Znanstveni blog: Astronomska opazovanja
sre, 26.07.2017, 15:00
Znanstveni blog: Astronomska opazovanja
Teleskop je tudi časovni stroj, s katerim opazujemo preteklost. A zvezdnato nebo na žalost dobesedno izginja pred našimi očmi.
Po stereotipnih predstavah astronomi cele noči v samoti iz dnevne sobe s teleskopom opazujejo nebo, štejejo in vsake toliko odkrijejo kakšno novo zvezdo. Medtem ko je bila taka slika morda približno realistična pred stoletji, pa sodobna astronomska opazovanja potekajo povsem drugače.

V naši Galaksiji je po zadnjih ocenah približno 100 milijard zvezd. Ker se njihova svetlost z oddaljenostjo zmanjšuje, lahko s prostimi očmi pod temnim nebom preko celega leta opazujemo nekaj tisoč zvezd. To so zvezde, ki zaradi svoje bližine izgledajo najbolj svetle.

Da bi videli bolj oddaljene zvezde, uporabimo »večje oči«: teleskop, ki z večjo površino zbere več svetlobe. Drugače kot ljubiteljski astronomi, ki nebo občudujejo v živo, pa profesionalni astronomski opazovalci ne kukajo skozi teleskope in si zapisujejo v beležko. Kljub temu da njihovemu delu še vedno pravimo opazovanja, gre v resnici za robotsko upravljanje s teleskopom in zajem slike s kamero. S tem so podatki varno shranjeni in na voljo za kasnejšo obdelavo. Opazovalci tako celo noč preživijo v kontrolni sobi, kjer ob večjih količinah kave preko računalnikov upravljajo teleskop in občutljive merilne instrumente.

Astronomski observatoriji, ki upravljajo z največjimi teleskopi, so postavljeni na skrbno izbranih lokacijah. Pri tem izjemno pomembno vlogo med drugim igrajo suha lokalna klima, velika nadmorska višina, stopnja svetlobnega onesnaženja in seveda dostopnost.

Največji observatoriji se tako nahajajo v čilenski puščavi, na Havajih, na Kanarskih otokih v Avstraliji, pa še kje. Čeprav je obisk eksotičnih lokacij seveda mamljiv, pa velika večina omogoča opazovanje na daljavo. Tak pristop je cenejši in časovno znatno ugodnejši. Raziskovalnih skupin, ki za preverjanje svojih idej potrebujejo meritve, je seveda veliko več kot prostih teleskopov. Komisije opazovalni čas dodelijo le najbolje ocenjenim prijavljenim projektom, ki so zato napisani z veliko skrbjo.

Teleskopa na spečem havajskem ognjeniku, foto: Reuters

Zvezde se med seboj močno razlikujejo. Poleg položaja, oddaljenosti in hitrosti, ki nam razkrivajo gibanje v Galaksiji, merimo tudi njihove svetlosti in spektre atmosfer. V poenostavljeni razlagi so spektri svetloba, razklonjena v mavrico. V zvezdnih spektrih opazimo, da ozki deli nekaterih barv v mavrici manjkajo oziroma niso tako svetli kot okolica. Manjkajočim delom pravimo spektralne črte in so posledica absorpcije svetlobe v zvezdini atmosferi. Ker so globina, širina in oblika črt odvisne od fizikalnih pogojev na mestu nastanka, nam ogromno povejo o temperaturi, tlaku in zastopanosti kemijskih elementov v atmosferah zvezd.

Razvoj sodobne tehnologije je omogočil izvajanje sistematičnih pregledov neba in snemanje več sto zvezdnih spektrov hkrati. Podatkovne baze počasi dosegajo milijone spektrov. Vzporedno z rastjo baz se tako pojavlja vedno večja potreba po učinkovitih klasifikacijskih algoritmih in strojnem učenju, ki pomagajo pri podatkovnem rudarjenju. Strojno razvrščanje omogoča odkrivanje manj pogostih in eksotičnih zvezd, ki smo jih do sedaj poznali le peščico.

V zadnjih letih je postalo jasno, da okoli večine Soncu podobnih zvezd krožijo planeti. Eno glavnih in najbolj razburljivih vprašanj, na katera lahko odgovorimo s študijem zvezdnih atmosfer, je njihov vpliv na eksoplanete. Vroče zvezde bolj grejejo bližnje planete kot hladnejše.

Še posebej zanimivi so tako primeri, kjer je sevanje z zvezde ravno pravšnje za obstoj tekoče vode na površju planeta in s tem morda za nastanek in razvoj življenja. Drug razlog za sistematično preučevanje lastnosti zvezd, predvsem njihove kemične zastopanosti, pa je med drugim iskanje porazgubljenih družinskih članov. Zvezde namreč nastajajo v večjih skupinah, pri čemer imajo vse znotraj kopice enako kemično zastopanost. Podobno, kot s primerjavo dednega materiala določamo sorodstvena razmerja pri ljudeh, lahko s primerjavo kemične zastopanosti iščemo zvezdne sorojence. Informacija o njihovih sorodstvenih razmerjih nam pomaga pri rekonstrukciji nastanka in razvoja naše Galaksije.

Astronomija pa seveda niso le zvezde in njihovi planeti. Teleskop je tudi nekakšen časovni stroj, s katerim opazujemo daljno preteklost. Ker ima svetloba končno hitrost, fotoni oddaljenih galaksij potrebujejo milijarde let, da dosežejo Zemljo. Tudi raziskovanje oddaljenih galaksij nam tako pomaga pri spoznavanju mlajših obdobij naše domače Galaksije.

Kljub temu da nam izrazit tehnološki napredek pri izdelavi in opremi opazovalnih instrumentov omogoča vedno boljše in natančnejše poznavanje daljne okolice, pa je preprosto občudovanje nočnega neba med večernim sprehodom vedno težje. Prekomerna in neustrezna razsvetljava v mestih in na podeželju povzročata vedno hujše svetlobno onesnaževanje. Temno zvezdnato nebo tako na žalost dobesedno izginja pred našimi očmi.

Maruša Žerjal je je doktorirala iz astrofizike na Fakulteti za matematiko in fiziko, sedaj pa je zaposlena na Avstralski nacionalni univerzi. Dela kot podoktorska raziskovalka na observatoriju Mount Stromlo v Canberri. Poleg tega je tudi sodelavka Portala v vesolje.



Znanstveni blog: Astronomska opazovanja

Kupola enega izmed teleskopov na astronomskem observatoriju v Asiagu nekaj ur pred začetkom opazovanj. Foto: Maruša Žerjal

Prijavi sovražni govor