ZNANSTVENA REPORTAŽA: Svaku noć otkriće

— Published on 19/08/2021 / Ideje.hr.

Prije dvadesetak milijuna godina tamo je bio samo ocean, mjestimično dubok više od 4500 m. A onda je dno popustilo pod navalom vrele magme iz unutrašnjosti Zemlje. Rastopljene se su stijene pod morem hladile i formirale podvodne planine, a kad su te planine izronile na površinu postale su otoci. I otoci su nastavili rasti, najviši od njih do čak 3700 metara nadmorske visine. Kad bismo njegovu visinu mjerili od dna oceana vrh bi mu bio poput Mount Everesta (8850 m). Tako su nastajali Kanarski otoci. Zadnji od njih izronio je iz Atlantika prije samo milijun godina.

A onda se ohlađena lava pretvarala u plodno tlo koje su s vremenom zaposjele biljke i životinje prenešene vjetrovima i morskim strujama s afričke obale udaljenje stotinjak kilometara. Pa su prije nekih 3000 godina doplovili i ljudi sa svojim velikim psima koje su obožavali. Procjenjuje se da je tih prastanovnika Kanara, zvanih Guanči, u 15. stoljeću bilo oko 20 000. Za Kanare su znali i Feničani i Rimljani, no nisu za njima posezali. A onda su došli španjolski osvajači i napravili ono što osvajači najbolje znaju – potpuno istrijebili Guanče, da im ne bi smetali.

Od tada do danas Kanari su, politički, Španjolska. Tamo je, 1492. godine, na svojem prvom putovanju prema Novom svijetu stao Kolumbo. Replika njegovog broda Santa Maria danas stoji na ulici Santa Cruza, glavnog grada kanarskog otoka La Palme. Danas Kanari imaju više od dva milijuna stanovnika i oko 12 milijuna turista godišnje. Posvuda su plantaže banana, gušteri i table "Perros no" (psima ulaz zabranjen). Valjda ih psi podsjećaju na ono što su njihovi preci napravili Guančima.

Bilo kako bilo, današnji stanovnici Kanara tolerantni su prema astronomima. Astronomi su na otok stigli sredinom 1980-ih jer su na vrhu otoka la Palme otkrili jedno od tri najbolja mjesta na svijetu za astronomska opažanja. Tamo su 1985. osnovali opservatorij Roque de los Muchachos koji danas ima desetak aktivnih teleskopa raznih vrsta, a grade se i novi. Protiv te gradnje zasad nitko ne protestira, kao na Havajima (drugom najboljem mjestu na svijetu za astronomska opažanja). Opservatorij prosperira, astronomska otkrića događaju se doslovno iz noći u noć. O jednom od takvih otkrića, koje je ostvareno doslovno noć prije pisanja ovog teksta, reći ću nešto iz prve ruke, kao voditelj posade teleskopa MAGIC.

Geologija

Ono što je za astronomiju bio veliki prasak, teorija koja objašnjava razvoj svemira u cjelini, to je za geologiju tektonika ploča, teorija koja objašnjava razvoj površinskog dijela planeta Zemlje. Teorija velikog praska ima svoje matematičko uporište u Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti, objavljenoj 1915. godine. Iste je godine njemački geofizičar i meteorolog Alfred Wegener objavio svoju knjigu The Origin of Continents and Oceans (Nastanak kontinenata i oceana) u kojoj je izložio svoju ideju pomaka kontinenata, što je bila preteča tektonike ploča. Za razliku od opće teorije relativnosti, koja je bila potvrđena vrlo brzo, za potvrdu teorije pomaka kontinenata trebalo je čekati više od pola stoljeća. Wegenerova teorija bila je žestoko kritizirana sve do 1960-ih kad su precizna mjerenja konačno potvrdila da se kontinenti stvarno gibaju. Kad već preplićem astro-teme i geo-teme zgodno je spomenuti da je Alfred Wegener nije doktorirao iz područja geologije nego iz područja astronomije.

Tektonika ploča objašnjava primjerice zašto su potresi na nekim mjestima na Zemlji učestali i snažni, a na nekim ih mjestima uopće nema. Isto tako, objašnjava zašto se vulkani ne javljaju po svuda na Zemlji nego samo na nekim mjestima. A ta mjesta nisu razbacana nego su povezana s obrisima tektonskih ploča, točnije s onim rubovima tektonskih ploča, gdje se dvije ploče međusobno udaljavaju, približavaju ili podvlače jedna pod drugu.

Većina vulkana nastaje zbog interakcija rubova tektonskih ploča. Ali ne svi. Neki su vulkani posljedica postojanja konvekcijskih ćelija unutar Zemljinog plašta. To su područja u kojima se magma iz Zemljinog plašta miješa s rastaljenim stijenama iz Zemljine kore. Inače, konvekcija ili strujanje je jedan od načina prijenosa topline pri kojem se topliji dio tvari diže, a hladniji spušta u gravitacijskom polju. Tvar cirkulira, a toplina struji prema gore. No, to se ne događa samo u konvekcijskoj ćeliji Zemljinog plašta. Događa se u našoj sobi kad uključimo radijator. Tvar koja cirkulira je zrak unutar sobe. Ako sobu zamislite kao konvekcijsku ćeliju a zrak kao magmu i plafon tako tanak da ga vrući zrak na nekom mjestu rastopi onda je vrući zrak koji izbija kroz rastopljenu rupu na plafonu analogija erupcije vulkana. Zanimljivo je da su i Kanari i Havaji, dva vulkanska otočja na čijim su vrhovima najbolji svjetski opservatoriji, nastali na takav, ne baš uobičajen, način.

Nastanak cijelog otočja trajao je milijunima godina. Prije otprilike 20,2 milijuna godina nastala je podvodna planina kojoj iznad površine oceana vire dva vrha, danas su to Lanzarote i Fuerteventura. Ti su otoci relativno niski i najbliži afričkoj obali. Zatim su, u obliku jednog polukružnog lanca koji se sve više udaljava od Afrike nastajali Gran Canaria (prije 14,6 milijuna godina), Tenerife (prije 11,9 milijuna godina), La Gomera (prije 9,4 milijuna godina), La Palma (prije 1,7 milijuna godina). I na kraju, malo izvan te otočne polukružnice pojavio se i El Hierro, prije milijun i 100 tisuća godina.

No, daleko od toga da je priča završila prije milijun i 100 tisuća godina. Potresi i manje erupcije traju do današnjih dana. Samo na La Palmi, otoku koji su astronomi odabrali za izgradnju velikog opservatorija (postoji i drugi, manji, na otoku Tenerife) značajne erupcije događale su se (od kad su Španjolci počeli bilježiti): 1470., 1585., 1646., 1677., 1712., 1949. i zadnja 1971. To su one spektaklurane površinske erupcije. Zadnja podmorska erupcija događala se 2011. i 2012. godine.

Erupcije i potresi nisu najgore stvari koje se na La Palmi mogu dogoditi. S obzirom da je otok nastajao postepeno nadograđivanjem slojeva lave pa je cijela konstrukcija nesimetrična i nehomogena postoji mogućnost da se jedan značajni dio otoka odlomi i surva u ocean. To ne bi bila samo katastrofa za Kanare nego bi i obalu Južne i Srednje Amerike, nekih sedam sati kasnije, pomeo jedan megatsunami.

Kad se opservatorij Roque de los Muchachos pogleda odozgo, kako je smješten na samom rubu kaldere (vulkanskog grotla), dobije se dojam da su astronomi jako hrabri ljudi. Ili su ludi. Zašto opservatorije grade na vrhovima vulkana kao što je Mauna Kea na najvećem havajskom otoku (4200 m) ili Taburiente na kanarskom otoku La Palma (2400 m)? Razlog nije ni ludost ni želja da nakon opažanja usput ljetuju na egzotičnom otoku. Razlog je taj što su visoki vrhovi tih vulkana najpogodnija mjesta na Zemlji za smještaj astronomskih opservatorija: broj oblačnih noći je minimalan (oblaci su uglavnom ispod nadmorske razine opservatorija), zrak je čist i vrlo suh (sitne kapljice vode, kao i nečistoće u zraku, jako raspršuju svjetlost) i gotovo nema turbulencija.

Biologija

Za slučaj da netko to još ne zna, Kanari nisu dobili ime po kanarincima nego obrnuto: kanarinci po Kanarima. Premda ne znam gdje su ti kanarinci. U dvadeset godina, otkad redovito dolazim na Kanare, samo sam jednom vidio kanarinca, i to u krletki. Kanari su ime dobili po psima. Prve pse su bili doveli Guanči, a stari su Rimljani na otocima zapazili mnoštvo velikih pasa pa su skovali naziv Canariae Insulae ili pseći otoci (canis je na latinskom pas). Na grbu i zastavi Kanara i danas su dva psa. Za razliku od kanarinaca, pse se na La Palmi može vidjeti, no više one male koje su sa sobom doveli turisti nego velike, koje stanovnici La Palme od kuće do plantaže banana voze u otvorenom dijelu svojeg pick-upa.

Životinja s kojom se na La Palmi sigurno nećete mimoići je gušter. Njih ima posvuda, od obale do najvišeg vrha. Neki su mali i zeleni, kao gušteri u Dalmaciji, a neki veći i crni s plavim točkama. Navodno su bezopasni, ali nisu baš ugodno društvo. Ima i onih divovskih, od 30 cm, za koje se neko vrijeme smatralo da su izumrli. Takvog nisam sreo, no sreo sam divovskog štakora koji je također jedna od specifičnosti La Palme. Jedino zec nije divovski. Zečeva ima puno, naročito na vrhu otoka, i svi su sitni. Na otoku su poslastica i nude ih u varijanti conejo frito (prženi zec) i conejo en salsa (zec u umaku).

Astronomija

Od obale – recimo od glavnog grada La Palme, Santa Cruza – do astronomskog opservatorija Roque de los Muchachos ima tridesetak kilometara, ali i visinske razlike od 2400 m. Zato vožnja do gore traje otprilike sat vremena. Kad stignete gore, iznad oblaka, doživljaj je poseban. I danju, kad se osjećate kao na vrhu svijeta, i noću, kad vidite zvjezdano nebo u njegovoj punoj veličanstvenosti.

Prvo što uočavate kad iz kontrolne kućice teleskopa izađete van, u noć, je potpuna tama. La Palma je rezervat zvjezdane svjetlosti, prvi takav u svijetu. Lokalni propisi osiguravaju da se svjetlosno onečišćenje svede na najmanju mjeru. Na vrhu otoka, ni na cestama do vrha nema vanjske rasvjete. Naseljena mjesta, koja su duboko dolje ispod opservatorija, imaju rasvjetu koja je strogo usmjerena prema tlu. Čak ni avionske rute ne idu iznad opservatorija. Pa je onda noću, kad nema mjesečine, mrak kao u rogu.

Nakon što neko vrijeme stojite u potpunom mraku, bojeći se koraknuti jer ne znate što je pred vama, oči vam se počnu privikavati na mrak. Iznad vas se počinju pojavljivati zvijezde. Prvo one najsjajnije, pa onda one manje sjajne, pa njih sve više i više dok ne protrnete od tolikih zvijezda. A onda se iznad vas, gotovo od horizonta preko zenita do horizonta, ukaže bijela pruga – Mliječni put.

Tada gledate prema središnjem, najgušćem, dijelu naše vlastite galaksije.

Dobar dojam tog noćnog neba ispunjenog zvijezdama, iznad dvaju teleskopa MAGIC i jednog teleskopa LST, daje profesionalna fotografija koju je snimio moj kolega Urs Leutenegger i ljubazno ustupio za Ideje.hr. Na fotografiji se vidi dio Miječnog puta kao i devet meteorskih tragova Perzeida. Snimka je napravljena 12. kolovoza prošle godine, na dan kad meteorski roj Perzeida ima svoj maksimum. Ove je godine Urs snimao 13. kolovoza i uspio obuhvatiti cijeli Mliječni put iznad teleskopa MAGIC.

Nove spoznaje o ponavljajućoj novoj zvijezdi RS Zmijonosac

Dok se Urs uz svoje fotoaparate cijelu noć smrzavao (temperatura se na vrhu otoka u tom periodu godine noću spušta na oko 15 stupnjeva, no te je noći zbog vjetrova bila pala ispod 10 stupnjeva), teleskopi MAGIC opažali su, većinu vremena, zvijezdu RS Oph iz zviježđa Zmijonosac. Ta zvijezda je pravi hit ovih dana i meta je mnogih teleskopa u svijetu. Pripada kategoriji ponavljajućih novih zvijezda. Poznato je svega nekoliko takvih zvijezda, a RS Oph je trenutačno jedina koja je u aktivnoj fazi, što znači u stanju jako pojačanog sjaja. Ukratko, jedinstvena je prilika za prikupljanje podataka koji mogu donijeti vrijedne spoznaje.

Termin nova uveden je u 16. stoljeću za zvijezdu koja se iznenada pojavila na nebu, gdje je prije nije bilo. Bilo je to doba prije teleskopa, kad se opažalo golim okom. To da zvijezde nije bilo naravno ne znači da je fizički nije bilo nego da nije bila vidljiva golim okom, da je bila preslabog sjaja da bi se vidjela. Vodeći astronom onoga doba i nezaobilazno ime iz povijesti astronomije, Tycho Brahe, opisao je pojavu jedne takve nove zvijezde u svojoj knjizi De nova stella. Latinski "nova" znači potpuno isto što i hrvatski – nova. "Stella nova" je nova zvijezda. Ironično, te su "nove" zvijezde (pa i ova naša, RS Oph) često povezane s bijelim patuljcima što zapravo znači da su to ostaci ekstremno starih zvijezda.

Pojava nove zvijezde danas nije misteriozna kao što je bila zadnjih 400 do 500 godina. Danas znamo što se to tamo dogodilo. Znamo da zvijezde nisu vječne nego imaju svoj razvoj, od nastanka do nestanka (u smislu da izgube sjaj). I znamo da su mnoge zvijezde u dvojnim sustavima, za razliku od našeg Sunca koje nema partnera. E sad, "mrtva zvijezda" iz dvojnog sustava, konkretno bijeli patuljak čiji je partner recimo crveni div, može na sebe navlačiti materiju od svojeg partnera (taj se proces stručno naziva akrecija). I takvim "hranjenjem" može doći u fazu da se utrnule termonuklearne reakcije ponovno aktiviraju pa zvijezda ponovo dobije veliki sjaj. Metaforički, mrtva zvijezda je vraćena u život. I to "vraćanje u život" ili reinkarnacija može se dogoditi više nego jednom u povijesti takve zvijezde. takav se objekt naziva ponavljajuća (ili rekurentna) nova.

Od svih zvijezda na nebu samo nekoliko njih poznajemo kao ponavljajuće nove. Svaka ponavljajuća nova ponavlja se (ponovno se aktivira) nakon par desetaka do stotinu godina. RS Oph je ponovno aktivna ovih dana. To je dakle ekskluzivna pojava na nebu, vidimo je sada i pitanje je kada ćemo je ponovo vidjeti. Zato su svi teleskopi usmjereni na RS Oph. Zato su i teleskopi MAGIC, čija sam opažanja zadnjih tjedana vodio, usmjereni na RS Oph. I... jesmo li što uhvatili? Jesmo. RS Oph je bila vrlo aktivna i u području visokoenergijskog gama-zračenja koje opažaju teleskopi MAGIC. Podaci koje smo prikupili poslužit će da identificiramo mehanizme nastanka visokoenergijskog zračenja koje je tamo nastalo odnosno da shvatimo dosad nepoznate detalje funkcioniranja svemira. Astonomija napreduje iz noći u noć. Doslovno.