Şase mesageri din spaţiul cosmic

DE LA CORESPONDENTUL NOSTRU DIN JAPONIA

ÎN PERMANENŢĂ sosesc din spaţiul cosmic mesageri. Ei poartă informaţii uimitoare despre vastul Univers care ne înconjoară. Aceşti mesageri, şase la număr, călătoresc cu viteza luminii, adică cu 300 000 de kilometri pe secundă. Unul dintre ei este vizibil, însă ceilalţi sunt cu toţii invizibili ochiului uman. Cine sunt aceştia?

Spectrul electromagnetic

Se ştie de mai bine de 300 de ani că, atunci când lumina trece printr-o prismă, ea apare în cele şapte culori principale ale curcubeului. Acest lucru arată că lumina obişnuită conţine toate cele şapte culori ale curcubeului în ordinea următoare: roşu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo şi violet.

Lumina este considerată un flux de particule fără masă, numite fotoni, care au şi ei aceleaşi proprietăţi pe care le au undele. Distanţa dintre două maxime consecutive ale unei unde luminoase se numeşte lungime de undă, iar o unitate de măsură care se foloseşte pentru aceasta este angströmul, având simbolul Å. Acesta este egal cu a zecea parte dintr-o miliardime de metru. Lumina vizibilă măsoară între 4 000 şi 7 000 de angströmi, iar lumina care are alte lungimi de undă apare sub diferite culori. — Vezi fotografia de la pagina 15.

Însă fotonii pot şi ei să aibă lungimi de undă diferite. Propagarea particulelor de fotoni, numită radiaţie electromagnetică, poartă diferite denumiri, în funcţie de lungimea lor de undă. Sub 4 000 de angströmi, pe măsură ce lungimile de undă devin tot mai scurte faţă de cele ale luminii vizibile, undele electromagnetice apar treptat ca radiaţie ultravioletă (UV), raze X şi raze gamma. Când sunt mai lungi de 7 000 de angströmi, undele nu mai sunt vizibile, ci se află în domeniul situat între infraroşu şi radio al spectrului electromagnetic. Şi iată-i pe cei „şase mesageri“ din spaţiul cosmic! Ei poartă o bogăţie de informaţii despre corpurile cereşti. Să vedem în continuare cum sunt examinaţi ca să se obţină de la ei aceste informaţii preţioase.

Primul mesager: lumina vizibilă

Din anul 1610, de când Galileo Galilei şi-a îndreptat telescopul spre cer, şi până în 1950, astronomii au folosit în principal telescoape optice pentru a studia Universul. Ei erau familiarizaţi doar cu domeniul vizibil al spectrului electromagnetic. Unele obiecte cereşti nu puteau fi văzute decât cu foarte mare greutate cu ajutorul telescoapelor optice, iar astronomii au imprimat imaginile pe film fotografic ca să le studieze. În prezent, detectorii electronici, cunoscuţi sub numele de circuite cu cuplaj de sarcină, care sunt de 10 până la 70 de ori mai sensibili decât filmul fotografic, devin din ce în ce mai răspândiţi. Acest mesager vizibil furnizează informaţii despre densitatea, temperatura şi elementele chimice ale unor stele, precum şi despre distanţa la care se află acestea.

Pentru a capta lumina, se construiesc telescoape tot mai mari. Începând din 1976, cel mai mare telescop cu oglinzi din lume a fost telescopul de 6 metri de la Observatorul de Astrofizică Zelenchukskaya. Însă în aprilie 1992, pe Mauna Kea în Hawaii s-a construit noul telescop optic cu oglinzi, Kecka. În locul unei singure oglinzi, telescopul Keck are o combinaţie de 36 de segmente hexagonale de oglindă. Aceste segmente au un diametru total de 10 metri.

Lângă telescopul iniţial, numit acum Keck I, există un al doilea telescop Keck în fază de execuţie, iar cele două telescoape vor putea să funcţioneze ca un interferometru optic. Aceasta înseamnă că cele două telescoape de 10 metri vor fi conectate la un calculator, ceea ce va duce la o posibilă putere de rezoluţie care echivalează cu cea a unei singure oglinzi cu un diametru de 85 de metri. „Puterea de rezoluţie“, sau „rezoluţia“, se referă la capacitatea de a distinge detaliile.

Observatorul Astronomic Naţional din Tokyo construieşte pe Mauna Kea un telescop optic în domeniul infraroşu de 8,3 metri, numit Subaru (denumirea japoneză pentru roiul de stele Pleiadele). Acesta va avea o micuţă oglindă acţionată de 261 de servomotoare care vor regla forma oglinzii la fiecare secundă, pentru a compensa orice deformaţie a suprafeţei oglinzii. Se află în fază de execuţie şi alte telescoape uriaşe, astfel că suntem siguri că vom afla mai multe informaţii de la primul mesager, şi anume lumina vizibilă.

Al doilea mesager: undele radio

În 1931 s-a descoperit pentru prima dată emisia de unde radio din Calea Lactee, însă numai în anii ’50 radioastronomii au început să lucreze alături de astronomii optici. Odată cu descoperirea emisiei radio provenite din spaţiu, ceea ce nu s-a putut vedea cu telescoapele optice putea fi acum observat. Observarea undelor radio a făcut să se poată vedea centrul galaxiei noastre.

Lungimea de undă a undelor radio este mai mare decât cea a luminii vizibile, astfel că sunt necesare antene uriaşe pentru a capta semnalul. Ca să poată fi folosite în radioastronomie, s-au construit antene având un diametru de 90 de metri sau mai mult. Întrucât rezoluţia este slabă chiar şi la unele instrumente care au o asemenea mărime, astronomii au conectat radiotelescoapele în reţea cu un calculator, folosind o tehnică numită interferometrie radio. Cu cât distanţa dintre telescoape este mai mare, cu atât rezoluţia este mai bună.

O asemenea reţea este formată din antena de 45 de metri a Observatorului Radio Nobeyama din Japonia, antena de 100 de metri din Bonn, Germania, şi un telescop de 37 de metri din Statele Unite. Acest tip de legătură se numeşte interferometrie de foarte mare distanţă (VLBI) şi, ca urmare, are o rezoluţie de o miime de arcsecundă, adică poate să distingă o structură de 1,8 metri pătraţi aflată pe lunăb. VLBI este limitată de diametrul Pământului.

Observatorul Radio Nobeyama mai înaintează cu încă un pas pentru a capta acest mesager, plasând în spaţiu o antenă radio de 10 metri. Aceasta va fi lansată din Japonia în 1996 şi va fi conectată la radiotelescoapele din Japonia, Europa, Satele Unite şi Australia, acoperind astfel o distanţă de 30 000 de kilometri. Cu alte cuvinte, această reţea va funcţiona ca un singur telescop uriaş, de trei ori mai mare chiar decât Pământul! Acesta va avea o putere de rezoluţie de 0,0004 arcsecunde, ceea ce înseamnă că va putea să distingă un obiect de 70 de centimetri aflat pe Lună. Acest program este numit VLBI Space Observatory Programme, sau pe scurt VSOP, şi cu ajutorul lui se vor trasa şi studia nucleii galactici şi quasarii, unde se crede că se află găuri negre supermasive. Fiind al doilea mesager din Univers, undele radio realizează performanţe senzaţionale şi vor continua să furnizeze informaţii despre sursele lor.

Al treilea mesager: razele X

Razele X au fost observate pentru prima dată în 1949. Întrucât razele X nu pot pătrunde în atmosfera Pământului, ca să poată obţine informaţii de la acest mesager, astronomii au trebuit să aştepte să se înregistreze progrese în domeniul rachetelor şi al sateliţilor artificiali. Razele X sunt generate la temperaturi extrem de înalte, astfel că ele furnizează informaţii despre atmosfera fierbinte a stelelor, despre rămăşiţele supernovelor, despre roiurile de galaxii, despre quasari şi despre teoreticele găuri negre. — Vezi revista Treziţi-vă! din 8 iulie 1992, paginile 5–9.

În iunie 1990 a fost lansat satelitul Röntgen, cu ajutorul căruia s-a reuşit să se traseze distribuţia razelor X din Univers. Informaţiile care s-au înregistrat au indicat patru milioane de surse de raze X distribuite pe întregul cer. Între aceste surse există însă o luminiscenţă de fond necunoscută. Ea ar putea proveni de la roiuri de quasari, despre care se crede că sunt miezurile energetice ale galaxiilor aflate în apropierea a ceea ce unii astronomi numesc „marginea Universului vizibil“. Noi putem aştepta plini de nerăbdare ca, la momentul potrivit, să culegem mai multe informaţii de la acest mesager, razele X.

Al patrulea mesager: radiaţia infraroşie

Primele observaţii în infraroşu au fost făcute în anii ’20. Întrucât vaporii de apă absorb radiaţia infraroşie, ca să se obţină cele mai bune rezultate când se cercetează acest mesager, se folosesc sateliţii orbitali. În 1983, cu ajutorul Satelitului Astronomic pentru Infraroşu (IRAS) s-a trasat harta cerească a radiaţiilor infraroşii şi s-au descoperit 245 389 de surse de radiaţii infraroşii. Circa 9 la sută (22 000) din corpurile cereşti sunt, probabil, galaxii aflate la mare distanţă.

Telescoapele optice nu pot să vadă prin toate aceste regiuni de gaz şi praf din spaţiu. Însă cel de-al patrulea mesager ne ajută să putem „vedea“ dincolo de acest praf şi este deosebit de valoros în ce priveşte observarea centrului galaxiei noastre. Oamenii de ştiinţă intenţionează să lanseze pe orbită un telescop pentru infraroşu numit Space Infrared Telescope Facility, care este de 1 000 de ori mai sensibil decât IRAS.

Al cincilea mesager: radiaţia ultravioletă

În 1968, astronomii au observat pentru prima dată radiaţia ultravioletă (UV). Stratul de ozon nu lasă ca cea mai mare parte din această radiaţie să ajungă pe Pământ. Telescopul Spaţial Hubble, lansat în aprilie 1990, este echipat ca să poată observa atât radiaţiile vizibile, cât şi pe cele ultraviolete şi se va îndrepta spre 30 de quasari, unii dintre aceştia fiind aflaţi la o distanţă de zece miliarde de ani-luminăc. Cu alte cuvinte, dacă vom observa acest mesager, radiaţia ultravioletă, vom putea vedea cum arăta Universul acum circa zece miliarde de ani. Se speră ca acest mesager să dezlege multe dintre misterele Universului.

Al şaselea mesager: razele gamma

Razele gamma constituie o radiaţie de mare energie, cu lungimi de undă extrem de scurte. Din fericire, atmosfera nu lasă ca cea mai mare parte a acestor raze periculoase să ajungă pe Pământ. Acest mesager este asociat cu evenimente violente din Univers. Pe 5 aprilie 1991, Administraţia Naţională Spaţială şi de Aeronautică a lansat în spaţiu Observatorul pentru Raze Gamma. Acesta va observa evenimentele care sunt legate de quasari, supernove, pulsari, teoreticele găuri negre şi de alte obiecte cereşti aflate la mare distanţă.

Odată cu apariţia erei spaţiale, astronomii pot acum să observe întregul spectru electromagnetic, de la undele radio până la razele gamma. Într-adevăr, pentru astronomi, aceasta este o epocă de aur. Când ne ‘ridicăm ochii’, putem acum să ‘privim’ — cu ajutorul celor şase mesageri proveniţi de la sursele stelare — fantastica înţelepciune a Creatorului tuturor acestora (Isaia 40:26; Psalmul 8:3, 4). În timp ce astronomii continuă să decodifice informaţiile purtate de aceşti mesageri, noi vom continua să avem aceleaşi sentimente pe care le-a avut şi Iov cu peste 3 000 de ani în urmă: „Şi acestea sunt doar marginile căilor Sale şi numai adierea lor uşoară ajunge până la noi“. — Iov 26:14.

[Note de subsol]

[Harta de la pagina 15]

(Pentru modul în care apare textul în pagină, vezi publicaţia)

0,1 Å Raze gamma

1 Å Raze X

10 Å

100 Å UV

1 000 Å

4 000–7 000Å Lumina vizibilă

10 000 Å Infraroşu

10μ

100μ Radio

1 mm

1 cm

10 cm

1 m

[Legenda ilustraţiei de la pagina 15]

Cu ajutorul radiotelescopului spaţial VSOP, se va putea distinge un obiect de 70 de centimetri aflat pe Lună.

[Provenienţa ilustraţiei]

VSOP: Cu amabilitatea Nobeyama Radio Observatory, Japonia

[Legenda ilustraţiei de la pagina 15]

O schiţă a telescopului optic în domeniul infraroşu, Subaru, aflat în prezent în stadiu de execuţie

[Provenienţa ilustraţiei]

Subaru: Cu amabilitatea National Astronomical Observatory, Japonia