Kuglasti skup M15 i planetarna maglica Pease 1. @ Ljubaznošću: ESA / Hubble i NASA
Nakon što sam postao vlasnikom pametnog teleskopa Seestar S50 Pro, a o čemu sam nešto napisao ranije, bio je red da ga isprobam na djelu. Odlučio sam snimiti ovaj zanimljivi kuglasti skup zvijezda jer je tada bio u povoljnom položaju za snimanje. Teleskop se pokazao doraslim za taj zadatak pa rezultate probnog snimanja možete vidjeti ovdje u članku. A kada sam već snimao Messier 15, red je da onda i napišem nešto o tom objektu.
Kada pogledamo fotografiju kuglastog skupa Messier 15, pred nama se otvara prizor goleme skupine zvijezda koje su međusobno povezane gravitacijom i zajedno putuju kroz svemir. Na prvi pogled M15 izgleda poput sjajne kugle sastavljene od bezbroj sitnih svjetlosnih točaka, ali iza tog prizora krije se objekt iznimno zanimljive i duge povijesti. Riječ je o jednom od najstarijih i najgušće naseljenih kuglastih skupova u našoj galaksiji.
Što je zapravo kuglasti skup?
Kuglasti skupovi su velike, približno sferične skupine zvijezda koje međusobno povezuje gravitacija. Za razliku od otvorenih skupova, u kojima se zvijezde nalaze relativno rijetko i često su mlađe, kuglasti skupovi sadrže stotine tisuća, a ponekad i milijune zvijezda. One su vrlo čvrsto povezane i nalaze se na relativno malom prostoru. Većina kuglastih skupova pripada najstarijim zvjezdanim strukturama u našoj galaksiji, Mliječnoj stazi.
Astronomi smatraju da su takvi skupovi nastajali u vrlo ranom razdoblju razvoja galaksija, kada su golemi oblaci međuzvjezdanog plina i prašine pod djelovanjem gravitacije počeli stvarati velike skupine zvijezda. U takvim uvjetima nastajale su tisuće i stotine tisuća zvijezda koje su ostale gravitacijski povezane. Kuglasti skupovi tako predstavljaju svojevrsne fosile iz ranog razdoblja razvoja naše galaksije. Proučavanjem njihovih zvijezda astronomi mogu saznati mnogo o tome kako je Mliječna staza izgledala prije više od deset milijardi godina.
Messier 15 – jedan od najstarijih stanovnika Mliječne staze
Kuglasti skup Messier 15, poznat i pod oznakom M15 ili NGC 7078, nalazi se u zviježđu Pegaza. Od Zemlje je udaljen približno 33 600 svjetlosnih godina. To znači da svjetlost koju danas primamo s njegovih zvijezda putuje do nas više od 33 tisuće godina. Njegova starost procjenjuje se na približno 12 do 13 milijardi godina, što ga svrstava među najstarije poznate kuglaste skupove u Mliječnoj stazi. Za usporedbu, naše Sunce staro je približno 4,6 milijardi godina, što znači da je M15 nastao mnogo prije nego što se Sunčev sustav uopće počeo oblikovati.
M15 je otkrio talijanski astronom Jean-Dominique Maraldi 1746. godine, tijekom potrage za kometima. Kasnije ga je Charles Messier uvrstio u svoj poznati katalog astronomskih objekata 1764. godine. Upravo po tom katalogu danas nosi oznaku Messier 15. U katalogu se nalazi na petnaestom mjestu među objektima koji su Messieru mogli izgledati poput kometa, ali to zapravo nisu bili.
Skup ima procijenjeni promjer od približno 175 do 200 svjetlosnih godina. U njemu se nalazi više od 100.000 zvijezda, a neke procjene govore i o znatno većem broju. Njegova ukupna masa višestruko je veća od mase našeg Sunca i procjenjuje se na nekoliko stotina tisuća Sunčevih masa. Kada bismo ga mogli promatrati iz neposredne blizine, vidjeli bismo nevjerojatno gusto naseljeno zvjezdano područje.
Kakve se zvijezde nalaze u M15?
Zvijezde u M15 uglavnom su vrlo stare i siromašne težim kemijskim elementima. To je jedna od važnih karakteristika zvijezda koje su nastale u ranom svemiru. U astronomiji se elementi teži od helija zajednički nazivaju metalima, pa se za takve zvijezde kaže da imaju nisku metalnost.
U skupu možemo pronaći različite vrste zvijezda, ovisno o njihovoj masi, temperaturi i stupnju razvoja. Među njima se nalaze crveni divovi, odnosno stare zvijezde koje su potrošile većinu vodika u svojim središtima i tijekom razvoja znatno povećale svoje dimenzije. Njihova površina relativno je hladna, pa ih vidimo u žućkastim, narančastim i crvenkastim nijansama. Tu su i brojne manje, slabije i hladnije zvijezde glavnog niza, koje su tijekom milijardi godina nastavile polako trošiti svoje nuklearno gorivo.
Posebno su zanimljive plave zvijezde koje se mogu pronaći i u tako starom zvjezdanom skupu. Među njima su takozvane plave zvijezde lutalice (Blue Stragglers). One izgledaju mlađe, toplije i sjajnije od većine ostalih zvijezda u skupu. Međutim, nisu zapravo nastale mnogo kasnije. Smatra se da su neke od njih nastale sudarima ili spajanjem dviju zvijezda, dok su druge tijekom bliskih gravitacijskih susreta preuzele materijal od svojih susjeda. Na taj način dobivaju novu zalihu goriva i mogu izgledati poput znatno mlađih zvijezda.
Nevjerojatno gusto središte skupa
Jedna od najzanimljivijih osobina M15 jest njegova iznimno gusta središnja regija. Zvijezde su u središtu toliko zbijene da se njihova međusobna udaljenost znatno smanjuje u odnosu na područja kakva poznajemo u okolici našeg Sunca. Astronomi su utvrdili da se velik dio mase skupa nalazi upravo u njegovu središnjem dijelu.
M15 pripada skupini kuglastih skupova kod kojih je zabilježen takozvani kolaps jezgre (core collapse). To je proces u kojem se gravitacijskim međudjelovanjem zvijezda središnji dio skupa postupno sabija i postaje sve gušći. Tijekom milijardi godina bliski susreti zvijezda mogu uzrokovati prijenos energije i promjene njihovih putanja, što dovodi do složene evolucije cijelog skupa.
Upravo zbog takve iznimne gustoće M15 je zanimljiv astronomima koji proučavaju gravitaciju i kretanje zvijezda. Postojala je i pretpostavka da se u njegovu središtu nalazi crna rupa srednje mase, nekoliko tisuća puta masivnija od Sunca. Međutim, njezino postojanje nije pouzdano potvrđeno. Novija istraživanja pokazuju da se opažena gustoća središta može objasniti i velikom koncentracijom zvjezdanih ostataka, poput neutronskih zvijezda i bijelih patuljaka. Zato pitanje postojanja takve crne rupe u M15 i dalje ostaje zanimljivo područje astronomskih istraživanja.
Planetarna maglica skrivena među zvijezdama
M15 skriva još jednu posebnost koja ga izdvaja među kuglastim skupovima. U njemu se nalazi planetarna maglica Pease 1, poznata i pod oznakom Kuestner 648. To je plinovita ovojnica koju je u svemir odbacila umiruća zvijezda slična našem Suncu. Kada takva zvijezda potroši svoje nuklearno gorivo, odbacuje vanjske slojeve, dok u njezinu središtu ostaje vrlo vruća jezgra koja će s vremenom postati bijeli patuljak.
Kuglasti skup M15 je sam po sebi prekrasan prizor, ali promatrači s velikim teleskopima i savršenim nebom mogu uočiti i planetarnu maglicu Pease 1, koja se ovdje pojavljuje kao plavi objekt u donjem lijevom kutu središta skupa. Ljubaznošću: ESA / Hubble i NASA
Maglicu je 1928. godine otkrio astronom Francis G. Pease. Posebno je zanimljiva činjenica da je Pease 1 bila prva planetarna maglica otkrivena unutar kuglastog skupa. Takvi su objekti iznimno rijetki, a do danas ih je poznato svega nekoliko u kuglastim skupovima. To je još jedan razlog zbog kojeg je M15 posebno zanimljiv objekt za astronomska istraživanja.
Planetarna maglica Pease 1. @ Ljubaznošću: ESA / Hubble i NASA
Osim planetarne maglice, u M15 su otkrivene i neutronske zvijezde te pulsari. Pulsari su vrlo guste i brzo rotirajuće neutronske zvijezde koje emitiraju snopove elektromagnetskog zračenja. Kada se takav snop tijekom rotacije usmjeri prema Zemlji, registriramo pravilne impulse zračenja. Njihovo proučavanje omogućuje astronomima istraživanje ekstremnih fizikalnih uvjeta kakve ne možemo pronaći u uobičajenim zvijezdama.
Kako možemo promatrati M15?
M15 ima prividni sjaj približno 6,2 magnitude. U vrlo tamnom nebu, daleko od umjetne rasvjete, nalazi se blizu granice vidljivosti ljudskog oka. Već dvogled omogućuje njegovo uočavanje kao sitne, mutne svjetlosne mrlje. Manji teleskop prikazat će ga kao sjajnu, zbijenu kuglicu, dok se većim teleskopima počinju razdvajati pojedinačne zvijezde, osobito u vanjskim dijelovima skupa.
Upravo je ta razlika između vizualnog promatranja i astrofotografije posebno zanimljiva. Na fotografijama s dovoljno dugom ukupnom ekspozicijom možemo zabilježiti velik broj zvijezda koje se pojedinačno teško razaznaju vizualnim promatranjem. Središte skupa ostaje vrlo gusto i sjajno, dok se prema rubovima zvijezde postupno prorjeđuju.
Fotografija M15 zato nije samo prikaz lijepe skupine zvijezda. Ona prikazuje ostatak jednog od najranijih razdoblja u povijesti naše galaksije. Svaka od tih svjetlosnih točaka ima svoju priču, a mnoge od zvijezda koje danas vidimo postoje još od vremena kada Mliječna staza nije izgledala ni približno kao danas.
M15 je dobar podsjetnik koliko je svemir star i koliko dugo neke njegove strukture mogu opstati. Dok se zvijezde u našem neposrednom galaktičkom susjedstvu rađaju, mijenjaju i nestaju, ovaj drevni zvjezdani skup već milijardama godina zadržava svoj prepoznatljiv oblik i nastavlja putovati oko središta Mliječne staze.
Što se događalo na Zemlji dok je svjetlost M15 kretala prema nama?
Kada pogledamo M15, zapravo ne gledamo kako taj skup izgleda danas, nego kako je izgledao prije približno 33.600 godina. Toliko je, naime, potrebno njegovoj svjetlosti da stigne do Zemlje. U vrijeme kada je ta svjetlost krenula na svoje dugo putovanje, na Zemlji je vladalo ledenodobno razdoblje, a ljudi su živjeli kao lovci i sakupljači.
Europa je tada bila naseljena pripadnicima vrste Homo sapiens, koji su izrađivali kameno oruđe, lovili velike životinje i koristili špilje kao skloništa i mjesta za umjetničko izražavanje. Mamuti, vunasti nosorozi, špiljski lavovi i sobovi bili su dio tadašnjeg životinjskog svijeta.
Upravo u tom razdoblju nastajali su i neki od najstarijih poznatih crteža na zidovima špilja. U francuskoj špilji Chauvet ljudi su na stijenama prikazivali mamute, lavove, nosoroge i druge životinje. Ti crteži stari su približno 30 000 do 36 000 godina i predstavljaju izvanredan dokaz umjetničkih sposobnosti naših davnih predaka.
Zanimljivo je da su arheolozi u špilji Paviland u Walesu pronašli ljudske ostatke stare približno 33 000 do 34 000 godina. Riječ je o mladom muškarcu koji je bio pokopan uz ukrase i predmete od mamutove bjelokosti. Taj je nalaz jedan od najstarijih poznatih primjera ceremonijalnog pokopa u zapadnoj Europi.
Drugim riječima, dok je svjetlost M15 napuštala svoj drevni zvjezdani skup, naši su preci oslikavali špilje, izrađivali oruđe i lovili mamute. Nitko od njih nije mogao ni zamisliti da će njihovo doba jednoga dana biti uspoređivano s fotografijom zvjezdanog skupa udaljenog više od 33 tisuće svjetlosnih godina.
A L B U M (5 FOTOGRAFIJA)
Izvori na kojima možete pronaći više podataka:
NASA - Messier 15 - osnovni podaci, udaljenost, starost i zanimljivosti
ESA / Hubble - New Hubble image of star cluster Messier 15 - zvijezde, gustoća skupa i planetarna maglica
NASA - A Dying Star in Globular Cluster M15 - evolucija zvijezda i Pease 1
NASA - M15: Dense Globular Star Cluster - dimenzije i gustoća središta
MUSE observations of the central kinematics of M15 - novija istraživanja središta i pitanje crne rupe
Špilja Chauvet u Francuskoj: ljudi su ondje ostavili crteže mamuta, špiljskih lavova, nosoroga i drugih životinja. Najstarije ljudske aktivnosti u špilji datiraju od prije približno 36.500 godina
Gravettien kultura: u Europi se razvijala kultura lovaca i sakupljača, poznata po kamenim alatima, ukrasima, figuricama i razvijenim tehnikama lova. Njezino trajanje procjenjuje se na približno 34.000–25.000 godina prije sadašnjosti
Crvena dama iz Pavilanda: pronađeni ljudski ostaci u špilji u Walesu stari su oko 33.000–34.000 godina. Zanimljivo, nekada se smatralo da pripadaju ženi, ali kasnije je utvrđeno da je riječ o mladom muškarcu. Pokop je bio popraćen ukrasima i predmetima od bjelokosti
