Messier 51, nebeski vrtlog

Prije mjesec dana sam imao najbolji pogled u životu na galaksiju M51 i njenu pratilju NGC 5195. Od tada pokušavam naći način kako tekstom prenijeti dojam koji je na mene ostavio prizor u okularu. Nikako mi to nije pošlo za rukom, a ovaj tekst je četvrta iteracija koju sam napisao. Želio sam napisati tekst koji bi vratio “uslugu” M51 za prizor iz okulara. Kako ništa smisleno nije izlazilo iz mene, odlučio sam smanjiti opseg teksta. Post je ipak podugačak.

Spirala?

Za Charlesa Messiera 51. „lažni komet“ kojeg je pronašao nije bio interesantan objekt, uvjerio se kroz par noći kako je mrljica statična na nebu i produžio dalje. Ne možemo Messiera kriviti za takav stav prema mrljicama jer astronomima 18. i ranog 19. stoljeća su one bile dosadni objekti. Vjerovali su kako su to zbijene zvijezde koje njihovi teleskopi ne uspijevaju razlučiti. Takvo uvjerenje potvrđivala su kuglasta jata zvijezda, za koje je ponekad potreban teleskop samo neznatno većeg promjera da bi se barem djelomično razlučili u pojedine zvijezde. Osim što su maglice bile samo “nerazlučene zvijezde”, za promatranje takvih objekata je potreban instrument velikog promjera. Takvi teleskopi tada nisu bili lako dostupni jer su bili nespretni za upotrebu, skupi, a u pravilu ste ga morali sami izgraditi. Moglo bi se reći da je veliki teleskop tada, a i danas, zahtijevao dozu ekscentričnosti.

Skica galaksije M51 s pratiljom NGC 5195 nastala u Trnovcu Glinskom

Prvi tko je magličastim objektima na nebu posvetio pažnju je bio William Herschel. Ironija je da je Herschela na sustavno promatranje neba inspirirao Messierov katalog “dosadnih maglica”. Da je ozbiljan u naumu potvrdio je izgradnjom 18 palčanog (46 cm) teleskopa sa metalnim zrcalom. Takav instrument je bio bez premca među tadašnjim astronomima te mu je omogućilo promatranje nebeskih objekata u detaljima koji drugima nisu bili dostupni. Već nakon par godina Herschel je došao do zaključka kako se maglice sastoje od „samosvjetlećeg plina“, a ne da su nerazlučene nakupine zvijezda. Kako bi lakše klasificirao silne maglice i pronašao nekakav uzorak među njima, napravio je na stotine crteža. Herschel je bio uvjeren kako maglice s vremenom evoluiraju, tj. da se iz oblaka plina kondenziraju u zbijena (kuglasta) jata zvijezda, a da različite maglice koje je uočio su samo različiti stadiji njihove evolucije. Iako netočna, ova Herschelova ideja ipak je bila barem stoljeće ispred njegova vremena.

John Herschel nastavio je očevim stopama. On je također smatrao kako su maglice zapostavljene te je molio kolege da se posvete njihovom izučavanju. Sam se posvetio promatranju objekata te je kao i otac, napravio na stotine crteža maglica kako bi pokušao zaključiti da li se iz oblaka plinova kondenziraju zvijezde. Među tim crtežima našla se skica M51 iz 1833. na kojoj se jasno vidi kako nije uočio spiralnu strukturu galaksije.

Spiralu nije vidio unatoč tome što je koristio očev 18 palčani teleskop (46 cm), što je za današnje pojmove solidan promjer. Kako to da je onda nije vidio? Naime, teleskopi su tada koristili metalna zrcala koja ne reflektiraju tako dobro svjetlo kao današnja zrcala s aluminijskim premazom. U konačnici je taj 18 palčani teleskop imao svjetlosnu snagu sličnu kao moderni teleskop promjera 34 cm. Uz sve gubitke uzrokovane zrcalima, okulari koji su korišteni nisu imali antirefleksivne premaze što je smanjivalo kontrast slike, teleskopi su patili od parazitskih refleksija, a vjerojatno nisu bili svjesni koliko svjetlost svijeće ili lampe može pokvariti prilagodbu na mrak. Kada se svi ti efekti zbroje ne mogu reći kako me iznenađuje što je Herschelu promakla spirala.

Više skica M51 nastalih tokom 19. stoljeća. Izvor: Journal of Astronomical History and Heritage, 11(2), 107-115 (2008).

Levijatan

Spiralnu strukturu je prvi uočio Lord Rosse, irski plemić i astronom, koji se 1845. počastio s 72 palčanim (182cm) teleskopom. Prije toga je već izgradio 36 palčani (91cm) teleskop, ali nije bio zadovoljan instrumentom. Novi, veliki teleskop, od milja prozvan Levijatan, imao je zrcalo teško 3 tone, tubus dug 15 metara, a prilikom promatranja zahtijevao je posadu od dvojice “tehničara” kako bi se teleskopom moglo manipulirati. Zbog svojih dimenzija i težine, teleskop je bio obješen o dva zida u dvorištu dvorca Birr. Teleskop je bio usmjeren u smjeru sjever-jug te se mogao pomaknuti par stupnjeva lijevo i desno, a sve kako bi se omogućilo djelomično praćenje kretanja objekata na nebu.

Kada je konačno pogledao kroz teleskop M51, Rossea je spiralna struktura iznenadila jer objekt uopće nije ličio na opis iz Herschelova kataloga. Za objekt h1622 (oznaka za M51 iz spomenutog kataloga) u opisu je pisalo kako se radi „o prstenu koji se u jednom dijelu račva u dvije grane“. Ono što je Rosse vidio u svom teleskopu uopće nije nalikovalo tom opisu. U okularu je vidio prekrasnu spiralu, razlučenu u mnoštvo čvorića i detalja. Tako je u travanjskoj noći 1845. M51 postala prva od mnogih spiralnih maglica. Rosse je na temelju dojmova iz više promatranja tokom tog proljeća izradio crtež M51, na kojem se jasno vidjela spiralna narav maglice. U početku se mislilo kako ta spirala predstavlja zvjezdani sustav u nastanku, a tek je početkom 20. stoljeća potvrđeno kako se radi o objektu van našeg Mliječnog puta.

Rosse je kasnije otkrio spiralnu strukturu kod 13 drugih galaksija, između ostalog u M33, M99 i M101.

Što je M51?

Messier 51, iliti NGC 5194, je sjajnija i veća polovica nebeskog para M51/NGC 5195. Otkrio ju je Charles Messier 13. listopada 1773., a pratilju je uočio njegov suradnik, Pierre Mechain, 8 godina kasnije. Galaksija se može pohvaliti s više nadimaka, a po učestalosti se ističe Vrtlog (eng: Whirlpool) koji je dobila zbog svoje istaknute spiralne strukture. Upravo je interakcija M51 sa manjom pratiljom razlog izražene spiralne strukture, jer su gravitacijski efekti pratilje potaknuli urušavanja molekularnih oblaka u jata mladih, plavih zvijezda.

M51 se od nas smjestila na oko 30 milijuna svjetlosnih godina od nas u smjeru zviježđa Lovački psi, tik ispod repa Velikog medvjeda. Prividne dimenzije galaksije iznose 11 x 7 lučnih minuta, tj. prividna površina galaksije na nebu je oko 1/10 Mjesečeva diska. Vizualno je galaksija manja te je njen promjer oko 5.5 lučnih minuta. Sa svojim prividnim sjajem od +8.4 magnituda, ona je jedna od najsjajnijih galaksija na nebu, dovoljan je već dvogled da bi s uočila. U teleskopima promjera 15 cm moguće je naslutiti lukove oko jezgre tj. kako se ovdje ne radi o običnoj mrljici. Već u 20 cm teleskopu ti se lukovi pretvaraju u naznaku spirale, a u 30 cm teleskopu spirala je očita.

Prva skica M51 koju sam napravio davne 2006. kroz 20 cm teleskop.

Skice

Rosse je svoju prvu skicu (1845.) doradio par godina kasnije (1850.), iako ako se mene pita, prva skica je ona koja je najbolja. Nažalost, na Internetu nije moguće pronaći kvalitetan sken originalnih skica, već su oni dostupni ili u niskoj rezoluciji ili se radi već o kopijama kopija, zbog čega su se već izgubili fini detalji i gradacije.

Među skicama dostupnim na Internetu svakako bih istaknuo Howarda Banicha. Kolega je kroz godinu dana radio na skici, bilježeći detalje u galaksiju u više promatranja kroz 28 palčani (72cm) teleskop. U opisu kako je nastala skica Howard je opisao sve ono što s čime se i sam slažem – skica je dojam koji je objekt ostavio na nas, a ne nužno realistična prezentacija istog.

Među „skicarošima“ izdvojio bih još Bertranda Lavillea. Iako mi se ne sviđa njegova tehnika skiciranja koju koristi u zadnje vrijeme, njegovi radovi su vrijedan izvor informacija o objektima i što je moguće vidjeti. Svakako se „izgubite“ na njegovom webu, gospodin ima na stotine crteža.

„Ništa se ne vidi“

Ne mogu pronaći objektivan razlog za tako dobar pogled te noći na M51. Nebo je bilo dobro, ali nije bilo izvan serijski dobro. Ostali faktori su bili uobičajeni, ništa nije odstupalo od uobičajenog. Prozirnost je bila pristojna, iako nije bila kao noć prije, teleskop je bio vjeran 30cm SkyWatcher, zrcala nisam čistio, kolimacija je bila tako-tako. Jedino što je bilo novo je bio APM Zoom okular, ali opet ne vjerujem da bi promjena okulara napravila takvu razliku.

Vjerujem da je tom dobrom pogledu kumovalo iskustvu u promatranju. Kao što trubim zadnje vrijeme, svakim pogledom kroz okular nadograđujemo iskustvo i u konačnici nam to omogućava da vidimo finije detalje od početnika. Kada kažem fine detalje, tu mislim na finese za koje većina misli da su u domeni astrofotografije.

A zašto je vizuala danas pala u drugi plan i ljudi misle kako se ništa ne vidi? Većina ljudi se okrenula ka lakšoj i oku ugodnijoj astrofotografiji. Benefit astrofotografije je što je njen rezultat lakše podijeliti na društvenim mrežama, na što je malo tko od nas “imun”. Nedostatak te posvećenosti društvenim mrežama je što astrofotografija s obradom sve više klizi u ekstreme, dodavaju se detalji koji ne postoje ili se izokreće stvarnost, umjesto da se poštuje materijal. Kraj tako atraktivnih astrofotografija ljudi kao da su toliko zaboravili gledati i u pravilu većina promatrača se iznenadi što je sve vidljivo kroz 30cm teleskop. Iz tog razloga me živciraju provokatorske rečenice: „Vizuala je bezveze, ništa se ne vidi, sve je sivo.“ To mi je u rangu izjava: “Što si dao tolke pare za bicikl, mogo si kupit motor!” Da sam želio motor, kupio bih si motor!

Nije poanta da se sve mora vidjeti. Nije ni cilj kako sve mora biti šareno i relativno lako dostupno. Trebamo stremiti prema tome da sam proces promatranja, boravak za teleskopom i pod noćnim nebom budu cilj. Ako je nešto sivo, jedva vidljivo, bez detalja, pa što onda. Neka je! Nije promašaj ako nešto nismo uspjeli vidjeti ili smo jedva vidjeli, nema neuspjeha jer se ovim bavimo iz gušta. Problem je samo što takve stvari je teško podijeliti na društvenim mrežama za šaku lajkova, već ta iskustva ostaju većinom osobna. Rijetko tko je toliko rječit ili skicira tako dobro da može prenijeti ukupan dojam koji na promatrača ostavi prizor o okularu.

Krenimo u seciranje moje skice i usporedimo što smo vidjeli u odnosu na fotografiju koju mi je ustupio Ken Yasue. Hvala Ken!

Zeleni kanal izvučen iz Kenove fotografije, orijentiran kako bi odgovarao skici.

Simuliranje M51

Prvi korak je da sam Kenovu fotografiju raskupusao na proste faktore. Iskoristio sam njegove podatke kako bih izvukao zeleni kanal iz fotografije. Zašto zeleni? Jer to je dio spektra na koje je ljudsko oko u mraku najosjetljivije te će biti najbolja analogija za pogled u okularu.

Nakon što sam izvukao zeleni kanal, zarotirao sam fotografiju kako bih uskladio orijentaciju s onom sa skice. Rekao bih da sam postigao dobar posao. Malo se vidna polja razlikuju jer Kenova fotografija ne sadrži dio desno od galaksije.

Po rotaciji fotografije pristupio sam igranju sa svjetlinom, kontrastima, krivuljama, levelima i ostalim čudesima u Photoshopu, a sve kako bih postigao omjer svjetline iz okulara. Nemojte me pitati koje sam postavke koristio, jer sam se u jednom trenu pogubio. Zbog svog tog petljanja važno je imati ulaznu fotografiju sa što više podataka, tako da gotove fotografije s 8 bita po kanalu nisu dovoljne. Ovdje sam se igrao s 32 bita po kanalu za maksimalnu “vjernost”.

Kada sam postigao dobar omjer svjetline, pristupio sam „zamućivanju“ fotografije. Kod objekata s veoma niskim površinskim sjajem ljudsko oko jedva da može razlučiti detalje finije od stupnja. U ovom slučaju sam galaksiju povećao prilikom skiciranja 188x, tj. s 5 luč. minuta na prividan promjer od cca 16° u okularu. Ako uzmem u obzir gore navedeno ograničenja oka, onda najmanji detalj koji sam mogao uočiti u okularu je 1/16 prividnog promjera u okularu ili oko 20“ lučnih sekundi u stvarnosti. Kenova fotografija ima daleko veću rezoluciju. Sampling fotografije je oko 0.4 lučne sekunde, što znači da ono što sam ja vidio u okularu treba „zamutiti“ 50x. Zato sam koristio u Photoshopu „Lens blur“ alat samo na galaksiji s jačinom zamućenja (Radius) od 60, što je dalo vrlo vjerne rezultate.

Simulirani izgled galaksije na osnovu zelenog kanala originalne fotke.

Ovoj temi o kutnoj razlučivosti detalja niskog sjaja morat ću se kasnije vratiti, u sklopu svoje misije da osvijestim ljude kako je izlazna pupila važnija od povećanja.

Što sam vidio u galaksiji?

Na usporedbi neobrađene skice i simulirane M51 na osnovi fotografije označio sam glavne detalje koje sam učio. Njihov popis je sljedeći:

• 1 – Sjajna regija u unutarnjem kraku galaksije, zanimljivo je da sam na donjem dijelu regije uočio zavojit početak i generalno mi se vanjski rub te regije činio svjetlijim od onog unutrašnjeg (bliži jezgri). Na nemodificiranoj fotografiji se ta specifičnost u kraku jako dobro poklapa sa skicom.
• 2 – Sjajna regija u unutarnjem kraku, gdje je dotični najbliži pratilji i pod pravim kutom skreće prema dolje.
• 3 – Još jedno „zadebljanje“ kraka na njegovom samom kraju.
• 4 – Sjajna regija između dvije zvijezde u vanjskom kraku. Dotična regija je svjetlija na svom donjem rubu, a na gornjem završetku ima tamni „zaljev“ oko zvijezde 41. Mislio sam da je to efekt koji zvijezda zbog svoje svjetline ima na magličast objekt, ali čak se na fotografijama to dobro poklapa.
• 5 – Još jedna svjetla regija kraj zvijezde 41. Poklapa se s detaljima na fotografiji.
• 6 – Blago svjetlija regija u vanjskom kraku, poklapa se s fotografijom.
• 7 – Slabašan segment kraka, moguć produžetak unutarnjeg kraka.
• 8 – Sjajna jezgra M51
• 9 – Tamni procjep u pratilji NGC 5195
• 10 – Sjajna jezgra i prečka pratilje
• 11 – Svjetliji „izdanak“ prečke prema dolje

Usporedba simulacije M51 sa grubom, neobrađenom skicom. Neobrađenu skicu sam koristio jer su na njoj naglašeni fini detalji u strukturi spiralnih krakova.

Kao što se da vidjeti iz popisa, galaksija pršti finim detaljima. Dosad sam uvijek uočavao samo spiralu, ali ovo je bilo prvi put da su mi svi silni detalji po spirali zapeli za oko. Postoji tu još mnoštvo sitnih, finih detalja između spiralnih krakova i oko jezgre. Neću ih pojedinačno navoditi, pokušajte ih sami pronaći.

Napomenuo bih kako na ovoj neobrađenoj skici su ti detalji previše naglašeni zbog moje grube tehnike crtanja. U okularu su sve to suptilne varijacije u sjaju koje u stalnom kolebanju. Neki sjajniji detalji, poput onih pod brojem 1, 2, 4, 5 i naravno, 8 i 10, bili su lako i stalno vidljivi. Ostali detalji su tražili malo “borbe” i nisu bili na “izvolte”.

Zanimljivo je kako na starijoj skici M51, napravljenoj prvim Tristačem (GSO 300/1500 Dobson), sam nacrtao varijacije u sjaju spirale, ali nisam toliko obraćao pozornost na detalje. Čak u opisu promatranja od te večeri stoji sljedeće:

143x: Uskoro smo vidjeli da se Veliki Medvjed dovoljno uzdigao nad horizontom da probamo vidjeti M51. Kada sam usmjerio teleskop i pogledao u okular ostao sam zadivljen. Pred nama je stajala galaksija s sjajnim središtem i jasno vidljivom spiralnom strukturom koja je čak i detalje pokazivala. I susjedna NGC 5195 pokazala je neke detalje. Fantastično. M51 nas je sve oduševio.

Spominjem detalje, ali ih nisam posvetio pažnju. Rekao bih da je to ono što čini razliku između (mene) početnika i iskusnog promatrača, naučio sam obraćati pozornost na detalje.

Već se na prvoj skici M51 koju sam napravio kroz 30 cm teleskop prije 15 godina dalo nazrijeti kako u spirali “ima nečeg”.

Budućnost

Tristač Mk2 kao da zna da uskoro dolazi veliki brat, 51cm Taurus Dobson, pa se trudi pokazati u najboljem ruhu. Nakon ovog pogleda na M51 još više se veselim mogućnostima koje će pružiti veliki teleskop. Očekujem kako će svi ovi detalji oko kojih je bilo “borbe” u većem teleskopu biti jasni, a da će se otkriti potpuno novi set finesa u galaksiji. Iz tog razloga mi je ovaj pogled na galaksiju došao kao naručen, jer sada imam etalon za usporedbu između teleskopa.

PS: Svakako na kraju ovog članka pročitajte što je admiral William Henry Smyth imao za reći o M51. Ako je netko znao odabrati riječi za prijeniti dojam, onda je to bio Henry.