Štetje zvezd

Ste se med prvomajskimi prazniki morda ozrli v jasno nočno nebo in se vprašali, koliko zvezd je na njem? Nikakor ne namigujem, da bi se morali lotiti njihovega štetja – fraza »prešteti vse zvezde na nebu« pomeni precej težko nalogo (in morda tudi dolgočasno ali nekoristno početje).

Koliko zvezd vidimo na nebu, je odvisno od tega, kje in s čim opazujemo. Če gledamo v nebo s prostimi očmi sredi razsvetljenega naselja, jih vidimo nekaj sto. Če se odpravimo na temen kraj daleč od naselij in svetlobnega onesnaženja ter na nebu ni Lune, jih lahko, če imamo zelo dobre oči, vidimo okrog pet tisoč.

Vse zvezde, ki jih vidimo s prostim očesom, so članice naše Galaksije. Izjema so zelo redke eksplozije zvezd v drugih galaksijah, ki so tako svetle, da so lahko kratek čas vidne tudi s prostim očesom.

Hvala, dragi Galilej

S teleskopi, ki ujamejo bistveno več svetlobe kot človeško oko, lahko zaznamo veliko večje število zvezd. To je prvi ugotovil Galilej pred štiristo leti, ko je usmeril svoj teleskop v bele lise Rimske ceste in razločil v njih na tisoče drobnih svetlih pikic – zvezd.

Galileja so njegova opazovanja utrdila v prepričanju, da je pravilen Kopernikov model Osončja s Soncem v središču. S tem je pripomogel k temu, da je Zemlja izgubila svoj centralni položaj v takratnem modelu vesolja. V stoletjih, ki so sledila, pa je tudi Sonce izgubilo ta piedestal.

Astronomi so se ob opazovanju zvezd na nebu namreč spraševali, kako so razporejene v tridimenzionalnem prostoru in kje med njimi leži naše Sonce. V času, ko še niso znali meriti razdalj do zvezd, so se te naloge lotili s štetjem zvezd. Sklepali so v grobem takole: če je sestav zvezd, v katerem je naše Sonce in mi z njim, krogelne oblike in je Sonce v središču, potem bo povsod okoli nas enako število zvezd. Če Sonce ni v središču, pa bomo v nekaterih smereh videli več zvezd in v drugih manj. Podobno kot če stojite v gozdu: če ste globoko, na sredi gozda, boste v vseh smereh okoli sebe videli približno enako gostoto debel. Če pa ste blizu roba gozda, boste v smeri ven iz gozda videli manj dreves in med njimi uzrli tudi praznino zunaj gozda.

S to metodo štetja zvezd so prišli do zelo omejenih zaključkov, ki so kazali, da naj bi bilo Sonce v bližini središča zvezdnega sestava oziroma Galaksije, kot ga imenujemo. Šele z merjenjem razdalj do velikega števila zvezd se je v začetku 20. stoletja izkristaliziralo, da je Sonce precej daleč stran od središča Galaksije (danes vemo, da je od središča oddaljeno 26.000 svetlobnih let oziroma je nekje na polovici med središčem in robom diska Galaksije) in da, skratka, nima nobenega posebnega položaja v njej.

Hubble je razkadil meglico

V tej zgodbi je treba omeniti še naslednji udarec človeški »pomembnosti«. Leta 1924 je Edwin Hubble izmeril razdaljo do meglice v ozvezdju Andromeda in postalo je jasno, da to ni kar neka meglica plina v naši Galaksiji, pač pa povsem druga galaksija, sestavljena iz zvezd, daleč zunaj naše – a vendarle naši Galaksiji najbližja velika galaksija. V človeškem dojemanju vesolja in našega položaja v njem je prišlo do dveh pomembnih spoznanj: naša Galaksija je le ena od mnogih galaksij v vesolju, ki ni omejeno z mejami naše Galaksije, kot so si predstavljali do takrat, ampak je bistveno večje.

Razumevanje naše Galaksije je v vmesnih letih skokovito napredovalo. Pred tednom dni je evropska misija Gaia, ki je posvečena proučevanju naše Galaksije, objavila drugi katalog svojih opazovanj, opravljenih med julijem 2014 in majem 2016. V katalogu so podatki za skoraj milijardo sedemsto milijonov zvezd! Z modernim »štetjem zvezd«, ki vključuje zelo natančno merjenje položajev in sijev zvezd omogoča Gaia študij sedanjosti in preteklosti naše Galaksije. Mnogi pretekli dogodki so namreč »zapisani« v lastnostih in dinamiki zvezd.

Poleg Gaie našo Galaksijo raziskujejo še drugi projekti. Bistven korak še dlje bo naredil Veliki sinoptični pregledovalni teleskop – LSST (Delo, Znanost, 7. in 14. septembra 2017), ki bo sposoben opazovati še šibkejše in bolj oddaljene zvezde – po ocenah naj bi zbral podatke o 20 milijardah zvezd (in 20 milijardah galaksij). Če se ob teh številkah vprašate, koliko zvezd pravzaprav je v Galaksiji, je odgovor, da nihče ne ve točno, po ocenah pa med 100 in 400 milijard. Vseh zvezd ne moremo videti in prešteti, saj jih je večina predaleč in oddajajo premalo svetlobe, da bi jih zaznali z našimi instrumenti, poleg tega jih dobršen del zakriva medzvezdni prah.

Seveda sestavlja vesolje še veliko, veliko več kot le zvezde naše Galaksije. V njem se dogajajo silovite eksplozije in obstajajo razni eksotični objekti, supermasivne črne luknje, skrivnostna temna snov in temna energija, če naštejem le nekaj vročih raziskovalnih tem moderne astrofizike. Ko gledamo oddaljene galaksije, jih vidimo take, kakršne so bile, ko jih je zapustila svetloba, ki danes prihaja do nas. Vidimo torej v preteklost vesolja, s sodobnimi napravami več kot trinajst milijard let nazaj v času, vse do zgodnjega otroštva vesolja.

O vesolju marsikaj že vemo, marsičesa pa še ne. Je ogromno in v njem niso ne Zemlja, ne Sonce, ne naša Galaksija nič posebnega. Galaksij, podobnih naši, je še na milijarde. A za nas je naša posebna – ker smo v njej, jo lahko veliko podrobneje proučujemo kot druge, ki so milijone ali milijarde svetlobnih let daleč. Naša Galaksija je naše galaktično dvorišče, ki ga zaradi projektov, kot sta Gaia in čez nekaj let delujoči LSST, vedno bolje spoznavamo.

Andreja Gomboc, dr. fizike, je profesorica astronomije na Univerzi v Novi Gorici in urednica Portala v vesolje.