How Do We Study The Stars? - Yuan - Sen ting

Mestno nebo je pravzaprav precej dolgočasno. Če pogledate v temo med stavbami, boste morda lahko prepoznali Velikega medveda ali morda Orionov pas. A počakajte. Poglejte ta mračni predel še enkrat in iztegnite palec. Koliko zvezd mislite, da je za njim? Deset, dvajset? Pomislite še enkrat. Če pogledate na ta del neba v velikosti nohta na palcu s Hubblovim teleskopom, bi namesto svetlobnih pik videli zmazke. To niso zvezde. So galaksije, tako kot naša Mlečna cesta. Mesta z milijardami zvezd in več kot tisoč se jih skriva pod vašim palcem. Vesolje je večje, kot lahko vidite iz mesta, in celo večje od zvezdnega neba, ki ga lahko vidite na podeželju. To je vesolje, kot ga vidijo astrofiziki, z več zvezdami, kot je zrn peska na Zemlji. S tem ko ponoči strmimo v zvezde, smo del najstarejše znanosti v človeški zgodovini. Študija neba je starejša kot navigacija, kmetijstvo in morda celo jezik. A za razliko od drugih znanosti astronomija temelji izključno na opazovanju. Ne moremo nadzorovati parametrov naših eksperimentov iz laboratorija. Naša najboljša tehnologija lahko človeka pošlje na Luno in se dotakne robov našega sončnega sistema. A te razdalje so neznansko majhne, ko jih primerjamo z zevajočimi prepadi med zvezdami. Kako lahko torej toliko vemo o drugih galaksijah, iz česa so sestavljene, koliko jih je in ali so sploh tam? No, lahko začnemo s prvo stvarjo, ki jo lahko vidimo ponoči: z zvezdami. Poskušamo preučiti njihove lastnosti. Iz česa so narejene? Kako vroče so? Koliko tehtajo? Koliko so stare? Kako daleč so od Zemlje? In verjemite ali ne, vse te stvari lahko izvemo iz luči, ki sveti na nebu. Eno vrsto zvezdnega sporočila razberemo tako, da njeno svetlobo spremenimo v mavrico. Ko mavrico pogledate na Zemlji, v resnici gledate svetlobo Sonca, razpršeno skozi vodne kapljice v atmosferi v vse različne valovne dolžine, ki jo sestavljajo. Ko preučujemo svetlobo drugih zvezd, lahko po potrebi ustvarimo mavrice, in to ne z vodnimi kapljicami, temveč z drugimi posebnimi instrumenti, ki razpršijo svetlobo. Ko pogledamo razpršeno svetlobo našega Sonca, vidimo nekaj čudnega: temne črte v naši mavrici. Te črte so značilni prstni odtisi atomov. Vsaka vrsta atoma v Sončevi atmosferi vpija svetlobo pri različnih valovnih dolžinah in količina absorbcije je odvisna od števila atomov. S tem, koliko svetlobe manjka na valovnih dolžinah, lahko povemo, kateri elementi so v Sončevi atmosferi kot tudi njihove koncentracije. In enako idejo lahko uporabimo pri preučevanju drugih zvezd. Naredimo spektralno mavrico, pogledamo kaj manjka in ugotovimo, kateri elementi so prisotni. Bingo. Sedaj veste, iz česa so narejene zvezde. A nismo omejeni samo na valovne dolžine, ki jih zaznajo naše oči. Pomislite na radijske valove. Ja, lahko ponesejo Billboardovo lestvico Top 100 v vaš avto, a lahko tudi potujejo skoraj neomejeno skozi vesolje. Ker so prišli tako daleč, nam lahko radijski valovi povedo zgodnjo zgodovino vesolja, od samo nekaj tisoč let po velikem poku. Lahko preučujemo tudi infrardečo svetlobo, ki jo oddajajo hladnejši objekti, kot na primer oblaki plina in prahu v vesolju, in ultravijolično svetlobo vročih zvezd, pravkar rojenih iz teh oblakov. Preučevanje različnih valovnih dolžin nam da bolj popolno sliko posameznega objekta pa tudi drug pogled na vesolje. Zato astrofiziki uporabljajo več različnih vrst teleskopov, ki pokrivajo spekter od infrardečih prek ultravijoličnih do x-žarkov, od velikih radijskih krožnikov do velikih srebrnih ogledal in vesoljskih satelitov, ki zaznavajo svetlobo, ki bi jo drugače zaustavilo Zemljino ozračje. Astrofiziki ne vidijo samo milijarde zvezd med milijardami galaksij v vesolju. Slišijo, čutijo in zaznajo jih skozi mnoge kanale, od katerih vsak pripoveduje drugačno zgodbo. A vse se začne s svetlobo, s tisto, ki jo lahko vidimo, in tisto, ki je ne. Želite izvedeti skrivnosti vesolja? Samo sledite svetlobi.