Astronaujiena iš senovės Egipto. Dvinarė žvaigždė ir jos judėjimas

Šiandieninių astronomijos mokslo galimybių nė iš tolo neverta lyginti su tomis, kurias turėjo antikos laikų žvaigždžiažiūriai. Ir turima įranga, ir supratimu apie Visatą, šiandieninis pasaulis anuometinį lenkia neįsivaizduojamai smarkiai. Tokiame kontekste ypatingai keistai ir nuostabiai atrodo žinia, kad senovės Egipto papirusas gali prisidėti prie šiandieninio astronomijos progreso.

Pasakojimą pradėsiu nuo gerokai naujesnių laikų – XVIII amžiaus, kai astronomai atkreipė dėmesį, jog gana ryški žvaigždė Persėjo žvaigždyne yra kintančio ryškio ir sugalvojo priežastį, kodėl tas ryškis kinta. Algolas, senovėje identifikuotas su mitinio herojaus Persėjo laikoma Medūzos galva, kinta labai neįprastai: jo šviesa yra kartais mėlyna, o kartais – raudona. Šis kintamumas žinotas nuo senų laikų – būtent todėl žvaigždė įvairiose kultūrose identifikuota su įvairiais demonais, vadinta „demono akimi“. Net ir jos dabartinis pavadinimas, atėjęs iš arabų kalbos, reiškia prisikėlusį negyvėlį (ghoul‘ą). Tačiau tik jau minėtame XVIII amžiuje buvo sugalvota, kas sukelia tokį kintamumą. Pasirodo, Algolas yra ne viena žvaigždė, o žvaigždinė sistema. Dvinarė žvaigždė, sudaryta iš mėlynos pagrindinės sekos žvaigždės ir gerokai blausesnės, bet didesnio spindulio, raudonosios milžinės, sukasi tokioje plokštumoje, kad kartas nuo karto viena žvaigždė uždengia kitą, žiūrint iš Žemės. Kai matoma mėlyna žvaigždė, visas Algolas atrodo mėlynas, bet kai ją uždengia milžinė, sistema paraudonuoja, tarsi krauju srūvanti demono akis.

Atrodytų, mįslė įminta. Bet išsprendus spalvos kitimo klausimą, netrukus kilo kitas. XX amžiaus viduryje buvo tiksliai išmatuota abiejų sistemos narių orbita ir nustatyta, jog mėlyna žvaigždė yra gerokai didesnės masės, nei raudona. Tuo metu jau buvo žinoma šis tas apie žvaigždžių evoliuciją; vienas iš pagrindinių jos dėsnių – masyvios žvaigždės vystosi sparčiau ir gyvena trumpiau. Dvinarės žvaigždės abi narės turi būti vienodo amžiaus, taigi masyvesnė žvaigždė turėtų būti pažengusi toliau evoliucinėje sekoje, nei raudona. O matome atvirkščia vaizdą: raudona, gerokai mažesnės masės, žvaigždė jau tapusi milžine, o mėlyna tebėra pagrindinėje sekoje.

Šis „Algolo paradoksas“ paskatino dvinarių žvaigždžių evoliucijos tyrimus. Turint omeny, kad atstumas tarp dviejų sistemos narių tesiekia vos 10 milijonų kilometrų, labai tikėtina, kad žvaigždės sąveikauja ne vien gravitaciškai. Išvystytas modelis, vadinamas Rošo kevalo pertekliumi (Roche lobe overflow); jo esmė – išsiplėtusi į raudonąją milžinę dvinarės žvaigždės viena narė paviršinį savo sluoksnį traukia taip silpnai, kad jį sutraukia kaimynė. Šitaip nemaža dalis žvaigždės masės gali perbėgti iš vienos žvaigždės į kitą. Būtent tai atsitiko Algolo sistemoje (ir daugelyje kitų, vėliau atrastų, artimų dvinarių žvaigždžių): kadaise buvusi masyvesnė poros narė paliko pagrindinę seką ir tapo milžine, bet tada prarado paviršinius sluoksnius, kurių dalį prisitraukė lengvesnioji žvaigždė. Proceso metu žvaigždės apsikeitė pozicijomis – pagrindinės sekos dar nepalikusi žvaigždė tapo masyvesnė, o milžinės masė smarkiai sumažėjo.

Bet ir čia Algolo istorija nesibaigia. Mat masės pernaša iš milžinės į pagrindinės sekos žvaigždę turėtų tęstis ir dabar. O tokio pernešimo metu turi lėtėti sistemos sukimasis, t.y. ilgėti jos periodas. Šiandieninis Algolo periodas yra 68 valandos ir 48 minutės; kisti jis turėtų labai lėtai, mažiau nei minute per šimtą metų. Iš principo tokį pokytį išmatuoti mes tikrai galėtume, ypač turint omeny, kad Algolas reguliariai stebimas jau gerus tris šimtmečius. Tačiau taip arti viena kitos esančių žvaigždžių magnetiniai laukai irgi turi įtakos jų judėjimui. Ta įtaka gali sukelti trumpalaikius periodo pokyčius, kurių amplitudė didesnė už numanomą kitimą dėl masės pernašos. Būtent tą ir rodo stebėjimų duomenys – Algolo periodas kinta, bet pokyčiai yra atsitiktiniai ir iš jų neįmanoma išskaičiuoti jokios ilgalaikės tendencijos.

Būtent čia pagaliau prieiname prie senovės Egipto. Kaip minėjau, antikiniais laikais Algolas buvo laikomas demoniška žvaigžde. Nenuostabu, kad senovės Egipte jo paraudonavimas galėjo būti laikomas blogu ženklu. Ir dabar tą pavyko nustatyti. Neseniai vienas egiptologas, kuris kartu yra ir astronomas, Sebastianas Porcedu (Sebastian Porceddu), tyrinėjo vieną senovės Egipto kalendorių, kuriame sužymėtos įvairios geros ir blogos dienos. Jis nustatė, kad blogos dienos kartojasi reguliariai ir aptiko du periodus. Vienas – 29 su puse dienų – atitinka Mėnulio mėnesį. Kito trukmė yra 2,85 dienos, arba 68 valandos ir 24 minutės. Vienintelis plika akimi danguje matomas objektas, turintis panašų periodą, yra Algolas.

Tačiau atkreipkime dėmesį, kad Egipto kalendoriuje Algolo periodas yra trumpesnis, nei dabartinis. Taigi greta tris šimtmečius trunkančių šiuolaikinių sistemos stebėjimų galime pridėti vieną tašką, esantį trijų tūkstantmečių praeityje. Ir jį padėję matome, kad per tris tūkstančius metų Algolo periodas pailgėjo dvidešimčia minučių – beveik tiksliai tiek, kiek numatyta teoriškai. Galima ginčytis (ir tebėra ginčijamasi) dėl Egipto kalendoriaus interpretacijos ir blogų dienų periodo siejimo su Algolu, bet jei tai yra tiesa, tuomet šis atradimas puikiai pasitarnauja patvirtinant dvinarių žvaigždžių evoliucijos modelio detales.

Šis atradimas taip pat parodo, kiek daug ir netikėtų atradimų galima pasiekti, astronomijai tapus tarpdisciplininiu mokslu. Sąsajos tarp astronomijos ir fizikos, matematikos, kompiuterijos yra akivaizdžios, apie sąsajas su geologija, biologija ir inžinerija taip pat kalbama jau daug. O čia matome pavyzdį, kad net ir toks, atrodytų, tolimas mokslas, kaip egiptologija (ar, kalbant plačiau, istorija arba archeologija), gali produktyviai sietis su astronomija. Apie tarpdisciplininių astronomijos studijų naudą esu rašęs prieš porą metų. Greta tuomet išsakytų teiginių apie tokio reiškinio naudą – platesnio supratimo apie astronomiją ir platesnio astronomų paruošimo – dabar galiu pridėti dar vieną: netikėti atradimai, kurie kadaise jau buvo padaryti, o dabar tyliai dulka lentynose ar priešistorinėse kapavietėse, laukdami, kol į juos pasižiūrės astronomo akis. Kiek dar tokių atradimų laukia, kol bus vėl pastebėti?

Laiqualasse

P.S. Didžiąją dalį medžiagos naglai pasivogiau iš New Scientist straipsnio.

5 comments

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *