TÚL A GALAKTIKÁN?

Nem mindegyik nóva fehér törpét tartalmazó szélsőségesen szoros kettőscsillag. Ezer között talán egy akad, amelyik nem ilyen, de ez az egy aztán teljesen más típusú jelenség. Ahhoz, hogy ezeket a kivételeket megértsük, távolabbra kell kitekintenünk a világegyetembe.

Amikor kiderült, hogy az égen látható csillagok egy véges méretű, állandó alakú szerkezet - a Galaktika - részei, a csillagászok többsége biztosra vette, hogy ez a szerkezet az összes vagy majdnem az összes csillagot magában foglalja. Más szóval, hogy a Galaktika maga a világegyetem.

Úgy gondolták, valamennyi égi objektum közül legfeljebb a Magellán-felhők tekinthetők a galaxisunkon kívülieknek. Ezek mélyen a déli égbolton helyezkednek el, s az európai szélességi körökről nem is látszanak.

Az első európaiak, akik látták és 1520-ban leírták őket, a Ferdinand Magellan (nevének eredeti, portugál írásmódja: Fernaõ de Magalhes, 1480-1521) vezette, nyugati irányban útnak indult távol-keleti expedíció tagjai voltak. Ahhoz, hogy eljussanak a Távol-Keletre, az expedíciónak (amely végül is először utazta körül teljes egészében a Földet) meg kellett kerülnie Amerikát, ehhez viszont messze délre kellett vitorlázniuk, hogy áthaladhassanak a később Magellánról elnevezett tengerszoroson. Azokról a távoli déli szélességekről a Magellán-felhők magasan az égbolton látszanak.

A Magellán-felhők két halvány fényfoltja a Tejút kicsiny, különálló részének tűnik. Mivel különállóak, az is lehet, hogy nem tartoznak abba a galaxisba, amelynek a Tejút, hogy úgy mondjam, a karimája.

Idővel bebizonyosodott, hogy a Magellán-felhők ugyanúgy nagyszámú, nagyon halvány csillagból állnak, mint a Tejút. Az 1930-as évekre világossá vált, hogy a Nagy Magellán-felhő 47 500 parszek, a Kis Magellán-felhő pedig 50 500 parszek távolságban van tőlünk. Mindkettő jócskán túl van a Galaktika határán.

Azonkívül mindkettő jóval kisebb, mint a Galaktika. Míg a mi galaxisunkat hozzávetőleg 250 milliárd csillag alkotja, addig a Nagy Magellán-felhőben nem lehet több tízmilliárdnál, a Kis Magellánfelhőben pedig kétmilliárdnál is kevesebb van.

A Magellán-felhőket a Galaktika körül keringő kis bolygó-galaxisoknak tekinthetjük. (Ezektől az egyéb szerkezetektől megkülönböztetendő nevezzük saját galaxisunkat Galaktikának vagy Tejútrendszernek.) Bebizonyítható, hogy a Magellán-felhők utólag váltak valahogyan külön, és a Tejútrendszerrel hármasban alkotnak egy, a gravitáció által összekapcsolt rendszert - ahogy a Föld-Hold rendszerről is beszélhetünk úgy, mint egyetlen egységről.

Önként adódik a kérdés: létezik-e bármi olyasmi, ami kívül van a Tejút-Magellán rendszeren?

Az 1800-as évek néhány csillagásza úgy gondolta, hogy igen. Egyetlen objektumról lehetett ezt föltételezni, amelyik úgy tűnt, hogy nem csillag.

Ugyanis az égen nem csak csillagok és olyan halványan fénylő objektumok vannak, mint a Tejút vagy a Magellán-felhők, amelyeket csillagokra lehet fölbontani. Léteznek egészen másfajta csillagászati objektumok is.

Így Christian Huygens (1629-1695) holland csillagász 1694-ben leírt egy fényes, elmosódott objektumot, amely szabad szemmel csillagnak látszik, méghozzá a középsőnek abból a háromból, amelyekbe a nép képzelőereje az égen az Orion csillagképpel ábrázolt óriás vadász kardját látta bele. A távcső viszont fényes ködnek mutatta, ami félig-meddig eltakarja a körülötte levő csillagokat.

Erről a csillagászok szinte kezdettől elhitték, hogy pontosan az, aminek látszik: köd, hatalmas por- és gázfelhő, amelynek fénye a benne világító csillagoktól származik. Az Orion-köd nevet kapta; ma már tudjuk, hogy átmérője körülbelül kilenc parszek, és mintegy 500 parszeknyire van tőlünk. Földi mértékkel mérve ritka és nagyon finom köd, jobb vákuum, mint ami laboratóriumban előállítható, mégis elég sok részecske esik a szemünk irányába ahhoz, hogy elhomályosítsa a belsejében lévő csillagokat.

Más fényes ködök is láthatók az égen, s nem egy közülük formára és színre igen szép. Nem csak a Galaktikában találhatók: a Nagy Magellán-felhőben van például a Tarantella-köd, amely sokkal nagyobb az Orion-ködnél.

Vannak egészen sötét ködök is. William Herschelnek a Tejút alapos tanulmányozása során feltűnt, hogy egyes területeken alig néhány csillag látható, esetleg egyetlenegy sem. Ezt készpénznek véve föltételezte, hogy az ilyen tartományokban egyáltalán nincsenek csillagok, a Föld pedig úgy helyezkedik el, hogy belelátunk ezekbe az üres tartományokba, mint valami alagútba. „Égi lyukakként” írta le ezeket a területeket.

1919-ig már 182 ilyen sötét foltot jegyeztek fel, az viszont nagyon valószínűtlennek tűnt, hogy a zsúfolt Galaktikában ennyi lyuk legyen, és mind épp a Föld felé irányuljon. Edward Emerson Barnard

 (1857-1923) amerikai és Maximilian F. J. C. Wolf (1863-1932) német csillagász az 1890-es években egymástól függetlenül azt állította, hogy ezek ködök, amelyeknek az Orion-ködtől és a hozzá hasonlóktól eltérően nincs fényük, mivel történetesen nincs olyan csillag a belsejükben, amely megvilágítaná a porrészecskéket.

Ezek a sötét ködök csak azért érzékelhetők, mert sűrű csillagmezők irányába esnek. A ködök eltakarják a csillagokat, és szabálytalan árnyékoknak látszanak.

A csillag nélküli sötét ködökön, illetve a csillagokat tartalmazó fényeseken kívül még más típusúak is láthatók az égen. Van néhány, amely egyik osztályba sem tartozik, és elég rejtélyesen néz ki. Közülük a legjellegzetesebb és legfényesebb (az egyetlen, amely szabad szemmel is látható) egy halvány, némileg elmosódott, 4-es magnitúdójú „csillag”. Az Androméda csillagképben található, és már az arab csillagászok is észrevették.

Simon Marius (1573-1624) német csillagász figyelte meg elsőként távcsővel 1611-ben, ezért többnyire őt tekintik az Androméda-köd fölfedezőjének.

Charles Messier (1730-1817) francia csillagász az üstökösöket vadászta buzgón, amelyek csak egy-egy időre tűnnek föl: megjelennek, tovahaladnak a csillagos háttér előtt, végül eltűnnek. 1871-ben katalógusba foglalta azokat az elmosódott égi objektumokat, amelyek nem üstökösök, hanem az égbolt állandó lakói, és a csillagokhoz viszonyított helyük változatlan. Célja az volt, hogy a többi üstökösvadász semmiképp se téveszthesse össze őket az üstökösökkel. Az Androméda-köd a harmincegyedik helyen szerepelt a listán, ezért időnként M 31 néven is emlegetik.

Az Androméda-ködöt az teszi rejtélyessé, hogy nem sötét, hanem fénylik. Azt viszont nem lehetett tudni, hogy mi okozza a fényességet, mivel a belsejében nincs csillag, ami fényt szolgáltatna. Egy por-és gázfelhő, amely csillag nélkül világít, eléggé rendellenes dolognak tűnik.

A Messier-katalógus további csillag nélküli fényes ködfoltokat is tartalmazott. Egyeseket közülük sikerült csillagokra fölbontani; Herschel például több Messier-objektumról kimutatta, hogy azok a csillagok sűrű gömbhalmazai. Vannak azonban közöttük másfélék is.

Ha az Androméda-köd rejtélyét sikerül megfejteni, akkor ugyanez föltehetően a többi kisebb, kevésbé feltűnő ködre is érvényes lesz. Mi hát az Androméda-köd?

Két, teljesen eltérő típusú magyarázat született még az 1700-as évek vége előtt.

Az első szerint az Androméda-ködben azért nem látunk csillagot, mert bár a ködöt (akárcsak a Tejutat vagy a Magellán-felhőket) teljes egészében csillagok alkotják, nem pedig por, azok túl halványak ahhoz, hogy láthatók legyenek.

Csakhogy az Androméda-köd föltételezett csillagainak szerfölött gyenge fényűeknek kéne lenniük, ha egyszer a távcső sem tudja halvány csillagok sokaságára fölbontani, mint a Tejút és a Magellán-felhők ködét. Az Androméda-köd a legerősebb mai távcsövekben is köd marad.

Legésszerűbbnek az a magyarázat látszott, amely szerint az Androméda-köd annyira messze van, hogy még a távcső sem elég az őt alkotó csillagok érzékeléséhez, mivel csillagai sokkal halványabbak az olyan közelebbi objektumokénál, mint a Tejút és a Magellán-felhők. Márpedig ha az Androméda-köd mérhetetlenül messze van, és mégis látható szabad szemmel, akkor valóban gigantikus méretűnek kell lennie.

Ezen a véleményen volt Immanuel Kant (1724-1804) német filozófus, aki 1755-ben fölvetette a „sziget-univerzumok” létezését. S amikor végül tudomást szereztek a Galaktika létéről, kézenfekvő volt a föltételezés, hogy Kant „sziget-univerzumai”, ha léteznek, csupán további, nagyon távoli galaxisok.

Kant nézetei megelőzték korukat. A csillagászok még másfélszáz évig nem voltak fölkészülve arra, hogy túltekintsenek a Galaktikán, és más galaxisok létezését is el tudják képzelni. Kevésbé fantasztikusnak, ezért elfogadhatóbbnak tűnt a másik álláspont, amelyet Pierre-Simon de Laplace (1749-1827) francia csillagász fejtett ki 1798-ban. Eszerint a Naprendszer kezdetben hatalmas, forgó gáz-és porfelhő volt, amely lassan sűrűsödni kezdett, miközben kisebb por- és gázgyűrűket dobott le magáról - ezekből lettek a bolygók. Amint a felhő összesűrűsödött, a belseje annyira fölforrósodott, hogy fényleni kezdett, megvilágítva azt az egész por- és gáztartományt, amelyben a bolygók formálódtak. Más szóval a külső részből lettek a bolygók, a központi tartományból pedig a Nap.

Hasonló ötletet vetett föl Kant is a „sziget-univerzumokról” szóló könyvében. Laplace viszont nagyobb részletességgel tárgyalta a dolgot, mondván, az Androméda-köd nem más, mint egy keletkezőben levő bolygórendszer. Ezek szerint az Androméda-köd valóban egy gáz- és porfelhő, de a középpontját egy csillag alkotja, amely épp csak kezd világítani, így ő maga még nem látható, viszont az egész környéket bevilágítja. Laplace elképzelését, mivel az Androméda-ködöt hozta föl példaként, „köd-hipotézisnek” hívjuk.

Ha Laplace-nak van igaza, és az Androméda-köd egy magában álló bolygórendszer, akkor meglehetősen közel kell lennie, hogy ekkorának lássuk, és bizonyára része a Galaktikának.

Az 1800-as években Laplace véleménye volt az általánosan elfogadott. Nagyon kevesen álltak Kant pártjára, ha egyáltalán akadt ilyen csillagász.

Az 1800-as években az Androméda-köd mindinkább veszített kivételességéből. Ahogy egyre jobb és jobb távcsövekkel fürkészték az eget, kiderült, szép számmal találhatók olyan ködök, amelyek fényesek ugyan, de csillagoknak nyoma sincs bennük.

Egy ír csillagász, William Parsons (Rosse harmadik earlje, 1800-1867) volt az, aki megkülönböztetett figyelmet szentelt ezeknek a ködöknek, s aki a világ akkori legnagyobb távcsövét építette meg vizsgálódásai számára. A távcsőnek szinte semmi hasznát sem tudta venni, mert a birtokán annyira rossz volt az időjárás, hogy jóformán soha nem folytathatott megfigyeléseket. Hébe-hóba azért adódott némi lehetőség a ködök tanulmányozására, és 1845-ben fölfigyelt rá, hogy egy részüknek jól kivehető spirális szerkezete van: szinte apró fényörvényeknek látszottak az űr fekete háttere előtt.

A leglátványosabb közülük az M 51, a Messier-katalógus ötvenegyedik tagja, amelyik úgy néz ki, mint egy szélkerék, s amely ezért hamarosan Örvény-köd néven vált ismertté. A csillagászok úgy kezdték a spirális ködöket emlegetni, mint az égi objektumok egy külön osztályát.

Vannak ellipszis alakú ködök is, spirális karok nélkül, ezeket elliptikus ködöknek hívják. Mind a spirális, mind az elliptikus ködök jellegzetesen különböznek az olyanoktól, amelyek, mint az Orion is, szabálytalan, szálas alakúak.

Az 1800-as évek második felére lehetővé vált lefényképezni az égi objektumokat, beleértve a halványakat is. A fényképezőgépet a távcsőhöz szokták rögzíteni, amely automatikusan együtt mozog az égbolttal, hogy semlegesítse a Föld tengely körüli forgását. Így hosszú expozíciós idejű fényképek is készíthetők.

Az 1880-as években Isaac Roberts (1829-1904) walesi amatőr csillagász számos fotográfiát készített ködökről. Ez fontos volt, hiszen a fényképezőgép objektívebben látja és rögzíti a részleteket. A csillagászok immár nem voltak kénytelenek kizárólag azoknak a megfigyelőknek az olykor kétes művészi képességeire hagyatkozni, akik megpróbálták lerajzolni a látottakat.

1888-ban Roberts ki tudta mutatni, hogy az Androméda-ködnek spirális szerkezete van. Ezt korábban azért nem vették észre, mert az Androméda-ködöt sokkal inkább az éle felől látjuk, mint az Örvény-ködöt. Az utóbbinál oly jól kivehető spirális alak ezért az előbbinél nehezebben fedezhető föl.

Roberts még valamire fölfigyelt. Ha a ködöket többéves időközökben újra meg újra lefényképezte, a környező csillagokhoz viszonyítva kis eltérések mutatkoztak, mintha a köd észrevehető sebességgel forogna. Ez nem jelenthetett mást, mint hogy a köd viszonylag kicsiny méretű és így viszonylag közeli is. Ha valami olyan messzeségben van, mint a Kant-féle sziget-univerzumok, annak annyira hatalmasnak kellene lennie, hogy egyetlen fordulata több millió évig tartana, és bármilyen hosszú ideig figyelnénk is, semmilyen mérhető változást sem észlelnénk. 1899-ben Roberts azt állította, hogy fényképei valóban mutatják ezeket a forgásból adódó változásokat az Androméda-ködben - és tényleg így is látszott.

Ugyancsak 1899-ben vették föl első ízben az Androméda-köd színképét. Ez nagyon hasonlított ahhoz, amilyet általában a csillagokról szoktunk kapni; a szabálytalan por- és gázfelhőké viszont, mint az Orion-köd is, teljesen eltér a csillagokétól, és általában sok különböző színű, magában álló fényes vonalat tartalmaz. Ezért van, hogy az Orion-köd és a hozzá hasonlók gyakran pompás színűek, az Androméda-köd és társai viszont fehérek - ezért nevezik őket időnként fehér ködöknek is.

Az Androméda-köd színképe könnyen értelmezhető, ha Laplace-nak volt igaza, és a köd egy most keletkező csillag. Valóban, William Huggins (1824-1910) angol csillagász 1909-es vizsgálódásai azt látszottak igazolni, hogy az Androméda-köd egy létrejöttének előrehaladott szakaszában levő bolygórendszer.

Úgy tűnt, egyszerűen nincs helye vitának.

És mégis, egy, a század végén fölbukkant nehézség makacsul gátolta a továbbhaladást. És ez a nóvákkal is összefüggött.