поштом, а можда ћемо их наћи и у Спаце Магазине.
Написао Р. Јаи ГаБани
