Vă invit să urcați alături de mine într-o navă spațială imaginară, care ne va purta prin Univers. Este o navă spațială cu totul specială, pentru că instrumentele de la bordul ei ne vor ajuta să vedem ceea ce ochii noștri nu pot să vadă. Vom vedea dincolo de partea vizibilă a spectrului electromagnetic. Vom vedea și în infraroșu, ultraviolet, radiații X și unde radio. Numai așa va fi deplină călătoria noastră. Într-unele dintre ele fizica este împinsă la extrem, ajutându-ne să ne testăm teoriile actuale. Acolo, în adâncurile sale, putem găsi răspunsuri la întrebări fundamentale pentru noi. Acolo ni se pregătește viitorul. Depinde numai de noi ca la construcția acestui viitor să participe și umanitatea.
O spun adesea: trebuie să luăm în stăpânire întregul Univers. El ne așteaptă. Dacă nu o vom face… Poate ar fi bine ca, măcar din când în când, să ne aducem aminte că însuși Soarele va muri cândva.
Sunteți pregătiți? Atunci să plecăm împreună către una dintre cele mai frumoase stele, una care își trăiește ultimele momente de existență. Este vorba despre…
ETA CARINAE, STEAUA CARE MOARE
Această stea nu poate fi observată din emisfera nordică, la latitutini mai mici de 30 de grade. Ea se găsește în constelația Carina (Carena), care este vizibilă din emisfera sudică. A fost catalogată pentru prima oară în 1677 de către Edmond Halley. De atunci încoace, steaua s-a remarcat prin spectaculoase variații de luminozitate.
La un moment dat era aproape la fel de luminoasă ca și Sirius. Pentru a vă face o idee în ceea ce privește luminozitatea sa maximă, trebuie să vă spun că Sirius se află la numai 8,6 ani lumină distanță de noi, în timp ce Eta Carinae se află la o distanță cuprinsă între 7.500 și 8.000 de ani lumină de noi… Alteori, aproape că nu se putea vedea cu ochiul liber.
Până de curând se credea că Eta Carinae este o stea unică, supermasivă, cu o masă mai mare de 100 de mase solare. Ipotezele legate de companionul stelei principale existau de mai multă vreme, dar abia în 2005, cu ajutorul observațiilor realizate în ultraviolet de către o sondă a NASA (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer – FUSE) s-a confirmat faptul că Eta Carinae are un companion, cu o masă de circa 30 mase solare, care parcurge o orbită completă în jurul astrului principal în circa cinci ani și jumătate.
Până acum lucrurile par simple. Sunt simple numai dacă nu ne apropiem de stea, cu ajutorul instrumentelor noastre. Priviți cum arată Eta Carinae. Nu seamănă cu nici una dintre stelele pe care ni le putem imagina. Cei doi lobi uriași reprezintă trăsătura sa distinctivă. Ei sunt, cel puțin parțial, rezultatul fenomenului care a dus la o spectaculoasă creștere de strălucire a stelei principale din sistemul Eta Carinae în 1843. Atunci, creșterea de luminozitate a fost atât de bruscă încât părea că steaua se va transforma în supernovă.
De fapt, am avut de-a face cu ceea ce s-ar putea numi „supernovă falsă” (supernova impostor). Steaua a „erupt”. Din straturile exterioare aflate în zona polară a stelei a fost expulzată, în urma unor procese de o violență extremă, timp de aproape două decenii, o cantitate de materie echivalentă cu circa 20 de mase solare. Această materie, care se deplasează cu o viteză de circa 700 km/s, a dus la apariția acestor doi lobi spectaculoși.
Eta Carinae poartă cu sine multe mistere pe care, cel puțin parțial, le vom dezlega într-un viitor nu prea îndepărtat. Acum asistăm la ultimele răbufniri de viață ale stelei. Încă nu știm cum îi va arăta sfârșitul. Poate va deveni o hipernovă, cea mai puternică, și enigmatică, explozie stelară cunoscută până în prezent.
Unii s-au grăbit să susțină că moartea acestei stele ar pune în primejdie viața pe Terra. Ar fi posibil ca sfârșitul să îi fie acompaniat de o puternică emisie de radiații gamma, spun ei. Chiar de ar fi așa, este bine de știut că această emisie de radiații ucigașe va avea aceeași orientare ca și lobii pe care îi vedem acum, deci nu ne va afecta în vreun fel. Sfârșitul stelei Eta Carine ar putea fi ceva mai liniștit: își va micșora treptat masa, prin erupții similare celei din 1843, și va sfârși printr-o explozie ceva mai mică: o supernovă.
Nu știm încă. Eta Carinae poate sfârși chiar mâine sau va mai rezista un milion de ani. Până atunci o putem admira, unii pentru incredibila ei frumusețe, alții pentru misterul care o înconjoară.
Acum ne vom îndrepta către o altă direcție. Ne vom îndrepta către centrul Căii Lactee. Acolo ne așteaptă…
O GAURĂ NEAGRĂ SUPERMASIVĂ
Plecând de pe Terra, va trebui să ne îndreptăm către constelația Săgetătorul, pentru a ajunge la această destinație. Pentru mai multă exactitate, direcția va fi către obiectul ceresc numit Săgetătorul A* (Sagittarius A*), aflat în centrul galaxiei noastre. Dacă v-ați îndrepta instrumentele optice, cele care vă ajută să vedeți Universul în partea vizibilă a spectrului electromagnetic, către acest obiect nu veți vedea nimic. Este prea mult praf interstelar între noi și centrul galaxiei.
Abia pe măsură ce au început să fie realizate radiotelescoape din ce în ce mai puternice s-a putut afla că acolo, în centrul galaxiei noastre, există un obiect misterios, probabil o gaură neagră. În 1974, doi radioastronomi, Bruce Balick și Robert Brown, care s-au folosit de o rețea de radiotelescoape, au identificat în centrul Căii Lactee o sursă puctiformă de unde radio.
Era un prim indiciu. În 2002, o echipă de astronomi de la Institutul Max Planck, care a analizat traiectoriile unor stele din apropierea centrului galactic a venit să confirme această ipoteză. Conform estimărilor actuale, acolo, la circa 26.000 de ani lumină distanță de noi, într-o zonă cu raza de numai vreo 44 milioane de kilometri (pentru a avea o comparație, distanța dintre Soare și Pământ este de vreo trei ori mai mare), se află „ceva” care are o masă echivalentă cu circa 2,5 (unele surse indică 4,5) milioane de mase solare!
Evident, este vorba despre o gaură neagră, acel obiect ceresc care posedă o forță gravitațională atât de intensă, încât nu lasă să îi scape nici măcar lumina de sub devoratoarea sa atracție. Aici, în centrul galaxiei noastre, nu este vorba doar despre o banală gaură neagră, ci despre una supermasivă. Nu uitați: masa ei echivalează cu cea a circa 2,5 până la 4,5 milioane de Sori!
Nu putem vedea direct gaura neagră. Dar putem vedea efectele asupra materiei din relativa ei apropiere. Atunci când un obiect oarecare intră în capcana unei găuri negre, pe măsură ce se apropie de ea, va fi fărâmițat în bucăți din ce în ce mai mici, până la nivelul de particule elementare. Atunci când acestea posedă sarcini electrice, deoarece traiectoria de cădere este una în formă de spirală, se vor emite unde electromagnetice, a căror lungime de undă va depinde de viteză și de raza de curbură a traiectoriei de cădere către gaura neagră.
O gaură neagră, în sine, este tăcută. Dar în jurul ei se desfășoară o adevărată dramă, pe care noi o putem vedea. Din când în când, atunci când devorează materie din jur, așa cum spuneam mai devreme, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre se „trezește”. Se pare că în urmă cu câteva milioane de ani ea a devorat o mare cantitate de materie.
Acum putem vedea, cu ajutorul telescopului spațial Fermi, în radiațiile gamma ale spectrului electromagnetic, doi lobi care s-au desprins din centrul Căii Lactee și care acum se întind pe o distanță de 25.000 de ani lumină de o parte și de alta a planului galactic, antrenați de câmpul magnetic intens din vecinătatea găurii negre din centrul galaxiei noastre.
De altfel, nu peste foarte multă vreme, probabil în câțiva ani, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre va avea la dispoziție un „prânz” relativ copios și va reveni la viață, spre marea bucurie a astrofizicienilor. Spre ea se îndreaptă un uriaș nor de gaz interstelar, care poartă numele G2. Acesta a fost descoperit acum doi ani. Dacă l-am echivala cu o sferă, raza sa ar fi de trei ori mai mare decât distanța dintre Soare și Pluton. Pe de altă parte, masa materiei conținută în el este de trei ori mai mare decât masa Terrei.
Dar, dacă vrem să vedem o gaură neagră supermasivă care are parte de un dejun copios, va trebui să ieșim din galaxia noastră și să plecăm într-o lungă călătorie pentru a admira…
UN QUASAR
Quasar-ul este un obiect extrem de îndepărtat, care are aspect stelar atunci când este privit printr-un telescop obișnuit. Ciudățenia lui vine din faptul că emite o cantitate inimaginabilă de energie, echivalentă cu energia totală emisă de 100 de galaxii.
Imediat după al doilea război mondial radioastronomia a început să se dezvolte foarte rapid. Pe bolta cerească au fost identificate foarte multe surse radio, pe care astronomii încercau să le asocieze unor obiecte care emit lumină vizibilă. Una dintre aceste surse era catalogată sub numele de 3C273. Avea o aparență punctiformă și părea a fi o stea.
În 1963, Maarten Schmidt și Bev Oke, reușesc, independent, să identifice corespondentul optic al acestei surse radio. Măsurătorile și calculele au arătat că 3C273 se află la miliarde de ani lumină distanță de noi. Asta însemna că acest obiect ceresc, cu aparență de stea, emite o cantitate incredibilă de energie.
Numele de Quasar vine de la quasi-stellar radio source, QSR. La început aceste corpuri cerești au reprezentat o enigmă pentru astrofizicieni și de-a lungul timpului au fost elaborate mai multe ipoteze pentru a le explica mecanismele de funcționare. La începutul anilor 1980 comunitatea astrofizicienilor a ajuns la o concluzie aproape unanimă.
Quasarii sunt nucleele active ale unor galaxii tinere. Altfel spus, în centrul acelor galaxii se află găuri negre supermasive, care au la dispoziție un prânz cu adevărat copios. Un Quasar mediu devorează zece stele în fiecare an, pentru a putea genera imensa cantitate de energie pe care o putem observa astăzi.
Originea găurilor negre din centrul galaxiilor (toate par a avea un asemenea monstru în inima lor) nu este pe deplin elucidată. Este posibil ca steaua Eta Carinae să lase o gaură neagră în urma morții ei, la fel cum o fac toate stelele foarte mari. Dar găurile negre de origine stelară nu pot avea o masă mai mare de câteva zeci de mase solare. Găurile negre supermasive conțin o masă echivalentă cu milioane de mase solare, deci ele trebuie să se nască în urma altui mecanism.
Cel mai probabil, ele au apărut în primele stadii de evoluție ale Universului, ca rezultat al unui mare număr de ciocniri dintre galaxiile primordiale. Aceste ciocniri galactice au dus la fuzionarea găurilor negre aflate în centrul lor rezultând aceste găuri negre supermasive.
De altfel, instrumentele noastre ne ajută să devenim spectatorii unor asemenea fantastice întâmplări, precum…
CIOCNIRILE GALACTICE
Ciocnirile dintre galaxii nu sunt întâmplări care țin numai de primele etape de evoluție a Universului. În prezent, galaxia noastră, care poartă semne ale unor ciocniri trecute, se află pe o traiectorie de coliziune cu vecina sa, Andromeda, cu care ne vom întâlni peste circa cinci miliarde de ani.
Nu trebuie să vă imaginați vreo clipă că o coliziune dintre galaxii echivalează cu ciocnirea stelelor care le compun. Nici vorbă de așa ceva. Spațiile dintre stele sunt suficient de mari pentru ca aceste evenimente să fie extrem de rare. În schimb, putem asista la adevărate balete cosmice. Galaxiile par să treacă una prin alta, după care se îndepărtează, pentru a se reîntâlni mai târziu. Sunt „conectate” între ele prin intermediul forței gravitaționale care le coregrafiază spectaculosul balet.
Chiar dacă este foarte puțin probabil ca pe perioada coliziunilor să se producă ciocniri de stele, asta nu înseamnă că baletul este mai puțin dramatic. Unele stele, aflate la marginea galaxiilor, vor fi accelerate suficient de mult pentru a fi proiectate în spațiul interstelar, devenind stele solitare, văduvite de apartenența la vreo galaxie. În alte locuri, ciocnirea dintre galaxii va favoriza nașterea de noi stele. Astfel, chiar galaxiile îmbătrânite, în care rar se mai nasc stele noi, revin la viață. Parcă reîntineresc.
Cât despre scara temporală a unor asemenea balete cosmice trebuie să vă spunem că ele se desfășoară la scara sutelor de milioane de ani. Telescoapele noastre surprind acum numai fracțiuni de clipită din acest spectacol gigantic. În schimb, modelările matematice riguroase, în care se ține seama de fiecare dintre stelele care alcătuiesc cele două galaxii, ne ajută să comprimăm timpul și, în numai câteva minute, să asistăm la un balet cosmic care se desfășoară de-a lungul multor milioane de ani.
Acum a sosit momentul reîntoarcerii în galaxia noastră. În zona constelației Orion vom vizita o adevărată…
CREȘĂ DE STELE
Este relativ aproape de noi, aflându-se la numai 1.344 ani lumină distanță. O puteți vedea cu ochiul liber, în zona sudică a constelației Orion, dacă aveți noroc de un cer foarte senin și lipsit de poluare luminoasă. Poartă numele de Nebuloasa din Orion sau, ceva mai tehnic, M 42 (adică obiectul ceresc cu numărul 44 din catalogul lui Messier). Diametrul echivalent al acestei nebuloase este de 24 de ani lumină.
Nebuloasa Orion este o aglomerare de praf și gaz, materie primă pentru viitoarele stele. Tocmai aceasta face ca această nebuloasă să fie atât de spectaculoasă. În interiorul ei se formează, chiar în aceste momente, noi stele. Nebuloasa Orion este o adevărată crescătorie de stele. În în inima ei se găsește așa-numitul Roi Trapezium (Trapezium Cluster) în care se află patru stele foarte tinere, cu masa cuprinsă între 15 și 30 mase solare. Acestea, emițând fluxuri puternice de radiații ultraviolete, fac ca gazul din interiorul nebuloasei să devină luminos și astfel să putem vedea întreaga nebuloasă.
Datele obținute până în prezent indică prezența a circa 700 de stele în interiorul acestei nebuloase, care se află în diferite stadii ale primelor lor etape de evoluție. Din acest motiv, nebuloasa Orion este supranumită „creșa de stele”. Unele dintre cele mai spectaculoase imagini ne-au fost transmise de către telescopul spațial Hubble, cu ajutorul căruia au fost identificate circa 150 de discuri protoplanetare. Practic, asistăm la primele etape de formare a unor noi sisteme stelare similare Sistemului Solar.
Acum, după ce am călătorit prin această fascinantă structură cerească, vreau să mergem către ceva care nu poate fi surprins, deocamdată, în imagini. Vom merge către…
PLANETELE FĂRĂ STELE
Etimologic vorbind, planetă înseamnă „astru rătăcitor”. Cei din vechime vedeau planetele ca pe niște puncte luminoase care călătoresc printre stele. Știm acum că planetele pe care le vedem, cele din Sistemul Solar, se rotesc în jurul Soarelui. Dar în galaxia noastră, alături de nenumărate alte planete care se rotesc în jurul propriilor stele, există și unele care nu au nici o stea.
Sunt planete rătăcitoare care călătoresc singure și triste prin imensitatea Cosmosului. Nefiind luminate de nimic nu le putem vedea. Și totuși știm că ele există. Atunci când o asemenea planetă trece prin fața unei stele îndepărtate produce așa-numitul efect de microlentilă gravitațională, care se manifestă printr-o scurtă creștere a luminozității stelei.
Folosind această metodă o echipă internațională de cercetători (din Japonia și Noua Zeelandă) a analizat observațiile efectuate între 2006 și 2007 asupra a circa 50 de milioane de stele din galaxia noastră. Astfel au identificat 474 de „incidente” asociate unor microlentile gravitaționale, dintre care 10 au putut fi asociate unor planete care călătoreau prin galaxie.
Cercetătorii au estimat că numărul de planete solitare din Calea Lactee ar putea fi de două ori mai mare decât numărul de stele din galaxia noastră. Alte estimări, probabil prea optimiste, ne oferă un număr de 100.000 de planete rătăcitoare, pentru fiecare stea din galaxie!
Cum au apărut aceste planete vagaboande? Pot fi avute în vedere multe scenarii. Foarte probabil ele s-au format normal, prin condensarea discurilor protoplanetare din jurul stelelor noi născute (similare celor pe care le vedem în Nebuloasa Orion). Apoi s-a întâmplat ceva care a făcut ca planeta să fie smulsă de pe orbită. Poate că a trecut o stea prin apropiere, răpind planeta de sub atracția gravitațională a astrului central. Sau poate, ajuns la capătul vieții, astrul central a explodat, aruncând în hăuri planetele de la marginea sistemului planetar.
Nenumărate planete fără stele, care plutesc prin galaxie, într-un întuneric aproape deplin. Nu putem să nu ne întrebăm: ar fi posibilă viața acolo? Nu avem nici un indiciu în acest sens, dar putem specula. Ne putem imagina cel puțin un caz particular, în care viața, măcar în forme foarte primitive, ar fi posibilă. Dacă planeta rătăcitoare este una gigantă și are un satelit, atunci efectele mareice, produse pe acesta din urmă, ar putea genera suficientă căldură pentru ca în subsolul satelitului să avem apă în stare lichidă.
Ceva asemănător se întâmplă și pe Europa, satelitul lui Jupiter. Acolo, sub un strat de gheață, cu o grosime de câteva zeci de kilometri se pare că există un imens ocean din apă lichidă, ca o consecință directă a efectelor mareice produse de Jupiter. Nimic nu ne împiedică să ne imaginăm ceva asemănător pe satelitul unei planete rătăcitoare. Iar de la apă în stare lichidă până la viață nu mai este decât un singur pas… O lume tristă, lumea planetelor fără stele, dar și acolo ne putem imagina că viața învinge.
Mai sunt multe alte lucruri extraordinare de povestit despre Univers. Ceea ce am prezentat în acest text nu reprezintă nici măcar o fărâmă de fărâmă din cele ce ar trebui spuse. Luați-o doar ca pe o invitație la călătorie. Acum, când avem la dispoziție o colecție incredibilă de imagini pe care o putem accesa cu un simplu click, călătoria a devenit lesnicioasă. Credeți-mă, nimic nu este mai fascinant decât să te pierzi printre minunatele alcătuiri care populează Universul în care trăim. Din stele sunt alcătuite visurile noastre.
